미소지진

미소지진

미소지진은 진도 1~3의 약한 지진인데 대지진이 일어나기 전에 많이 발생하는 것으로 알려져 있다.

개요

• 미소지진은(Microearthquake)이란 규모 2.0 이하, 혹은 음수 값을 가진 매우 작은 크기의 지진을 의미한다. 미소지진의 경우에는 진앙에서 약 8km 이상 떨어진 곳에서는 거의 느낄 수 없다. 미소지진은 자연적인 판 구조론적 원인 외에도 지하 핵실험이나 발파를 위한 재래식 폭발 등 인공지진으로도 발생할 수 있다. 미소지진은 거의 대부분 인간의 생명이나 재산에 큰 피해를 주지 않으며 사람들도 거의 느끼지 못한다. 예외적으로 2011년 10월 7일 7시 20분 일본 도야마현 동부 지진(최대진도 1)의 경우 규모 Mj2.4의 미소지진이었으나 당시 산사태로 인한 낙석으로 1명이 사망하였고 일본에서 가장 작은 규모로 사망자가 발생한 지진으로 기록되었다. 미소지진은 화산 분화가 가까운 화산의 화구 인근에서 잘 발생하며, 화산성 지진의 일종으로 미소지진이 발생하기도 한다.

• 미소지진은 매그니튜드 1이상 3미만인 작은 지진이다. 미소지진의 관측을 위해서는 고감도 지진계가 필요하다. 1~2주간 관측하여 지진활동을 추정할 수 있으며, 관측점을 이동하기가 쉬우므로, 지진예측계획의 일환으로 행해진다. 특히 엄밀하게 정의할 필요가 있을 때에는 매그니튜드가 1 이상 3 미만인 지진을 말한다. 미소지진을 관측하는 데는 배율 1만 배 이상의 고감도(高感度) 지진계가 필요하다. 일반적으로 작은 지진일수록 많이 일어나므로, 미소지진을 1∼2주간 관측함으로써 어떤 지역의 지진활동을 추정할 수 있다. 또 관측점을 이동하기가 쉬우므로 미소지진의 관측은 지진예측계획의 일환으로 행해진다.

• 미소지진은 세기가 매우 작은 지진으로 규모가 2.0 혹은 그 이하의 지진들을 말한다. 지진의 규모가 작기 때문에 진앙거리 8km 미만이 아니라면 진동을 느끼기는 어렵다. 자연적으로 발생하는 지진 외에도 핵실험에 의한 인공지진이나 폭파에 의한 진동 등이 미소지진에 포함될 수 있다. 지진의 크기가 작기 때문에, 인간의 생명에 위협이 되지는 않는다. 미소지진은 또한 화산 활동에 의해서도 발생할 수 있으며, 지하 열수 활동, 지열발전에 의한 발생 등도 있다. 비록 그 크기는 작지만, 발생 빈도는 높다. 화산활동에 의한 미소지진은 화산의 발생 단계와 밀접한 관련이 있다. 화산의 분출 양상, 낙진 등은 미소지진을 발생시킬 수 있으며, 주요 화산폭발 전조 증상으로 화도 부근에서 단발적이고 집중적인 미소지진군집(microearthquake swarms)이 관찰되기도 한다. 따라서 화산 지역에서 미소지진 관찰은 화산활동 감시에도 중요한 수단이다.

• 미소지진은 진도(震度, magnitude) 1 이상 3 미만의 지진을 말한다. 에너지가 축적되어 있는 범위는 지각(地殼) 내 100 m3 이하이다. 진도 1 이하의 지진은 극미소지진(極微小地震)이라고 하는데, 이러한 작은 지진의 관측은 제2차 세계대전 후 전자식 지진계가 제작됨에 따라 활발히 연구되기 시작했다. 작은 지진의 관측에는 잡음이 없는 견고한 특수 관측기구를 만들지 않으면 안 된다는 불리한 점도 있지만, 지진 빈도의 법칙에 따라 그 수가 매우 많기 때문에 짧은 기간에 많은 자료를 얻을 수 있다는 이점이 있다. 작은 지진의 자료로부터 큰 지진의 발생 빈도를 추정할 수 있으므로 지진 예측이 편리하다. 암석을 파괴하여 탄성진동을 발생시키는 암석파괴 실험에 의해 큰 파괴에 앞서 작은 파괴가 빨리 또 많이 일어남이 판명, 큰 지진이 일어나기 전에 미소지진이 수없이 일어난다는 것과 지각이 무른 곳에서 지진이 일어나기 쉽다는 사실이 밝혀졌다.

