홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수
지진이 발생한 단층은 지하 20~22㎞ 깊이에 북서ㆍ남동 방향으로 발달한 주향이동단층으로 파악된 것이다. 지목된 단층들과 달리 수직 방향으로 발달한 단층이고, 지표 매립으로 인한 압력 증가로 설명하기 어려운 진원 깊이를 보였다. 따라서 기존에 확인되지 않았던 지하 단층으로 판단된다. 지진은 가로 500m, 깊이 300m 정도 되는 좁은 단층면을 중심으로 집중 발생했다. 최초 지진 발생 위치를 기준으로 뒤따른 지진들이 단층면을 따라 좌우로 점차 퍼져 나가는 형태를 보였다. 마지막에 발생한 지진들은 단층면의 양쪽 가장자리에 위치하고 있다. 현재는 지진 발생이 멈춘 상태다. 일련의 지진들로부터 배출된 힘은 단층면을 따라 북서ㆍ남동 방향으로 누적됐다. 물론 추가 지진도 예상된다.
이번 지진이 발생한 곳은 반경 10㎞ 이내 지역에서 지난 40여년 동안 한 차례도 지진이 발생하지 않았다. 과거 지진 발생 이력이 없던 곳에서 지진이 집중적으로 발생한 것이다. 큰 지진 이후 이어지는 여진이 아닌 독립적인 군집형 지진은 한반도 같은 판내부 환경에서는 이례적이다.
판내부 환경에서는 지진 발생을 위한 응력이 빠르게 쌓이지 않고 지진이 발생하기까지 많은 시간이 소요된다. 따라서 한반도에서는 지진이 연쇄적으로 발생하기보다는 단발적으로 발생하곤 한다.
국내 내륙에서 발생하는 지진은 주로 4~16㎞ 깊이에서 발생하고, 대부분 5㎞ 내외의 깊이에 집중돼 있다. 지구 내부로 들어갈수록 온도와 압력이 증가하고, 지진 발생에 필요한 응력 임계치가 깊이에 따라 크게 증가하기 때문이다. 따라서 응력을 효율적으로 배출하기에는 얕은 깊이가 효과적이다.
사실 해남 지진과 같은 군집형 지진 관측은 이번이 처음은 아니다. 2013년 보령 앞바다와 백령도 근해에서 짧은 기간 동안 지진이 집중적으로 발생한 사례가 있다. 이들 군집형 지진은 모두 그간 지진이 발생하지 않던 지역에서 발생했다는 공통점을 갖고 있다. 또 2011년 동일본 대지진으로 한반도 내 응력 불균형이 발생하고, 지진 발생에 필요한 응력 임계치가 낮아지면서 응력이 쌓여 있던 지역을 중심으로 지진이 발생한 것이다. 이번 해남 지진이 주목되는 까닭은 동일본 대지진의 영향이 여전히 유효하고 한반도 지진 발생에 영향을 미치고 있음을 방증하기 때문이다.
동일본 대지진 후 경주 지진, 울산 앞바다 지진 등 규모 5 이상의 지진이 크게 늘었다. 해남 지진의 관측은 동일본 대지진 이후 한반도 내에 지속적으로 발생하고 있는 중대형 지진 발생 가능성이 여전히 남아 있음을 의미하고 있다.
2020-06-09 29면
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