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6,400명이 넘는 희생자를 낸 한신대지진이 발생한 지 10년이 지났다. 일본에서는 최근 10여년 간 피해를 동반한 지진이 많이 발생했으며 일본이 지진피해 다발국이라는 점을 인식해야 한다. 이 글은 도쿄대학 지진연구소의 도이키이지 씨가 일본이 직면하고 있는 지진학적인 상황과 지진피해를 줄이긴 위한 대책 가운데 지진 예측에 관한 연구동향에 관해 쓴 내용이다.일본의 지진활동 현상과 지진발생구조1. 지진활동 현상세계적으로 보면 지진이 발생하는 지역은 환태평양지역과 중국남부~인도북부~중근동~중앙아시아~지중해, 대서양중앙부 등으로 한정되어 있다. 그 가운데 일본을 포함한 환태평양지역은 규모가 큰 지진이 많이 발생하는 지역이다. 지진의 발생회수는 그 연도에 따라 차이가 있지만 일본과 그 주변에서는 연간 8만~12만개의 지진이 관측되고 있으며, 이것은 세계에서 발생하는 지진의 1~2할에 해당한다. 그 가운데 진도1 이상의 지진(몸으로 느낄 수 있는 지진)은 연간 1000~2000회 관측되고 있다.2. 지진발생구조이처럼 지진이 많이 발생하는 지역이 정해진 것은 대지의 상태에 원인이 있다. 지구를 계란에 비교해보면 육지와 해저로 이뤄진 지형을 구성하고 있는 암반은 계란껍질에 해당한다. 이 껍질(지각 플레이트, 혹은 단순히 플레이트라고 불린다)이 15~20정도의 파트로 나뉘어져 껍질 맨 바닥에 있는 계란의 흰자에 해당하는 맨틀의 대류에 따라 일정한 방향으로 이동하고 있다. 그렇기 때문에 껍질끼리 충돌하게 되며, 껍질 가장자리 부분에 큰 힘이 가해진다. 이것이 지진의 원동력이 된다. 껍질 가운데는 큰 힘이 미치지 않기 때문에 지진이 발생하지 않게 된다. 일본 부근은 지반플레이트끼리 부딪히는 곳이기 때문에 일본 열도를 포함한 육지의 플레이트에 태평양플레이트 및 필리핀해 플레이트가 각각 서 내지 서북 방향으로 진행하고 있다. 바다 플레이트 쪽이 약간 무겁기 때문에 육지 플레이트 밑으로 가라앉고 있다. 일본 부근에서 발생하는 지진은 플레이트와 플레이트의 경계에서 발생하는 것(플레이트 경계지진), 일본열도 바로 밑에서 발생하는 것(내륙이 얕은 지진), 플레이트 내부에서 발생하는 것으로 크게 나눌 수 있다.지반 플레이트를 구성하는 암반이 플레이트끼리 충돌하여 강한 힘을 받으면 암반 내부와 플레이트 경계에 큰 뒤틀림이 발생한다. 암반자체는 일정기간 뒤틀림(=힘)을 받지만, 곧 견디어내지 못하고 파괴된다. 이 파괴현상이 지진이다. 또 암반이 파괴됨에 따라 발생하는 균열을 단층이라고 부르며, 특히 지표에 나타나는 것은 활단층이라고 부른다. 지진이란 ‘단층을 경계로 서로 암반이 급속하게 미끄러지는 현상’이라고 표현하기도 한다.지진의 예측(예지)1. 지진을 ‘예지’한다는 것은‘지진을 예지한다’는 것은 ① 지진의 규모, ② 지진의 발생장소, ③ 지진의 발생시기에 대해 어느 정도 명시적으로 보여줄 필요가 있는가가 지진 연구자와 방재담당자의 공통인식이 되어있다. 앞의 항목에서 설명한 것처럼, 일본에서는 모든 곳에서 지진이 발생하기 때문에 규모를 묻지 않는다면 “내일, 일본에서 지진이 일어난다”라고 말하는 게 100% 예지할 수 있는 셈이다. 그러나 이렇게 해서는 유효한 방재 정보가 될 수 없다. 규모와 장소를 한정지음으로써 지진에 의한 흔들림의 정도(진도)의 예측이 가능하게 되며, 또 시기를 한정함으로써 피난 등 방재대응에 착수할 시기를 판단할 수 있지만, 규모쪾장소쪾시기 가운데 어느 하나라도 애매하다면 효과적인 방재 대응 할 수 없다.2. 지진예측 기술의 현상지금까지의 연구에서 지진발생까지의 프로세스에 관해 중요한 예견을 얻을 수 있었다. 지진은 단층을 경계로 한 암반이 급속하게 미끄러지는 현상인데, 자세히 들여보면 단층전체가 한거번에 미끄러지는 것이 아니라 단층 가운데 마찰이 보다 강한 장소, 보다 약한 장소가 분포하고 있어서 주변으로부터의 힘의 증가에 따라 보다 약한 부분이 천천히 미끄러진다는 것을 알 수 있다(비지진성 미끄러짐). 