2009.07.04 <조선닷컴>

깊이 5~15㎞의 심부 지하에 묻혀 있는 잠복 단층이 지표면에 가까운 단층보다 훨씬 큰 파괴력을 갖는 이유가 밝혀졌다고 디스커버리 채널 인터넷판이 보도했다.

미국의 캘리포니아 대지진과 일본의 고베 대지진 등 이례적으로 강력한 지진들은 이런 단층에서 일어났지만 어째서 그처럼 큰 피해를 냈는지 지금까지 그 원인은 수수께끼로 남아 있었다.

미국의 건축공학 회사인 URS사의 폴 서머빌 박사 등 연구진은 잠복 단층이 격렬한 폭발을 일으키기에 완벽한 조건을 갖춘 암석층에 위치하고 있는데다 지진이 일어날 때는 폭발 에너지를 지표면을 향해 집중시켜 실제 규모보다 훨씬 큰 파괴력을 낸다는 사실을 발견했다.

그는 “지진 과정에서 파열이 확산될 때 그 속도는 음속폭음에 가깝다”면서 “에너지파 위에 다른 에너지파가 차곡차곡 얹혀 시속 1천600㎞로 이동할 때는 순간 음속돌파시의 충격파에 가까운 위력을 갖는다”고 설명했다.

이런 현상은 물론 모든 지진에서 일어나는 것이지만 잠복단층의 경우 에너지를 표면을 향해 집중시켜 지하 5~15㎞의 딱딱하고 깨지기 쉬운 암석층을 통과하도록 한다는 것이다.

이와 반대로 지표면의 단층은 이른바 ‘단층점토’로 불리는 부서진 바위로 채워져 있어 충격을 완화하기 때문에 결과는 완전히 다르게 나타난다.

연구진은 잠복단층과 표면단층에서 똑같이 규모 6.5~7.5 사이의 강진이 일어날 경우 잠복단층에서 나온 지진파의 위력이 표면단층에 비해 최고 60%나 크다는 사실을 발견했다.

지난 1989년 미국 샌프란시스코 베이 지역에서 일어난 규모 7.0의 로마 프리에타 지진과 1994년 캘리포니아 남부에서 일어난 규모 6.7의 노스리지 지진, 1995년 일본에서 일어난 규모 6.9의 고베지진은 엄청난 인명과 재산 피해를 냈지만 단층 파열부가 지표면까지 도달하지는 않았다.

이 때문에 과학자들은 노스리지 지진처럼 비교적 약한 지진이 어째서 기록적인 파괴력을 가졌는지 의문을 가져왔다.

이 연구로 인해 잠복단층의 위험은 밝혀졌지만 위협은 그대로 남아있다.

더구나 잠재적인 위력을 갖고 있는 잠복단층들이 속속 새로 발견되고 있는데 최근 로스앤젤레스 도심 지하를 통과하는 퓨엔티 힐스 단층이 바로 그 예이다.

과학자들은 지각의 움직임을 측정한 결과 아직 발견하지 못한 이런 단층이 아직 많이 남아 있음을 알게 됐다.

연구진은 이제 이런 지질학적 지식을 재해예측도와 통합시키고 피해를 최소화하도록 건축법을 적용하는 것이 지진 공학자들이 할 일이라고 지적했다.

미국 지질탐사단의 한 관계자는 “새로 제작된 재해예측도에는 잠복단층이 지표면 운동에 미치는 효과도 표시돼 있으며 앞으로 건축법에도 반영될 것”이라면서 “우리의 목표는 모든 정보를 망라해 이런 지표면 운동을 견딜 수 있는 건물을 짓는데 필요한 최상의 수치를 제공하는 것”이라고 말했다.

youngnim@yna.co.kr