미소지진의 유발

• 지하의 에너지를 이용한 지열발전소에서는 빈번한 미소지진이 발생할 수 있다. 지열발전소 인근에 주요 단층이 지날 경우, 지열 발전 과정에서 발생할 수 있는 미세한 응력장의 변화에도 지하 단층 활동이 유발될 수 있어 미소지진의 발생을 관찰하는 것은 지열 발전의 안전성과 합리성을 보장하는데 매우 중요하다. 지열발전과 관련하여 발생한 미소지진은 자연적으로 발생한 것이 아닌, 인간의 활동에 의한 것이므로 유발(induced)지진 혹은 촉발(triggered) 지진으로도 불린다.

• 유발지진의 경우 주로 지열발전과정에서 발생한 폐수를 지하로 다시 재주입하는 과정에서 발생하며, 물의 이동 등을 관찰하는데 미소지진의 분포를 이용하기도 한다. 지열발전량과 물주입 압력이 클수록 미소지진의 발생 빈도는 높다. 발생한 지진군집의 빈도는 물주입의 위치와 밀접한 공간적 관계를 보이며, 인근의 면(面)상으로 발생하는 지진군집의 경우 해당 지역 근처에 존재하는 취약한 단층의 위치 정보를 제공하기도 한다. 지역에 따라 지진은 물주입 지점보다 수 km 하부에서 발생할 수 있으며, 이는 응력임계치에 도달한 지반을 의미한다. 주입된 물과 주변 지반의 온도차, 미끌림 면의 마찰, 증가한 압착력 등에 따라 지진이 다양하게 발생할 수 있다. 또한 물 생산과 관련한 미소지진은 주로 온도와 압력변화가 공간적으로 심한 곳에서 발생하며, 따라서 지하에 존재할 수 있는 지하 열수의 위치를 파악하는데도 중요한 정보를 제공한다.

맥동

• 맥동(脈動)은 토지가 수십 분의 1초에서 수십 초의 주기로 끊임없이 미약하게 진동하는 현상이다. 교통기관, 파도의 충격, 기압 변동, 화산활동 등이 진동의 원인으로 미소지진과 구별이 어렵다. 미동(微動)이라고도 한다. 배율이 큰 지진계에만 기록된다. 진동의 주기는 1초의 수십 분의 1에서 수십 초에 이르는 것이 있다. 진동의 양식도 다양하여, 교통기관 등의 인위적인 원인에 의해서 생기는 지반(地盤)의 진동, 파도의 충격에 의한 진동, 태풍 ·저기압 등 기압의 변동에 의한 진동, 화산활동에 뒤따르는 진동 등이 있다. 이것들은 미소지진과 잘 구별되지 않는다.

