[홍태경의 지구 이야기] 유발지진과 촉발지진, 뭐가 다를까

입력 : ㅣ 수정 : 2019-04-16 02:32

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2017년 11월 15일 발생한 규모 5.4의 포항지진 원인에 대한 정부조사연구단 발표가 지난달 20일 있었다. 1년여간의 조사결과는 지열발전소 물 주입으로 발생한 미소지진에서 유도된 응력이 본진 위치에 누적되면서 포항지진이 촉발됐다는 내용이다.

지열발전소로 인한 지진 유발 여부를 궁금해하던 국민들에게는 유발지진과 구분해 사용한 촉발지진이라 용어는 생소한 것이었다. 정부조사연구단은 ‘유발지진’은 원인 요소의 자극 범위 내에서 발생한 지진으로, 자극 범위 밖에서 발생한 지진을 ‘촉발지진’으로 구분해 설명했다. 사실 학계에서는 이 둘을 명확히 구분해 사용하고 있지 않지만 조사단의 목표가 지진 발생 원인 규명이기 때문에 용어 선정에 신중을 기한 것으로 보인다.
홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수
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▲ 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수

이 둘 간의 차이를 풀어 말하자면 유발지진은 지진 발생이 임박하지 않은 단층에 원인 요소의 직접적이고 지배적인 영향이 작용해 발생한 것이며 촉발지진은 임계 응력 한계에 다다른 단층에 원인 요소가 방아쇠 역할을 해 발생한 지진이다.

또 촉발지진은 지진 발생에 기여한 요소가 여럿 있다는 의미를 내포하고 있다. 물이 넘치면 넘어지는 컵이 있다고 하자. 유발지진은 물이 조금밖에 담기지 않은 컵에 바가지로 한꺼번에 많은 물을 부어 컵이 넘치는 경우이다. 촉발지진은 이미 물이 가득 담긴 컵에 몇 개의 물방울이 떨어져 컵이 넘치는 경우에 해당한다. 둘 다 물이 넘쳐 컵이 넘어지는 결과는 같다. 컵 속에 있던 물의 양과 추가로 더해진 물의 양은 각각 단층 내의 기존 응력량과 더해진 응력량에 대응된다. 따라서 촉발지진이라 함은 이미 임계 응력에 도달한 단층이 존재하고 있었음을 의미한다.

또 물 주입에 의한 직접적 촉발이 아닌 미소지진으로 유도된 응력에 의한 촉발이라고 설명하며 물 주입에 의한 2차 효과로 설명했다. 정부조사연구단은 물 주입 이전에 단층이 임계 응력에 이르도록 한 원인 요소로 지각판과 지각판이 서로 밀며 균형을 이루며 만들어낸 지(地)구조 응력을 지목했다. 이러한 설명은 지진파 자료 분석으로 확인된 단층 운동에서 물에 의한 공급압 증가 효과가 크지 않았던 사실과 부합한다.

하지만 1년이란 짧은 기간 동안 진행된 탓에 이번 결과는 모든 것을 충분히 설명하는 데 한계가 있었다. 증거 자료 역시 제한적이었던 탓에 이번 정부조사연구단 발표는 몇 가지 숙제를 남겼다.

먼저 포항지진이 발생한 단층의 응력 수준이 물 주입 이전에 이미 임계 응력치에 다다랐다는 확인 과정이 필요하다. 또 미소지진으로부터 전달된 응력의 누적으로 지진이 촉발되었음도 확인돼야 한다. 특히 물 주입이 완료되고 2개월이 흐른 시점에 지진이 발생한 원인과 과정에 대한 심도 있는 이해가 필요하다.

물 주입 효과가 임계 응력치에 도달한 단층의 지진 발생 시기를 얼마나 앞당겼는지에 대한 평가가 필요하다. 이런 추가 연구는 포항지진을 올바로 이해하고 재해에 대한 다양한 가능성을 준비하는 좋은 계기가 될 것이다.

포항지진은 우리 사회에도 많은 교훈을 남겼다. 예상치 못한 재해에 대해 민간을 포함한 정부, 지자체의 다양한 사전 준비의 필요성이 확인됐다. 각종 개발 사업 시행에 있어 사전 기본 준칙 설정의 진지한 사회적 논의도 필요하다. 사회적으로나 학술적으로 해결해야 할 과제들이 많다.
2019-04-16 29면
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