사진1. KIOST 관할해역지질연구센터 김한준 책임연구원

KIOST 관할해역지질연구센터, 국내 최초로 남동해역에서 4기 단층의 구조와 활동특성 해석!
2016년 9월 12일 경상북도 경주시에서 한반도 역대 최대 규모인 진도 5.8리히터의 지진이 발생했다. 여름철 한 차례씩 겪어내던 태풍과는 달리 낯설었던 지진의 위력이 놀랍기도 했지만, 지진의 여파로 인한 전 국민적인 불안과 두려움은 생각보다 큰 파장으로 이어지고 있다. 한국은 지진 안전지대라고만 생각했던 막연한 믿음이 무참히 깨졌기 때문이다. 이에 지난 7월 부산 앞바다에서 해저 4기 단층을 최초로 확인해 국내 주요 언론에 소개되었던 KIOST 관할해역지질연구센터의 김한준 책임연구원으로부터 국내 지진 관련 해양연구의 현황과 안전성에 대해 들어보았다.

사진2. 국내 최초로 부산 인근해역 해저 4기 단층을 확인해 언론에 소개된 KIOST (사진출처: KBS1 뉴스광장)

10여 년간 한반도 주변해역 4기 단층의 분포와 활동성 꾸준히 연구해
지구는 수십억 년 동안 꾸준히 방향을 틀어가며 구조 변화를 지속해왔다. 지구 지각운동의 결과로 발생하는 지진은 빈도와 강도의 차이가 있으나 꾸준히 있었던 셈이며, 전 세계 어느 곳, 어느 누구와 마찬가지로 우리 역시 지구상에 존재하는 한 지진의 영향권을 완전히 벗어나기란 어렵다. 지난 7월 5일에 발생한 울산 앞바다 지진을 계기로 국내 해역에 활성단층, 즉 지진 가능성이 있는 단층의 존재 유무가 큰 관심사로 떠올랐는데, 당시 주변 해역 내 4기 단층의 분포와 활동성을 연구하던 KIOST 관할해역지질연구센터는 국내 최초로 양산단층군에 속하는 일광단층이 제4기에 지속적으로 활동했음을 밝힌 바 있다.

그림1. 거제-부산 해역에서 발견된 양산단층의 연장으로 해석되는 4기 단층구조

“‘앞으로 ’지진이 걱정할 정도는 아니다‘ 혹은 ‘더 큰 심각한 지진이 일어날 것이다.‘라는 견해도 충분히 연구되어야 하지만 무엇보다 우리나라의 지진발생을 이해하고 설명하기 위한 단층조사가 체계적으로 이루어져야 한다고 봅니다. KIOST에서는 육상에 비해 지층이 잘 보존된 해양에서 고해상 탄성파 탐사를 수행하며 지질 연구 자료를 축적하고 있는데요. 이렇게 해저 지층구조를 영상화하고, 지진 지체구조와 단층 활동 해석, 육상 지질구조와의 연계 분석을 통해 특성을 밝히다 보면 지진의 발생 원인을 규명하는 데 더 정확하게 접근해갈 수 있습니다.”

-관할해역지질연구센터 김한준 책임연구원-

(좌) 사진4. 관할해역지질연구센터 연구진.
(우)사진5. 서해에 설치한 해저면 지진계를 회수하고 있는 한·중 공동연구팀.

탄성파 해석 및 지질학 전문가로 구성된 연구진, 뛰어난 역량에 팀워크까지 갖춰
2012년부터 2015년까지 『고해상 탄성파 탐사를 이용한 한반도 연안의 신기 지진활동분석』을 마치고, 2015년부터 『경기만 단층 활동 해석』과 『남동해역 제4기 해저 기인 자연재해연구』를 수행하면서 주목할 만한 성과를 배출해온 KIOST 관할해역지질연구센터. 특히, 동해 형성과 지체구조적 연구결과에 대해 기술한 여러 편의 논문은 SCI급 학술지에 게재되기도 했다. 또한, 특화된 분석 시스템을 구성해 해양 탄성파탐사를 운용하고 있는 김한준 책임연구원(이하 김한준 박사)과 연구팀은 지구 물리 탐사와 지질학, 해양 퇴적학, 탄성파 자료 처리 해석 등 다양한 전문 분야의 전공자로 이뤄졌으며, 개별 역량과 함께 환상의 팀워크를 갖추었다고 한다.