지진의 영향과 피해

• 지진재해는 지진 그 자체에 기인하는 1차 재해와 부수적으로 발생하는 2차 재해로 나뉜다. 1차 재해는 강한 지진동에 의한 지표나 지하 구조물의 파괴, 지반의 붕괴, 해일로 인한 가옥이나 선박의 유실·파괴 등이 있다. 또한 2차 재해에는 화재, 수도, 전기, 가스, 통신망의 파괴, 생활물자 유통망의 파괴로 인한 생활의 혼란 등을 말한다. 도시의 경우 2차 재해 특히 석유화학공장, 자동차의 연료, 건물의 연료 화재에 의한 비중이 커진다. 이 경우의 대책은 주로 도시 내에 있는 발화원을 줄이고 건물밀집지역의 방재작업이 원활하도록 하고, 도시 설계 당시부터 방재도시로 설계하는 것이다. 현재 지진재해 대책의 특징은 1차 재해의 경감 및 2차 재해의 억지에 그 역점을 두고 있다. 대지진이 발생하면 가옥이 파괴되거나 손상되고, 지면에는 균열이 생기며, 또한 모래 같은 땅에서 물이 분출하는 '분사현상' 등이 일어난다. 또한 산사태 등도 발생하여 큰 피해를 가져온다. 지진대와 화산대는 거의 일치해 지진으로 인한 충격으로 화산이 폭발하면 화산재구름이 하늘을 덮치는 등 피해가 속출한다. 특히 위험한 것은 지진에 따라 일어나는 화재로서 지진 그 자체에 의한 피해보다 불에 의한 피해가 훨씬 크다. 건축물의 피해에 관해서는 지진공학이란 특별한 공학부분이 있어서 그 대책을 연구하고 있으며, 내진 건축법이 고안되고 있다. 지진학이나 지진공학의 지식을 이용하여 지진재해를 경감시키는 것을 진재대책이라고 한다.

• 흔들림과 지반 파열은 지진으로 발생하는 주로 건축물과 기타 단단한 구조물에 여러 심각한 손상을 입히는 피해이다. 한 지역에서 흔들림으로 인한 피해 심각성은 지진의 규모, 진원과의 거리, 지역적, 지질학적, 지형적 조건 등등 여러 가지 복잡한 조건의 조합으로 달라지며 이 조건으로 파동의 진폭이 증폭되거나 감소될 수 있다. 지반의 흔들림은 최대 지반 가속도(PGA)로 계산한다. 지반 파열은 단층의 흔적을 따라 지구의 표면이 눈에 띄게 부서지고 변위가 생기는 현상으로 대지진의 경우 수 미터에 해당하는 지반 파열이 발생할 수 있다. 지반 파열은 댐, 교량, 원자력 발전소와 같은 대형 구조물에게 있어서 가장 큰 위협이며 구조물의 수명 내에 지반이 파열될 수 있는 모든 단층을 식별하기 위해 기존에 알려진 단층을 전부 지도화하는 과정이 중요하다.

지진규모

• 지진 규모(地震 規模, Seismic magnitude scales)는 지진의 절대적인 크기 혹은 그 강도를 표시하는 체계이다. 특정 위치에서 발생한 지진으로 발생한 실제 흔들림 정도를 분류하는 진도와 달리 거리에 변하지 않는 고유값이다. 지진의 실제 크기(에너지, 진폭 등)에 로그 스케일 척도를 가진다. 지진의 규모는 지진계에 그려진 지진파의 어느 지점을 이용하는지, 규모를 어떻게 측정하는지에 따라 달라질 수 있다. 지진의 종류, 이용 가능한 정보, 규모 사용의 목적 차이 등의 이유로 서로 다른 지진 규모 종류를 개발, 사용한다. 대표적인 지진의 규모 단위로 리히터 규모, 표면파 규모, 모멘트 규모 등이 있으며 그 외 여러 규모 단위도 존재하나 현대 대부분의 기상 및 지진 관측 기관은 모멘트 규모를 사용한다.

• 지진은 다양한 종류의 지진파의 형태로 에너지를 발산하는데, 각각의 지진파의 형태는 단층 파열이 일어날 때의 종류와 파동이 통과하는 지각의 성질에 따라 달라진다. 지진의 규모는 지진계에 기록된 파형이 어느 종류인지, 이후 그 시간과 방향, 진폭, 주파수, 지속시간 같은 파형의 여러 특성을 측정한 후 결정된다. 그 외에도 진원과의 거리, 지반의 종류, 파형을 기록한 지진계의 특성 등등을 이용해 실제에 가깝게 규모를 조정한다. 이용 가능한 정보로부터 규모를 계산하기 위해 다양한 종류의 규모 척도를 사용한다. 하지만 모든 규모 척도는 기본적으로 찰스 릭터가 개발한 리히터 규모의 로그 척도를 기반으로 중간 범위의 규모의 경우 원래의 리히터 규모와 거의 비슷하도록 계산된다. 대부분의 규모 척도는 지진의 파동 중 일부만 사용해서 계산하기 때문에 완벽하게 정확하지는 않다. 특정한 경우에는 '포화'라는 현상이 일어나 지진의 규모를 실제보다 과소평가하는 경우가 발생한다.

