Vol 1652020.07

대부분의 지진은 지구의 판 경계를 따라 한정적인 영역에서 발생한다. 특히 환태평양 지진대에 위치한 나라들에서는 거의 매일 지진이 발생하고 있다. 일본은 태평양판, 필리핀해판, 북미판과 유라시아판 등 4개의 판이만나는 경계부에 있는 나라다. <그림 1>은 1900년부터 2016년까지 이 지역에서 인명과 재산에 피해를 발생시킬 수 있는 규모(M) 5.5 이상의 지진 발생 진앙을 표시한 것으로, 한반도는 지진이 빈발하는 일본에 비해 상대적으로 지진 발생 건수가 매우 낮은 지역임을 알 수 있다. 이는 한반도가 판의 경계부에서 비교적 멀리 떨어진 유라시아판 내부에 해당하기 때문이다. 일본 해구에서 섭입(攝入: Subduction)하는 태평양판의 작용은 두만강 하류 북쪽에 있는 러시아와 중국의 국경 부근에서부터 두만강 하구를 지나 동해 먼 바다까지만 영향을 미친다.

전 세계 지구과학 커뮤니티를 위해 지진 자료를 관측하고 파생된 데이터를 연구자들이 접근하여 사용할 수 있도록 제공하는 지진학연구소 IRIS(Incorporated Research Institutions for Seismology)의 자료에 따르면, 북한 지역에서는 지진의 발생이 아주 드물었다. 1970년부터 2020년 6월까지 동아시아 지역에서 발생한 리히터 규모 2.0 이상의 지진 총 2만 4,997개 중 대부분이 일본열도에서 일어났으며, 북한 지역에서 발생한 지진은 손으로 헤아릴 수 있을 정도이다.

1978년 기상청에서 본격적인 지진 관측을 실시한 이래, 1980년 1월 8일 북한에서 가장 큰 규모의 자연지진이 발생했다. 리히터 규모 5.3의 지진은 평안북도 서부 의주-삭주-귀성 지역에서, 그리고 평양시와 성천 남쪽, 황해북도 송림 동북동쪽, 황해남도 옹진 남서쪽 해역 등에서는 M2~M3의 지진이 보고됐다. 지난 5월 11일 오후 7시 45분에는 남한에 비교적 가까운, 북한 강원도 평강군 북북서쪽 32km 지역에서 지진이 발생했다. 강원도 평강군에서 발생한 M3.8의 지진은 단층면해분석1) 결과 단층이 수평으로 이동하는 ‘주향이동단층’으로 인해 발생한 것으로 분석됐다. 이 단층운동은 서울과 원산 사이에 뻗어 있는 추가령 열곡의 주향방향과 연관된 단층으로 추정된다.

함경북도 풍계리 일원에서 발생한 지진은 6차 핵실험(2017년 9월 3일)으로 발생한 인공지진(M6.3)과 그 이후의 여진으로 발생한 유발 자연지진으로 평가된다. 즉 강력한 핵실험으로 M6.3의 강진이 발생한 후 불안정해진 주변 지반이 차츰 안정을 되찾기 위해 단층을 따라 이동하면서 자연지진이 발생한 것이다.

함경도 동해 먼 바다에서 발생하는 심발지진의 경우, 태평양판이 일본 해구를 통해 일본열도 아래로 섭입하면서 나타난다. 이 과정에서 일본열도에서는 천발지진(진원 깊이 70km 이내)과 중발지진(진원 깊이 70km~300km)이 발생한다. 태평양판은 동해로 근접하면서 지각 심부 약 670km에 도달한 후 정체하여 깨지는데, 이 부근에서 발생하는 지진은 지판의 조각인 슬랩(Slab)에서 발생한 것이다. 이 지점부터 서쪽으로는 더 이상 심발지진 (진원 깊이 300km~670km)이 발생하지 않는다. 이 때문에 한반도에서 발생하는 지진은 발생심도가 대부분 20km 이내인 천발지진이다.
1) 지진이 일어난 지진원 지역의 변형을 수학적으로 해석하여 지진파를 발생시키는 원인을 찾는 방법

지진은 다른 재해를 유발하는 경우도 많다. 지진의 1차적 영향은 지반운동, 사람과 구조물에 대한 영향, 그리고 지표(면) 파열과 같은 단층운동에 의해 직접적으로 발생하는 피해이다. 2차적 영향은 단층활동과 진동의 결과로 생기는 것으로, 지반의 액상화(液状化, Liquefaction), 지표 고도의 광역적인 변화, 산사태, 화재, 그리고 질병 등이 있다. 해양에서는 쓰나미도 발생할 수 있다.