보다 강한 장소(‘아스페리티’라고 부름)가 마지막까지 버티다가 한꺼번에 미끄러질 때 큰 에너지(지진파)를 내게 된다. 지진직전의 비지진성 미끄러짐을 전조 미끄러짐이라고 부르는데 이 전도 미끄러짐이 발생하면 이에 대응해서 주위의 암반이 조금씩 변형된다. 이것을 검지함으로써 오게 될 지진=아스페리티의 파괴가 예측 가능하게 되었다. 단, 이 전조 미끄러짐에 동반하는 암반의 변형(지각변동)은 현재의 계측기술로는 지진 규모(마그니튜드(M))가 8이상의 거대 지진에 대응하는 전조 미끄러짐이 초래하는 진원의 근방의 지반변동만 검지할 수 있다.가까운 장래에 발생할 우려가 있는 이른 바 ‘동해지진’은 M8 이상으로 예상되며, 진원이라고 예상되는 시즈오카현을 중심으로한 육상의 지역에 위에서 설명한 전조 미끄러짐을 촉발하게 될 고감도 뒤틀림계(암반의 변형을 계측하는 장치)가 기상청에 의해 다수 개발되어, 다가올 지진을 예지하는 체제가 이미 구축되어 있다.그러나 내륙에서 발생하는 지진은 M7 정도 이하이며, 전조 미끄러짐에 따라서 지반 변동은 아주 작기 때문에 현재의 관측기술로는 검지할 수 없다. 또 플레이트 경계에서 발생하는 M8 이상의 지진에 대해서는 그 진원역은 해역이기 때문에 전조 미끄러짐을 검지하는 게 쉽지 않다. 따라서 ‘동해지진’이 유일한 현재의 기술수준으로 ‘예측가능’한 지진이 될 것이다. 3. 지진활동의 장기적인 평가지금까지 발생한 지진의 아스페리티 분포의 상세한 조사와 고문서 등의 문헌조사, 지층에 기록된 과거 지진의 흔적 조사 등 과거 지진활동을 자세히 조사해봄으로써 지진발생의 시기를 예측할 수는 없다하더라도 앞으로 발생할 우려가 있는 지진의 장소쪾규모에 대해서는 어느 정도 상정할 수 있게 되었다. 이처럼 지진 각각에 있어서 통계적인 방법에 따라 장래 지진의 발생 개연성에 대해 확률로 표현하는 대책이 지진조사연구추진본부에서 행해지고 있다.지진예지연구의 진전한신대지진을 계기로 지진예지를 위한 연구에 있어서 커다란 궤도 수정이 있었다. 지진예지 연구는 1964년 이래, 5년 계획에 맞춰 추진되어 왔는데, ‘지진 직전에는 전조 현상이 나타나므로 이를 상정해서 검출하자’는 것이다. 연구를 추진하는 가운데 전조현상같은 것이 관측되는 경우도 있고 그렇지 않은 경우도 있다. 단순히 기다리는 것만으로는 충분치 않다는 것을 알게 되었다. 그래서 1999년 이래 5개년 계획에서는 고정도쪾고밀도의 관측망에 따라 지진의 발생상황과 지각변동 등의 지각 상태의 파악, 지진발생까지의 프로세스 설명, 또 이에 기반해 구축된 지진발생 모델에 따른 장래의 예측(시뮬레이션)을 주로 한 계획으로 수정되었다.그 결과 앞에서 설명한 것처럼 아스페리티와 지진발생직전의 프로세스에 관한 이해가 급속히 진전되었다. 이에 따라 지진예지의 장래에 대한 밝은 미래가 보이게 되었다. 니가타지진처럼 내륙에서 발생한 지진에 대해서는 아직 해명되지 않은 점들이 많아, 앞으로 지진예지연구의 큰 테마 가운데 하나가 될 것이다.결론 지진 예지기술의 실용화?일반화는 이 분야의 연구에 가장 중요한 목표이지만 그 길은 멀고도 험하다. 장래 발생할 지진을 예측하기 위해서는 지진발생까지의 프로세스를 해명하고 지진발생의 구조에 관해 보다 상해한 이해가 불가결하다. 이를 위해서는 장기적인 관측에 기반을 둔 많은 사례의 분석쪾축척, 측정기술의 개발쪾개량 등 노력이 필요하며, 단기간에 성과를 기대할 수는 없다. 지진의 예측에 관한 기술은 어디까지 달성할 수 있으며, 현재 대책의 문제점은 무엇인지, 연구의 최신 동향에 대해 알기 쉽게 사회에 전달하는 것은 지진을 연구하는 사람으로서 중요한 사명 가운데 하나다.
<Energy News>
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