“자료 획득을 위해서 바다로 직접 나갈 때는 석유탐사와 유사한 고가의 특수 장비가 필요합니다.
장비 중 하나는 무게만 해도 1톤 이상에 달하고, 선상에서 갑작스러운 기상악화나 멀미와 싸우면서 복잡한 장비를 다뤄내야 하는 게 상당한 고역이죠.

하지만 탐사를 나가기 전에 예측했던 단층 구조가 데이터와 일치할 때는 놀랍기도 하고, 말로 표현할 수 없는 보람이 느껴집니다.”

-관할해역지질연구센터 김한준 박사-

중국과학원과의 서해 탐사 및 지속적인 학술교류로 공동 연구의 초석 마련
현재 남동해역 내 단층과 동해 대륙사면에서 발생하는 해저사태의 분포와 특성을 조사 중인 KIOST는 2013년 지진이 발생했던 백령도 해역 지질구조 탐사 등 활발한 연구 활동을 펼치고 있다. 또한 러시아 및 일본연구자들과의 교류를 비롯해, 지난 6월에는 중국과학원과 <서해 지진 지체구조 심부 탐사>를 진행한 바 있다. 중국 연안에서 한반도 연안까지 긴 측선을 따라 진행된 이번 탐사는 한·중이 진행하여 최초로 실제적인 결실을 맺은 공동 연구로써 앞으로 지속적인 한·중 공동 연구를 이끌 초석이 될 것으로 기대된다.

그림2. 동아시아 지진자료의 토모그래피로 구한 지하 30km 깊이에서의 지진파(v파) 속도 분포

“국내 지진의 안전성에 대하여 단편적인 결론을 내리기는 어렵습니다만, 현재 세간을 떠도는 괴담 중에는 과도한 불안감을 조성하는 비과학적인 접근도 많습니다. 지진파 속도의 분석 자료를 보면 한반도 지각의 구조는 균일한 편이며, 응력이 축적되는 구조는 해양 쪽에 많이 분포하고 있어 육상에는 큰 규모의 지진이 일어날 확률은 상대적으로 적다고 볼 수 있습니다. 앞으로 꾸준한 단층 탐사와 지진 지체구조 자료를 축적하고 분석하다 보면 가까운 미래에는 지진예측도 상당 수준 가능해질 것이며, 이에 따라 적절한 대응 방안을 정책적으로 마련할 수 있을 것으로 기대됩니다.”

-관할해역지질연구센터 김한준 박사-

보다 정확한 지진원인 규명과 선제적 대응책 마련을 위한 탐사 이어갈 것
KIOST 관할해역지질연구센터는 지금까지의 2차원적인 탐사방법을 넘어 지하의 정보를 입체적으로 그리고 더 정확히 얻을 수 있는 3차원 탐사방법에 대한 밑그림을 그리고 있으며, 해당 방법을 적용한다면 보다 획기적인 결과를 얻을 수 있을 것이라고 전했다. 나아가 동해에 비해 상대적으로 연구가 미흡한 서해와 남해의 지진 지체구조 연구를 수행할 예정이라고 한다. 다방면의 해양탐사를 통해 2011년 동일본 대지진의 원인을 규명하고, 정확한 예측과 대응책을 강구하고 있는 일본과 같이 우리나라 역시 지진에 대한 지속적인 연구를 통해 선제적인 대응책을 마련하여 대국민 불안감 해소와 피해 최소화를 위해 노력해야 할 것이다.