부산대, 17년 지진자료로 밝힌 북한 풍계리… 핵실험 후 단층이 다시 움직였다

'사이언스' 게재… 핵실험 이후 장기 지진관측 필요성 제시

2017년 북한 풍계리 6차 지하핵실험 이후 만탑산 일대의 지진활동이 수년간 이어지며 기존 단층대를 따라 점차 뚜렷하게 조직화했다는 연구 결과가 나왔다.

부산대학교(총장 최재원)는 지질환경과학과 김광희 교수 연구팀이 중국 청두이공대학교 판싱리(Xingli Fan) 교수팀, 중국과학원·중국지진국·산둥대학교 연구진과 공동으로 한국과 중국 동북부에서 관측한 17년간의 연속 지진파 자료를 분석해 만탑산 주변의 장기 지진활동과 기존 단층의 점진적인 재활성화 양상을 규명했다고 18일 전했다.

부산대 김광희 교수팀.

연구 결과는 17일(미국 동부시간) 국제 학술지 『사이언스(Science)』에 'Nuclear tests at Mt. Mantap have reactivated intraplate faults'라는 제목의 논문으로 게재됐다. 판싱리 교수와 김광희 교수는 공동 제1저자이자 공동 교신저자로 연구를 이끌었다.

일반적으로 지하핵실험 이후 발생하는 소규모 지진이나 붕괴 활동은 수일에서 수주 사이에 감소하는 것으로 알려져 있다. 그러나 만탑산에서는 2017년 6차 핵실험 이후 지진활동이 단기간에 줄어들지 않고 수년간 증가한 것으로 나타났다.

연구팀은 지진활동이 만탑산 주변 두 개의 북북서 방향 기존 단층대를 따라 집중되고, 시간이 지나면서 단층을 따라 더욱 뚜렷하게 조직화하는 현상을 확인했다.

연구팀은 반복된 핵실험으로 지각에 균열과 손상이 누적되고 주변 응력장이 변화한 뒤, 응력이 재분배되는 과정에서 기존 단층의 미끄러짐이 촉진된 것으로 해석했다. 핵실험이 끝난 이후에도 지하 암반의 손상과 응력 변화가 장기간 지속되면서 지진활동으로 이어질 수 있다는 설명이다.

이번 연구는 핵실험 이후 지진활동을 단기적인 현상으로만 보지 않고 장기 지진관측 자료와 단층 분포, 응력 변화 등을 함께 분석할 필요가 있음을 보여준다. 연구팀은 포괄적핵실험금지조약(CTBT) 검증은 물론 지하공간 개발과 에너지 개발 등 인간 활동에 따른 지진위험을 평가하는 데도 이번 연구가 참고가 될 것으로 기대하고 있다.

김광희 교수는 "2017년 핵실험 후 지진활동이 곧바로 잦아들지 않고 수년간 이어졌으며, 시간이 지나면서 기존 단층을 따라 점차 뚜렷한 분포를 보였다"며 "핵폭발 이후에도 장기간 지진관측 자료를 축적하고 개별 지진을 장기적인 물리 과정에서 해석할 필요가 있다"고 말했다.

김광희 교수팀은 2017년 포항지진이 지열발전 유체 주입에 따른 촉발지진일 가능성이 크다는 연구 결과를 2018년 '사이언스'에 발표했으며, 이후에도 지진 발생 원인과 지진위험 평가 연구를 이어오고 있다.

영남취재본부 조충현 기자 jchyoung@asiae.co.kr