난카이해곡

난카이해곡은(일본어: 南海トラフ, なんかいトラフ, 영어: Nankai Trough, Southern Sea Trough)는 일본 혼슈섬의 난카이도(남해도) 지방의 남쪽 바다에 주오 구조선과 거의 평행하게 형성된 해곡이다. 난카이 트러프 또는 난카이토라후라고도 부른다. 이 해곡은 난카이 메가쓰러스트(Nankai megathrust)라고 알려진 거대 단층을 품고 있다. 이 단층은 100-150년 주기로 정기적으로 발생하는 난카이 대지진의 원인이다. 한편 해곡 자체는 메테인 하이드레이트 형태의 탄화수소 연료자원이 풍부하다.^[1]

개요[편집]

난카이해곡은 판구조론상으로 필리핀해판이 유라시아판의 아래로 섭입하는 섭입대로, 원래는 해구가 형성되어야 맞으나 퇴적물이 쌓여서 부가체가 형성되어 해곡이 되었다고 한다. 그 덕에 스루가 만은 깊이 2,500m로 일본에서 가장 깊은 만이라고 한다. 본래 해구가 형성되어야 하지만 퇴적물이 쌓여서 해곡이 된, 전형적인 부가체에 해당한다. 난카이 해곡은 북쪽으로는 스루가해곡, 동쪽으로는 사가미해곡과 연결된다. 지질 활동이 활발한 지역으로 지열이 높아서 수심 4.8㎞ 바다에서 1180m만 뚫고 내려가도 섭씨 120도를 쉽게 넘는다. 그런데 이런 곳에도 생명체가 살며 특히나 형광 현미경에서 볼 수 있는 미생물이 검출되었다고 한다. 필리핀해판은 서쪽으로 이동하고 유라시아판은 남쪽으로 이동하여 직접적으로 부딪히지 않아서 필리핀해판이 파고 들어가기 보다는 유라시아판이 필리핀해판 위로 올라 타는 모양이다 보니 섭입각이 상당히 낮아 난카이 해곡에서 지진은 얕은 곳에서 일어나는 편이다.^[2]

난카이 해곡 거대지진[편집]

난카이 해곡 거대지진(일본어: 南海トラフ巨大地震 난카이토라후쿄다이지신, 영어: Nankai megathrust earthquakes)은 필리핀해판과 아무르판 사이 판 경계의 섭입 지대인 난카이 해곡에서 일어날 것으로 추정하는 거대지진을 일컫는 말이다. 때로는 규모 Mw9.0이 넘는 초거대지진이 일어날 수도 있다고 가정하고 있다. 자세하게는 난카이 해곡을 따라 발생하는 거대지진(일본어: 南海トラフ沿いの巨大地震 난카이토라후조이노쿄다이지신)이라고 부른다.

난카이 해곡은 예로부터 도카이 지진, 도난카이 지진, 난카이 지진 3가지 대지진이 주기적으로 발생했으며 2000년대 들어서는 이 세 지진이 연동해서 발생하는 연동형지진(도카이·도난카이·난카이 지진)이 일어날 수 있다고 가정했다. 하지만 2011년 발생한 도호쿠 지방 태평양 해역 지진이 발생하며 이전까지 상상했던 규모를 훨씬 넘는 지진이 난카이 해곡에서도 발생할 수 있다는 가능성도 부각되었고 규모 M9급을 상정한 난카이 해곡 거대지진이라는 모델이 등장한다. 또한 난카이 지진의 서쪽, 난카이 해곡의 서남쪽 끄트머리인 휴가나다에서는 휴가나다 지진이 주기적으로 발생하는데 난카이 해곡 거대지진은 3연동지진 외에도 휴가나다 지진도 예상 진원역에 포함해 같이 발표하고 있다.

2011년 8월 일본 내각부에 설치된 "난카이 해곡 거대지진 모델 검토회"(南海トラフの巨大地震モデル検討会)가 검토한, 난카이 해곡을 따라가는 지역에 발생할 것으로 예상되는 최대규모의 지진도 "난카이 해곡 거대지진"이라고 부르거나 짧게 난카이 해곡 지진(南海トラフ地震)이라 부른다.

특징[편집]

난카이 해곡의 지진은 약 90년~150년(중세 이전에는 200년 이상)의 간격으로 발생하는 도카이 지진, 도난카이 지진, 난카이 지진으로 이루어져 있으며, 이 세 지진은 어느 하나가 일어나면 몇 시간에서 몇 년의 간격을 두고, 또는 시간 간격 없이 바로 연동해 발생한다는 것이 정설로 받아들어졌다. 1605년 일어난 게이초 지진의 경우에는 난카이 해곡에서 일어난 지진이 아니라는 설이 유력해 난카이 해곡 거대지진은 대략 200년을 간격으로 일어나는 것이 자연스럽다는 의견도 존재한다. 가장 최근의 쇼와 시대의 지진들은 지진계에 의한 관측기록이 존재하고, 그보다 오래된 지진들은 지질조사 및 문헌 자료를 통해 지진을 분석한다. 분석 결과 앞으로도 같은 간격으로 계속 발생할 것으로 추측되고 있다. 이 지진들은 모두 규모가 8 이상인 거대한 지진으로, 지진 자체의 흔들림과 지진 해일로 큰 피해를 내왔다.

