<北 핵실험> 인공지진과 자연지진 어떤 차이 있나

송고시간2016-09-09 14:17

(서울=연합뉴스) 전준상 기자 = 핵실험이나 폭탄 폭발에 의한 인공적인 지진과 자연적으로 일어나는 지진은 어떤 차이가 있을까.

우선 파형을 비교해보면 자연지진은 처음에 파형이 발생하고 그 뒤 두 번째 파형이 보인다. 하지만 인공지진은 첫 번째 파형만 있고 그 뒤 두 번째가 나타나지 않는다.

지진파 특성도 확연히 다르다.

9일 오전 9시 30분 1초께 북한 함북 길주 인근에서 발생한 지진을 감지하자 마자 기상청이 바로 인공적 요인에 따른 지진이라고 추정한 것도 바로 이 때문이다.

대개 지진이 일어나면 P파와 S파 등 2개 파동이 발생한다. P파는 지각을 수평으로, S파는 위아래로 흔들며 이동하게 된다.

P파의 전달 속도는 초당 7∼8㎞로, 초당 4∼5㎞인 S파에 비해 지진계에 먼저 잡힌다.

북한 인공지진 발생위치

P파와 S파 가운데 어떤 파형이 더 우세한가에 따라 자연지진인지 인공지진인 지 분류된다.

자연지진은 대부분 S파의 진폭이 P파의 진폭보다 크거나 같다. 반면 인공지진은 P파의 진폭이 S파에 비해 매우 크게 나타난다.

자연지진은 에너지를 방출하는 시간이 길기 때문에 파형도 매우 복잡한 형태을 보인다. 그러나 인공지진은 초기 P파만 두드러지게 나타날 뿐 S파를 포함한 이후 파형이 단순해진다.

쉽게 말해 파형을 보면 인공지진은 P파가 초기에 매우 강력하게 나온 후 후속 파동은 매우 작게 일어난다. 자연지진의 파동은 일정 시간 계속 관측된다.

이런 차이는 에너지가 분출되는 원인과 전달 방향이 서로 다르기 때문에 나오는 것이다.

북한 인공지진 발생위치

지각변동이 급격하게 일어나는 자연지진은 압축력(미는 힘)과 팽창력(당기는 힘)을 모두 갖고 있다. 반면 폭발이나 핵실험 등으로 지표면이 진동하는 인공지진은 압축력만 있다.

음파는 자연지진이 발생하면 대부분 발생하지 않는다. 그렇지만 인공지진은 폭발에 따른 압력 변화 등으로 인한 공중음파를 발생시킨다.

진원의 깊이도 크게 다르다.

자연지진은 진원의 깊이가 보통 10∼15㎞ 정도지만 인공지진은 거의 지표면 근처에서 발생한다. 실제 이날 북한의 인공지진 진앙지 깊이는 0.7㎞에 불과했다.

같은 인공지진이라고 하더라도 핵실험과 TNT 폭약에 의한 발파를 뚜렷하게 구분할 수 있다. 지진 규모에서 차이가 크기 때문이다.

TNT로는 규모 3.0 이상의 인공지진을 만들어내기가 불가능하다.

기상청은 이런 복합적인 요소를 고려해 북한에서 발생한 지진이 인공지진이라고 최종적으로 판단한 것이다.

<표> 북한 1∼4차 핵실험과 5차 인공지진 비교

chunjs@yna.co.kr