• 지각은 지구 구조상의 힘으로 응력을 받는다. 응력이 지각에 쌓이다가 지각이 파열될 정도로 쌓이거나 한 지각 덩어리(암반)가 다른 지각 덩어리로 움직이는 것을 막는 마찰력 이상으로 커진다면 지반에 쌓인 에너지가 방출하고 그중 일부는 지반 붕괴나 흔들림을 일으키는 다양한 종류의 지진파로 방출된다. 여기서 "규모"란 지진의 강도나 절대적인 '크기'의 추정치이며 얼마나 지반을 흔들릴 수 있는지를 나타낸다. 즉 지진의 규모는 방출된 지진 에너지와 대략적인 상관관계가 존재한다. 지진의 진도란 주어진 위치에서 지반이 어느 정도로 흔들리는지, 혹은 어느 세기의 힘만큼 흔들리는지를 나타내는 척도이며 최대 지반 속도(PGV)와 연관성이 있다. 관측한 진도를 비슷한 진도끼리 선으로 묶은 등진도선 지도를 이용한다면(오른쪽 지도) 지진의 규모를 관측한 최대 진도(진앙 근처가 아닐 수 있음)와 지진이 감지된 지역의 범위로 유추할 수 있다. 국지적으로 지진의 진도는 지진의 규모 외에도 여러 요인에 따라 달라질 수 있는데 가장 중요한 요소 중 하나는 지반의 조건이다. 지역의 지질 구조에 따라 지진파가 단층을 타서 넘어가거나 반사되는 등으로 넘어가면서 증폭되기 때문에 규모나 진원으로부터 거리에 진도가 완벽하게 선형관계를 가지는 것은 아니다.

고유지진

• 고유지진(固有地震, characteristic earthquake)은 특정한 단층에서 거의 비슷한 간격과 규모로 주기적으로 반복해서 발생하는 지진을 말한다. 고유지진은 각 지진의 진원역과 규모, 지진파형까지 거의 비슷하기 때문에 유사지진(일본어: 相似地震)이라 부르기도 한다. 지진은 지구의 지각 내에서 거의 무작위적으로 발생한다고 여겨지지만, 고유지진처럼 일정한 시간 간격을 두고 거의 동일한 진원역과 규모의 지진이 반복해서 일어난다는 학설을 고유지진설이라고 부른다. 현재 지진학계에서는 일반적으로 규모 M6-7을 넘는 대지진의 경우 대부분 고유지진으로 보고 있다. 고유지진의 유무는 지하 특정 장소의 지진 기록을 조사하면 알 수 있다. 특정 장소의 지진 모멘트와 규모의 그래프(M-T 그래프)를 시계열로 분석하고 그래프에 일정한 간격으로 증가하는 부분이 있으면 이를 고유지진으로 볼 수 있다. 고유지진은 주로 규모 M6-8의 중대규모 지진인 경우가 많지만, 규모 M2-4 정도의 미소지진에서도 발견할 수 있다.

참고자료

• 〈지진〉, 《나무위키》
• 〈지진〉, 《위키백과》
• 〈미소지진〉, 《위키백과》
• 〈고유지진〉, 《위키백과》
• 〈지반 액상화〉, 《나무위키》
• 〈미소지진(microearthquake,微小地震)〉, 《두산백과》
• 이재영 기자, 〈전북 부안 규모 4.8 지진 후 12차례 여진…모두 '미소지진'〉, 《연합뉴스》, 2024-06-12
• 고재원 기자, 〈"포항지진 물 주입에 따른 공극압 변화가 미소지진 유발해"〉, 《동아사이언스》, 2020-05-27

같이 보기

• 지표
• 강도
• 진원
• 진앙
• 본진
• 전진
• 여진
• 지진파
• 지표면
• 산사태
• 핵실험
• 거대지진
• 해저지진
• 자연재해
• 이상진역
• 지진대피요령

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