가장 안전한 곳 중 상당수에서 갑자기 지진이 발생했습니다. 무슨 일이 일어났을까요?

지진 지도에서 '절대 안전'하다고 여겨지는 곳들이 갑자기 흔들리고 있습니다. 수백만 년 동안 잠자던 단층마저 '움직이고' 있습니다. 사람들뿐만 아니라 과학계도 우려하고 있습니다.

네덜란드 호이징에 인근 마을에서 발생한 지진으로 많은 가옥이 지진 발생 후 보강 공사를 해야 했습니다. 특히 이 지역은 자연 지진이 거의 발생하지 않는 것으로 알려져 있습니다. 사진: ANP

수십 년 동안 세계 지진 위험 지도에서는 ​​네덜란드, 인도의 데칸 고원, 미국 오클라호마주와 같은 장소가 대체로 무시되어 왔습니다.

이 지역은 지각판 경계에서 멀리 떨어져 있으며, 강한 진동의 역사도 없고, 절대적으로 안전한 땅으로 간주됩니다.

하지만 새로운 연구 결과로 인해 과학자들은 인간이 지진을 일으키는 방식과 가장 안정적인 지역이 때로는 가장 취약할 수 있다는 사실을 다시 생각하게 되었습니다.

수백만 년 동안 휴면 상태였던 단층이 갑자기 지진으로 "폭발"할 때

2012년 8월 16일, 네덜란드의 작은 마을 하위징에에 규모 3.6의 지진이 갑자기 발생했습니다. 사람들은 "어떻게 여기서 지진이 일어날 수 있지?"라며 충격을 받았습니다.

하지만 답은 바로 그들의 발 아래에 있었습니다. 세계에서 가장 큰 가스전 중 하나인 그로 닝겐 가스전 프로젝트가 지하의 압력을 변화시켜 수백만 년 동안 잠복해 있던 얕은 단층을 촉발시켰습니다.

그로닝겐도 예외는 아닙니다. 인도에서 미국에 이르기까지, "내진" 지역으로 여겨졌던 지역에서도 채굴, 석유 및 가스 채굴, 댐 건설, 액체 펌핑, 지열 개발 등 인간 활동과 직접적으로 관련된 진동이 기록되었습니다.

안정지대가 더 취약한 이유는 무엇인가?

그 답은 "마찰 치유"라고 불리는 잘 알려지지 않은 과정에 있습니다.

Nature Communications 에 최근 게재된 연구에 따르면, 지진학자 일로나 반 딘터 (네덜란드 위트레흐트 대학교)가 이끄는 팀은 안정된 지역의 얕은 단층이 휴면 상태를 오래 유지할수록 더 강해진다는 사실을 발견했습니다.

"네덜란드에서는 단층이 수백만 년 동안 움직이지 않았습니다."라고 반 딘터는 말합니다. "단층이 갇히면 두 암벽 사이의 접촉 면적이 증가하여 더 단단히 붙습니다. 우리는 이것을 마찰 치유라고 부릅니다."

지진 위험 지역 지도. 빨간색은 광산 활동으로 인한 지진, 진한 파란색은 저수지 활동으로 인한 지진, 주황색은 석유 및 가스 채굴로 인한 지진입니다. 사진: HIQUAKE

언뜻 보기에 더 강한 단층은 좋은 것처럼 보일 수 있습니다. 하지만 실제로는 바로 이 때문에 인간 활동의 작은 변화조차도 균형을 깨뜨리고 축적된 에너지를 단 한 번의 미끄러짐으로 모두 방출할 수 있습니다.

위트레흐트 팀의 컴퓨터 시뮬레이션에 따르면 지하 압력이 변하면(예: 가스 추출이나 유체 주입) 얕은 단층이 더 많은 하중을 받게 됩니다.

단 35년 만에 그 압력이 수백만 년간 축적된 마찰력을 극복하여 단층이 '펑'하고 비정상적으로 강한 지진을 일으킬 수 있습니다.

에너지가 방출되면 단층은 휴면 상태에 들어가고 다시 생성되기까지 수백만 년이 걸립니다. 하지만 문제는 전 세계에 이러한 단층이 천 개가 넘는다는 것입니다. 즉, 지진을 유발할 위험이 매우 크다는 뜻입니다.

흔들림을 견딜 수 있도록 인프라가 설계되지 않았다는 우려

2017년 포항(대한민국)에서 발생한 규모 5.4의 갑작스러운 지진은 "인공지진"으로 판명되었습니다. - 사진: SIM1992

전문가들이 우려하는 것은 지진 자체만이 아니라 지표면에 미치는 충격 도 있습니다.

얕은 단층은 지면에 가깝게 위치하므로, 단층이 미끄러질 때 에너지가 표면으로 직접 전달되어 일본이나 터키에서 흔히 발견되는 깊은 단층보다 더 강한 진동을 일으킵니다.

지구물리학자 다니엘 포크너 (영국 리버풀 대학교)는 "안정된 지역의 인프라는 지진을 견딜 수 있도록 건설되지 않았다"고 경고했습니다.

그는 2017년 포항에서 발생한 규모 5.4의 지진을 예로 들었습니다. 당시 포항의 지열 발전 프로젝트가 지진 발생에 영향을 미친 것으로 밝혀져 정부가 해당 프로젝트를 중단해야 했습니다. 당시 포항시는 지진에 대한 준비가 미흡했습니다.

반 딘터는 위험을 줄일 수 있는 방법이 있다고 말했습니다. 즉, 땅에 주입되는 유체의 양과 속도를 조절하는 것입니다. 처음에는 천천히 시작하거나, 점진적으로 늘리거나, 주기적으로 펌핑하여 갑작스러운 압력 상승을 방지하는 것입니다.

Geophysical Research Letters ( 2021) 저널에 실린 이전 연구에서도 순환 펌핑 방법이 지진 발생 규모를 제한할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다.

하지만 그녀는 이렇게 강조했습니다. "아무리 조심하더라도 기업들은 지진이 발생할 수 있다는 사실을 명확하게 전달해야 합니다. 위험 평가 시에는 단층의 치유 과정과 강화 과정을 고려해야 합니다."

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황티

출처: https://tuoitre.vn/nhieu-noi-an-toan-nhat-bong-bi-dong-dat-co-chuyen-gi-20251205140808307.htm