지진학: 단층의 넓이는 얼마나 될까?

2025년 4월 18일, 세시모로지 사회에서 열린 연례 회의에서 연구자들은 단층의 넓이에 대한 질문을 던졌다. 이 질문은 겉보기에는 간단해 보이지만, 단층의 동작과 지진 발생을 이해하는 데 중요한 요소이다.

책임 연구자 중 하나인 크리스티 로(Christie Rowe)와 미국지질조사국의 알렉스 해텀(Alex Hatem)은 전 세계의 단일 지진 데이터를 활용하여, 지진이 발생하는 단층의 구조를 보다 포괄적으로 분석하기로 했다. 두 연구자는 터키에서 캘리포니아에 이르기까지의 지역에서, 단층이 단일한 줄기가 아닌 여러 개의 갈래로 분지된 네트워크로 구성된다는 사실을 발견하였다. 이러한 결과는 단층의 넓이가 수백 미터에 이를 수 있음을 암시한다.

단층의 구조: 단순함을 넘어서

로 연구자는 “여러 지진 사건에서 발생한 광범위한 균열이 단일 지진에서 활성화될 수 있음을 시사한다”고 밝혔다. 이는 지진 발생 시 단층의 행동 패턴이나 방출되는 에너지의 양이 단일한 줄기에서 발생할 때와는 다르다는 것을 의미한다. 이들은 단층의 넓이가 알퀴스트-프리올로(Allquist-Priolo) 안전 건축 존의 도면과 유사하다고 주장하였다. 단층의 구조와 패턴은 지진의 진동 강도에 결정적인 영향을 미칠 수 있는 중요한 요소이기 때문에, 이러한 연구는 향후 건축 안전 기준에 중대한 기여를 할 가능성이 있다.

단층 넓이 조사 개요	내용
연구자	크리스티 로, 알렉스 해텀
조사 지역	터키, 캘리포니아
측정 방법	지진 관측, 위성 관측, 파괴 지형 분석
주요 발견	단층이 여러 갈래로 분지되어 있음
단층 깊이	10-25킬로미터
creep zone 넓이	2-10미터

단층의 깊이와 creep zone

해당 연구에서는 단층의 깊이와 관련하여 흥미로운 발견도 있었다. 최근 지진에서는 creep zone의 깊이가 상대적으로 좁고, 표면 근처 및 10-25 킬로미터 깊이에 걸쳐 2-10미터로 측정되었다. 로 연구자는 이 지역이 단층의 가장 집중된 행동을 나타내는 것이라고 설명하였다. 이러한 결과는 지진 모델링에서 단층을 2차원적으로 접근하는 연구자들과의 인식 차이를 강조하는 요소가 되었다.

로 연구자는 “지질학자로서 두차원적인 단면으로 지진을 설명하는 것이 인지적 불일치를 가져온다”고 설명하며, 단층의 저항성과 강도는 지진 발생 시와 그 사이에 변형되는 암석의 부피와 관련이 있음을 강조하였다. 이는 지진학적 모델이 단순한 2차원 구조가 아닌 보다 입체적인 관점에서 접근해야 함을 시사한다.

지진발생과 재발 주기 계산의 중요성

단층의 폭과 관련한 이러한 결과는 지진 발생 시기와 빈도수를 계산하는 데 있어 큰 의미를 가진다. 로 연구자는 “재발 주기를 계산하는 데 있어 creep의 특성이 고려되지 않을 수 있어, 단층의 좁은 creep zone을 발견한 것은 과거 지진 기록에서 creep와 지진 슬립을 구분해야 할 필요가 있음을 의미한다”고 언급하였다.

2014년 캘리포니아 나파(Napa) 지진의 사례를 들어, 해당 지진 이후의 슬립이 거의 반 이상이 서서히 이루어지는 것을 지적하였다. 이는 수천 년 전 발생한 지진의 흔적을 통해 단지 큰 지진으로 묶일 수 있다는 점을 시사한다. 따라서 과거의 지진 기록을 분석할 때 슬립 사건에 대한 명확한 기준이 설정되어야 한다.

결론: 단층 연구의 새로운 방향과 그 의미

이번 연구는 지진학 분야에서 단층에 대한 새로운 인식과 이해를 제시하는 중요한 전환점이 될 것으로 기대된다. 단층의 구조와 넓이에 대한 심도 있는 분석은 향후 지진 예측 모델과 지진 안전 구축에 필수적인 기초 데이터를 제공할 것이기 때문이다. 과거와 현재의 지진 사건을 더욱 명확하게 연결할 수 있는 기회를 제공하며, 이는 우리 생활의 안전을 위한 중요한 가치가 될 것이다.

감사하게도 과학은 여전히 발전 중이며, 이번 연구는 미래의 지진 예측과 대응에 큰 도움이 될 것이라 믿는다. 앞으로도 다양한 지구과학적 연구가 이루어져, 우리에게 보다 안전한 사회를 만들어 가기를 기대한다.