이후 연구에 따르면 지진이 발생할 때마다 진원이 조금씩 다르다고 밝혀졌다. 예를 들어 같은 난카이도 해역의 지진이라고 하더라도 1854년 안세이 난카이 지진은 난카이도 해역 전역을 진원으로 발생했지만 1946년 쇼와 난카이 지진은 난카이도 서쪽 1/4 지역은 진원지에서 빠졌다. 한편 도쿄 대학 지진 연구소의 세노 데쓰조 교수는 도카이-도난카이-난카이 3개 지진 분류 체계를 바꿀 필요성을 언급하며 난카이 해곡 동쪽 끝의 진원지(도난카이 일부와 도카이 전체)와 연동해 시즈오카현 부근까지 단층 파괴가 일어나는 "안세이형 지진"과 이 진원지와는 연동하지 않아 시즈오카현 부근까지는 단층 파괴가 일어나지 않는 "호에이형 지진" 두 종류의 지진으로 구분해야 한다고 주장한다.

1498년 메이오 지진 이후부터는 문헌 자료도 풍부하고 발생 간격도 약 100여년 전후로 일정하다고 여겨졌다. 하지만 이 이전에는 도카이도 해역의 지진 발생 기록이 거의 없는데다 1361년 쇼헤이 지진 이전의 지진 발생 간격은 문헌 기록이 거의 남아있지 않아 13세기 전반 시기 발생했다고 추정되는 쓰나미와 토양 액상화의 흔적을 여러 곳에 발견해 문헌 기록을 겨우 보완하는 수준이고, 1096년 에이초 지진 이전은 확실한 증거도 거의 발견되지 않아 쓰나미 퇴적물 연구를 토대로 100년과 200년 주기가 번갈아 반복해서 일어난다는 가설도 있다. 액상화 흔적 연구의 경우에는 내륙의 단층지진일 가능성이나 추정 연대의 오차범위 문제도 있어 더 많은 검토가 필요하다. 판의 상대적 운동과 판 경계의 마찰 특성을 이용한 지진 연동 발생을 시뮬레이션하러는 시도도 있고 연동성은 재연하였으나 지진 발생 간격이 역사 기록과 일치하지 않는 점도 있다.

난카이 해곡 전역에서 거의 동시에 단층파괴를 일으킨 지진은 규모가 매우 컸으며 1707년 호에이 지진은 일본 역사상 가장 규모가 큰 지진으로 꼽힌다. 1854년 안세이 지진이 쇼와 지진보다 규모가 더 크며 1707년 호에이 지진이 1854년 안세이 지진보다 규모가 더 크다. 예를 들어 스사키(현 고치현 스사키시)에서는 안세이 지진 당시 5~6m의 쓰나미가 닥쳤지만 호에이 지진 당시에는 해발 11m 지점까지, 일부 지점에서는 최대 18m가 넘는 쓰나미가 닥쳤다. 도사번의 피해 보고에 따르면 안세이 지진으로 주택 3,082채가 붕괴, 3,202채가 유실, 2,481채가 소실되었으나 호에이 지진에는 5,608채가 붕괴, 11,167채가 유실되었다고 집계되었다. 안세이의 쓰나미로 파괴되어 버려진 마을은 도사번에서 총 4개 마을이었으나 《곡릉기》에 따르면 호에이 지진 당시 버려진 마을은 총 81곳에 달했다. 21세기 들어서면서 고치현 도사시 가니치에서 호에이 지진으로 만들어진 초대형 쓰나미 퇴적물이 발견되었는데 호에이 지진과 마찬가지로 쓰나미 퇴적물을 남기는 지진 흔적은 300~600년 간격으로 발견된다고 밝혀졌다. 또한 호에이 지진보다 약 2천년 전으로 추정되는 시기 남은 지층에 두꺼운 쓰나미 퇴적물이 발견되어 호에이 지진의 쓰나미보다 더 높은 쓰나미가 과거에 있었을 가능성이 같이 지적되었다.