우리나라의 경우 대표적인 지진발생국인 일본에 비하면 상대적으로 지진 발생 빈도는 낮지만, 2016년 9월 12일 오후 7시 44분과 오후 8시 23분 경북 경주에서 발생한 M5.1과, M5.8의 지진, 2017년 11월 15일 경상북도 포항시에서 발생한 M5.4의 지진, 1980년 1월 8일 평안북도 서부 의주-삭주-귀성 지역에서 발생한 M5.3의 지진, 1978년 9월 16일 M5.2의 속리산 지진과 10월 7일 홍성에서의 M5.0 지진 등 중규모 지진들이 발생하고 있다.

역사적으로는 『삼국사기』 「신라본기」에 혜공왕 시절인 서기 779년 경주에서 지진이 발생하여 100여 명이 사망하였다고 기록되어 있으며, 이 지진의 추정 규모는 M6.3~7.0에 달한다. 『조선왕조실록』 및 『승정원일기』에는 1681년 6월 12일~26일에 강원도 양양 인근에서 발생한 것으로 추정되는 지진으로 쓰나미가 발생했다고 기록되어 있으며, 이 외에도 다수의 지진이 역사서에 기록되어 있다. 한반도에서도 이런 지진이 발생하여 인명과 재산에 피해를 줄 수 있기 때문에 선제적인 지진관측 및 지진재해에 대한 대비가 시급한 실정이다.

미국지질조사국(USGS)에서는 전(全) 지구 관측망을 통하여 북한의 지진 자료를 수집하고 있는데, 이보다 우리 기상청이 자료를 더 많이 축적하고 있다. 지진의 진앙지에 가까운 곳에서 다수의 지진계를 이용한 관측망을 활용해 관측하면, 먼 거리에서는 관측할 수 없는 매우 작은 규모의 지진도 정밀하게 관측할 수 있기 때문이다.

2019년 1월 기준으로 남한에는 시추형 가속도 지진계 140개소, 광대역+시추형 가속도 75개소, 단주기+가속도 27개소 등 264개소의 지진관측소와 지구자기, 공중음파, 지진해일 관측소 등으로 구성된 국가지진관측망이 구성되어 있다. 그러나 북한에 설치된 지진계 현황은 자세하게 알려진 바가 없어 북한에서 발생한 지진은 남한, 중국 및 러시아에 설치된 지진계를 통해서 관측할 수밖에 없다.

이 때문에 남·북한이 인도적 차원의 남북기상기술협력을 통하여 기상·지진 분야의 기술력 격차를 해소하고 기상·지진 분야 서비스를 발전시키기 위해 효율적인 협력방안을 모색해야 한다. 북한에 지진계를 제공하고 기술을 전수하여 지진관측망을 공유하면서 지진정보를 교환하면, 정밀한 지진자료의 관측·분석을 통해 활성단층의 존재를 확인하고 향후 발생할 지진에 대한 대비를 어느 정도할 수 있을 것이다. 동시에 백두산화산지대에 정밀 지진관측망을 구성하여 남북공동 장기 관측 연구를 하면 백두산 지하에 존재하는 마그마방의 규모, 거동에 대한 상세한 정보를 분석해 백두산의 폭발적 분화를 사전에 예측하는 것은 물론 분화로 야기될 화산재해에 대비를 할 수 있으며, 화산분화 예측의 과학기술 진보에도 기여할 수 있을 것이다.

지진이라는 갑작스런 자연재해로부터 남북한 주민들의 안전과 재산을 보호하기 위해 인도적 차원의 남북기상(지진)기술 협력이 진행되기를 간절히 기원한다.