지질硏, 일본지진 여파 한반도 지하수 영향 조사

새해 첫날, 일본 서북부 이시카와현에 규모 7.6의 강진이 발생했다. 지진의 여파로 동해와 맞닿아 있는 강원도 묵호를 비롯해 곳곳에서 지진해일(쓰나미)이 관측됐다. 그런데 강진이 쓰나미뿐만 아니라 한반도의 지하수에까지 영향을 미쳤다는 조사 결과가 나왔다.

한국지질자원연구원 지하수환경연구센터는 일본 강진 발생 후 경북 문경, 강원 강릉, 양구 세 곳의 지하수 관측정에서 지하수 수위가 변한 것이 관측됐다고 10일 밝혔다. 지난해 2월 튀르키예 대지진이 발생했을 때도 지진파로 인해 한반도 지하수위가 변동된 적이 있었다.

연구진에 따르면 진앙에서 약 800㎞ 떨어진 문경 지하수 관측정에는 지진파로 인해 지하수의 최대 변동 폭이 107.1㎝에 달했다. 지하수의 변동은 3시간이었으며 1초 간격 모니터링을 통해 상승과 하강의 ‘반복 현상’을 탐지했다고 연구진은 밝혔다. 반복 현상(오실레이션)은 지진이 발생하면 지진파에 의해 지하수가 있는 대수층 주변 암석들에 압력이 가해지고 대수층에 압축과 팽창이 발생해 지하수 수위가 상승과 하강을 반복하는 것이다.

양구 지하수 관측정에서는 같은 지진파의 영향으로 지하수 수위가 순간적으로 떨어지는 하강이 발생하기도 했다. 급격한 지하수 수위의 하강은 지진파에 의해 대수층이 부서져 지하수가 유출됐을 가능성을 보여주는 것이라고 연구팀은 설명했다.

강릉 지하수 관측정에서는 지진해일로 인한 지하수 수위 변동이 가장 먼저 발생한 것으로 나타났다. 지진해일은 묵호항에 1일 오후 6시 5분쯤 도달했는데 약 10㎝의 지하수 수위의 변화가 오후 6시 10분부터 다음 날 새벽 4시 10분까지 10시간 정도 지속됐다. 지진해일이 해안 대수층에 해수를 유입시킬 수 있을 뿐만 아니라, 해안 지반의 안정성에도 영향을 미칠 수 있다는 설명이다.

특히 강릉 지하수 관측정은 공동(cavitation)이 많이 분포돼 해수의 영향을 쉽게 받을 수 있는 구조로 지하수 변동에 취약하다.

연구팀 관계자는 “지진해일은 조석 현상에 따라 그 영향이 다를 수 있기 때문에, 해양 조석을 고려한 지진해일의 지하수 수위 변화의 지속적 관측과 예측 점검이 필요하다”라고 말했다.

이번 조사를 이끈 이수형 지질연 책임연구원은 “주변국에서 강진이 발생하면 한반도의 수량과 수질 변화 등 국내 지하 환경에 영향을 미칠 것으로 보인다”라면서 “특히 지진으로 발생한 지진해일은 해안대수층과 해안지반 등 연안 환경에 영향을 줄 수 있다”라고 말했다.

이평구 지질연 원장은 “일본 지진 영향뿐만 아니라 우리 동해안은 지진해일의 위험이 남아 있는 지역”이라면서 “오는 5월 취항하는 물리탐사 연구선 탐해3호를 활용해 해저 단층 조사와 정밀한 해양 지형도 작성할 예정”이라고 밝혔다.