쇼와 난카이 지진은 단순한 판 경계간 지진이 아닌 분기단층(주 단층대에서 분리되어 뻗어있는 미세한 여러 소단층)에서의 단층 미끄러짐을 동반했을 가능성이 추정되는데 난카이 해곡을 따라서 과거에 발생했다고 추정되는 여러 스프레이 분기단층이 다수 확인되었다. 한편 진원지가 넓으면 그에 따라 매우 큰 장주기 지진동 발생도 예상되어 진원에 가까운 평야 지역 대도시인 오사카, 나고야를 비롯한 지역에서 여러 고층 건물이나 오일탱크 등에 여러 피해가 발생할 가능성도 있다. 이와 관련해 고문헌에서는 종종 반 시간이 넘게 장시간 강한 진동이 이어졌다고 해석할 수 있는 여러 지진 기록이 보이는데 이는 대지진에 대한 공포감이 과장된 표현을 낳았다고 보는 주장과 반대로 연동형지진처럼 진원이 매우 넓어지면 단층 파괴가 전달되는 시간이 더 길어져 거기서 또 다른 단층파괴가 계속 이어지는 등 파괴 시간이 매우 긴 다중지진이 되어 본진 후 빈발하는 여진과 합쳐져 실제로 느껴지는 지진의 흔들림이 매우 길어진 것을 표현했다는 주장으로 나눠진다.

위와 같이 난카이 해곡에서 발생하는 해구형지진은 반복적으로 발생하는 '재귀성'과 여러 고유지진의 진원지에서 동시에 발생하는 '연동성'이라는 특징을 가지고 있다. 또한 난카이 해곡은 약 2천만년 된 젊은 판이 가라앉아 있고 얉으며 온도가 낮아 낮은 각도로 섭입해 판 경계간의 애스패리티도 형성되기 쉬우며 진원도 육지와 가까워 피해가 커지기 쉽다. 난카이 해곡에서 필리핀해판과 유라시아판(아무르판)과의 판 사이 결합력은 100%에 가깝게 거의 완벽히 서로 고착되어 1년에 약 6.5cm씩 일본 열도를 밀어내는 판의 에너지가 거의 대부분 지진 에너지로만 방출된다고 알려져 있다. 하지만 기이반도 끝부분 시오노곶 해역 부근에 고착력이 약하고 미끄러지기 쉬운 영역이 있으며 1944년 쇼와 도난카이 지진과 1946년 쇼와 난카이 지진은 모두 이 부근을 진원으로 단층파괴가 각각 동, 서 방향으로 퍼져나간 것과 관련이 깊다고 알려졌다. 교토대학 인간환경학연구과 가마타 히로키 교수는 난카이 해곡 거대지진이 사가미 해곡 거대지진을 유발한다고 가정하고 이 두 거대지진의 연동형지진을 "슈퍼 난카이 지진"이라고 부르고 있다.

이 지진으로 인해 발생할 재해를 동일본 대진재를 따서 "서일본 대진재"(西日本大震災)라고 호칭하는 경우가 있다. 2011년 3월 도호쿠 지방 태평양 해역 지진 발생 이후 난카이 해곡 거대지진에 대한 우려가 부각됨에 따라 일본 정부는 중앙방재회의에 "난카이 해곡 거대지진 대책검토워킹그룹"을 설치해 대책검토를 진행했다. 워킹그룸이 2012년 7월 정리한 중간보고서에서는 난카이 해곡에서 예상되는 최대급의 거대지진이 동일본 대지진 이상의 막대한 인적 물적 피해를 발생시킬, 국난이라고 할 수 있는 거대한 재앙이 될 것이라고 평가하고 있다.

2018년 6월 7일 일본토목학회는 지진 발생 후 20년간 피해액이 최대 1,140조엔에 달한다는 추정 연구결과를 발표했다.^[3]

역사[편집]

역사 기록상 난카이 해곡의 동쪽 절반과 서쪽 절반의 진원들이 시간차를 두고, 또는 거의 동시에 연동하여 발생하는 것으로 추정되지만 이 지진들 중 기기관측기록이 존재하는 것은 쇼와 시대의 지진 뿐이며, 전체적인 사료가 남아 있어 진원지를 특정할 수 있는 것은 에도 시대의 안세이 지진 및 호에이 지진까지다. 그 이전의 지진들은 사료가 부족하여 진원지에 관해 여러 설이 난립하고 있다. 또 게이초 지진은 난카이 해곡 지진이 아예 아닐 가능성을 의심하는 의견도 있다. 후루무라(古村, 2015)는 도카이 쪽에서는 평균 180년 간격, 난카이 쪽에서는 평균 252년 간격이라고 지진 발생 주기를 추정했다.

종래에는 진원지가 난카이, 도난카이, 도카이 또는 A(도사 해분), B(무로토 해분), C(구마 해분), D(엔슈 해분), E(스루가만)의 세그먼트로 구분되었다. 이 중 A, B가 난카이 지진, C, D가 도난카이 지진, E가 도카이 지진에 해당한다. 하지만 호에이 지진은 도사 해분 남서쪽의 휴가 해분에서 일어나는 휴가나다 지진도 연동되었을 가능성이 지적되고, 아예 난카이 3연동지진과는 별개의 거대지진이라는 설도 등장하고 있다.] 1498년의 메이오 지진은 난카이 지진과 휴가나다 지진이 연동되었을 가능성이 지적된다.^[4]

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