지진
지진은 말 그대로 땅이 진동하는 것으로 인간의 삶에 자주 등장하지는 않지만 한 번의 발생으로 많은 인명피해와 경제적 피해를 낳을 수 있는 원인이 됩니다. 그렇기 때문에 이러한 지진에 대한 예측이 이뤄져야 하는데 이 기반이 되는 것이 바로 분석입니다. 본글에서는 지진을 분석하는 과정에서 지진의 발생 가능성의 평가, 지진의 발생 주기 분석, 지진 모니터링 시스템의 관점에서 어떻게 지진을 분석하고 이와 관련된 정보를 수집하는지에 관해 설명하겠습니다.
지진 발생 가능성의 평가
지진 활동의 과거 기록과 지질학적인 특성을 고려해 특정 지역에서 지진이 일어날 가능성을 평가하는 과정입니다. 이 과정은 지진이 일어날 확률이 높은 곳을 골라내고 이에 알맞은 대피 시나리오 등 예방을 할 수 있게 도움을 줍니다. 지진은 특히 사람이 미연에 방지하는 것이 매우 어려운 것이기에 미리 알고 막을 수는 없지만 다가올 시기만 예측하고 대비를 한다면 받게 될 피해를 크게 줄일 수는 있을 것입니다. 이 평가를 위해 먼저 지질학적 특성을 어떻게 고려하는지 확인해 보겠습니다. 가장 크게 고려하는 것은 단층선입니다. 단층이 생기는 과정에서 땅에 일어난 균열이라고도 할 수 있는데 이 지역 중에서도 특히 활성화되어있는 곳은 지속적으로 지진이 일어날 확률이 높습니다. 이외에도 과거에 지진이 많이 일어났는지에 대한 패턴을 보거나 지질 구조나 지질이 어떻게 변화하여 왔는지를 확인하여 볼 수 있습니다. 지질을 고려할 때에는 지하수의 수위등이 주요한 요소로 작용합니다. 이러한 요소들을 고려하여 통계적 모델을 만들고 얻는 데이터를 토대로 지진의 발생 가능성을 평가할 수 있습니다.
지진 발생 주기 분석
지진은 특정 장소에서 발생함과 동시에 주기적인 패턴을 나타내고 있습니다. 일종의 파동과 같은 형태로 나타나는데 발생주기를 분석함에 있어 다양한 요소들이 고려됩니다. 먼저 지각운동으로 판이 움직이게 되는데 이 속도가 일정합니다. 그렇기 때문에 일정한 압력이 계속 가해지게 되고 움직이는 판은 일정한 속도로 다른 판의 아래로 들어가는 등의 현상이 일정한 시간 간격으로 발생하게 됩니다. 다만 각각의 판이 이동하는 속도는 조금씩 달라 이 주기는 복합적으로 계산이 이루어지게 됩니다. 이외에도 과거 경험을 바탕으로 하여 지진 기록 분석을 통해 특정 지역에서 발생하는 지진의 주기를 알 수도 있습니다. 또한 이 주기는 깨질 수도 있고 지난 자료가 없는 곳은 사실 주기를 발생하기 어려운데 이때 활용될 수 있는 것이 지진 순환모델입니다. 이는 특정 지역에서 일정 시간 동안 일어난 지진 활동이 다음 지진 발생에 영향을 끼친다는 것입니다. 지진 순환 모델에서는 지진이 가우스 분포 모델을 따른다고 가정하고 확률론을 적용하여 다음 지진의 발생 확률을 계산하는 방식으로 진행이 됩니다. 하지만 이 방법 또한 지질학보다는 통계학적인 측면이 강하다 보니 불확실성을 무시할 수 없습니다. 그렇기에 지진 발생 주기를 분석할 때는 여러 가지 학문적인 관점을 고려하여 복합적인 추론을 할 수 있어야 합니다.
지진 모니터링 시스템
지진 모니터링 시스템은 실시간으로 지진과 관련된 정보를 감지하여 기록하는 시스템으로 지진을 연구하는 데에 있어 필수입니다. 다양한 요소들이 이루고 있는데 그중 첫 번째는 지진 센서입니다. 지진 센서는 지진의 진동을 직접적으로 감지하게 되는데 대표적인 예시가 지진계입니다. 지진파의 속도와 방향을 측정하는 역할을 수행합니다. 이외에도 인공위성을 통해 지진계가 탐지하지 못하는 지진을 간접적으로 확인하거나 지반을 뚫어서 직접 지반의 지질학적인 특징을 앎으로써 판의 이동 등을 알아낼 수 있습니다. 이렇게 모인 데이터는 세계 곳곳에 있는 지진 연구자들에게 공유가 되는데 이는 특정 지역에서만 일어나는 것으로는 데이터 베이스가 부족한 지진에 대해 다양한 데이터를 확보할 수 있게 도와줍니다. 이런 데이터는 지진 모델링 소프트웨어에 활용될 수 있는데 주로 예측 및 대비를 위한 시나리오 제작에 사용됩니다. 이러한 소프트웨어에는 ‘SeisComP’, ‘OpenQuake’ 등 지진 자체를 예측하거나 ‘SAP2000’과 ‘OpenSees’처럼 지진에 대한 건축물의 안정성을 검토하는 데에 활용될 수 있습니다. 이렇듯 지진 모니터링 시스템은 지진에 관한 데이터를 실시간으로 제공함으로써 관련 기관과 대중들에게 대비를 할 수 있게끔 도움을 주는 역할을 수행합니다.