지진 예보

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2014년 기준 캘리포니아주에서 향후 30년 동안 M ≥ 6.7의 지진이 발생할 가능성을 색깔로 나타낸 지진 예보 시스템 UCERF3의 모습. 가능성의 추정은 이전의 지진으로 인해 축적된 변형력을 고려하여 이루어진다. 캘리포니아주의 영역은 하얀 선으로 표시되어 있으며 SF는 샌프란시스코, LA는 로스앤젤레스를 뜻한다.
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지진 예보(Earthquake forecasting)란 지진학에서 특정 지역에서 몇 년 혹은 수십년 내에 발생할 지진의 발생 빈도와 그 규모를 평가해 그 지진위험도를 확률론적으로 평가하는 분야이다.[1] 예보는 보통 예측의 한 갈래로 취급되지만 지진 예보의 경우에는 경보를 발령할 수 있을 정도로 충분한 정밀도로 미래에 일어날 지진의 정확한 시각, 규모, 위치 등을 예측하는 지진 예측과는 다른 분야로 취급된다.[2][3] 지진 예보와 예측 모두 이미 발생한 지진을 즉각 탐지해 영향을 받을 수 있는 지역에 실시간으로 정보를 제공하는 지진경보체계와는 또 구분된다.

1970년대 과학자들은 지진을 예측할 수 있는 실용적인 방법이 곧 발명될 것이라고 낙관했지만, 1990년대까지 계속되는 실패로 많은 과학계에서는 지진을 예측할 수 있는 정확한 방법이 존재하는지에 대한 회의론이 대두되었다.[4] 대지진 예측을 성공한 사례는 발견되지 않았고, 예측에 성공했다는 몇몇 주장에 대해서는 논란의 여지가 많다.[5] 따라서 많은 과학자들과 정부기관은 개별 지진의 발생 예측보다는 특정 지역의 확률론적 지진위험도를 추정하는 방향으로 전환했다. 이런 지진위험도 추정치는 건물 법규, 보험 유율 구조, 지진 인식 및 대비 계획, 지진과 관련된 공공정책 수립 등에 사용된다.[6]

지진 예보 방법[편집]

지진을 예보할 때는 지진을 유발하는 패턴이나 그 과정을 분석한다. 이런 과정은 복잡할 수 있고 수많은 변수가 포함되어 있고 이해하기 위해 고급 통계학 기법이 필요하므로 본 방식으로 지진을 예보하는 방법을 '통계학적 방법'이라 부르기도 한다. 이런 예보 방식은 매우 장기간에 걸친 지진 발생 확률을 계산하는 데 유용하다.

탄성 발발[편집]

<nowiki /> 탄성발발설 문서를 참고하십시오.

아무리 단단한 바위라도 완벽하게 단단하지는 않다. 서로를 향해 다가가는 지각판과 같이 엄청나게 큰 힘이 주어진다면 지구의 지각은 구부러지거나 변형될 것이다. 미국의 지진학자 리드가 처음으로 제안한 탄성발발설에 따르면 이러한 암석의 변형은 보통 이미 존재하는 단층에서 무언가 깨질 정도로 충분히 힘이 커질때까지 쌓인다고 주장했다.[7] 단층을 따라 미끄러지는 현상(지진)은 양쪽의 바위가 덜 변형된 상태로 회복된다. 이 과정에서 에너지는 지진파를 포함해 다양한 형태로 방출된다.[8]

탄성발발설에서는 암반 내에 판의 힘이 축적되었다가 갑작스런 탄성 회복으로 에너지를 방출하는 과정을 반복한다. 하나의 지진에서 단층이 움직이는 변위는 1 m 미만에서 규모 M8 이상의 거대지진에서는 10 m 이상까지 다양하므로,[9] 수백 km에 달하는 주향이동단층의 존재가 확인된 것은 아주 긴 주기의 지진이 존재함을 입증한다.[10]

고유지진[편집]

<nowiki /> 고유지진 문서를 참고하십시오.

가장 많이 연구된 단층인 난카이 해곡이나 와사치 단층, 샌앤드레이어스 단층의 경우 단층이 하나로 쭉 이어져 있는 것이 아닌 여러 개의 세그먼트(Segment)로 구분된 것으로 보인다. 고유지진설 모델에서는 지진은 이러한 세그먼트 내에서만 제한적으로 일어난다고 가정한다.[11] 특정 세그먼트의 길이와 다른 특성은 변하지 않으므로 전체 단층이 파열되는 지진은 유사성을 띄어야 한다. 여기에는 최대 규모(파열되는 단층 길이가 제한되어 있으므로), 특정 세그먼트를 파열시키는데 필요한 누적 변형력의 양 등이 포함된다. 연속적인 판 운동은 단층 내 응력을 지속적으로 일정한 양으로 가하므로 주어진 세그먼트 내의 지진 활동은 다소 일정한 간격으로 반복되는 유사한 특성의 지진으로 나타나야 한다.[12] 따라서 특정 단층의 세그먼트에서 발생하는 이런 특징적인 지진(고유지진)을 파악하고 그 재발률(혹은 발생 주기)를 파악하면 다음 단층 파열이 언제 일어날지 추측할 수 있다. 이런 접근법은 지진위험도를 파악하는 데 주로 사용하는 접근법이다.

같이 보기[편집]

각주[편집]

  1. ↑ Kanamori 2003, p. 1205. See also ICEF 2011, p. 327.
  2. ↑ Geller 등. 1997, 1616쪽, following Allen (1976, 2070쪽), who in turn followed Wood & Gutenberg (1935). Kagan (1997b, §2.1) says: "This definition has several defects which contribute to confusion and difficulty in prediction research." In addition to specification of time, location, and magnitude, Allen suggested three other requirements: 4) indication of the author's confidence in the prediction, 5) the chance of an earthquake occurring anyway as a random event, and 6) publication in a form that gives failures the same visibility as successes. Kagan & Knopoff (1987, 1563쪽) define prediction (in part) "to be a formal rule where by the available space-time-seismic moment manifold of earthquake occurrence is significantly contracted ...."
  3. ↑ Kagan 1997b, p. 507.
  4. ↑ Geller 등. 1997, 1617쪽; Geller 1997, §2.3, p. 427; Console 2001, p. 261.
  5. ↑ E.g., the most famous claim of a successful prediction is that alleged for the 1975 Haicheng earthquake (ICEF 2011, 328쪽), and is now listed as such in textbooks (Jackson 2004, 344쪽). A later study concluded there was no valid short-term prediction (Wang 등. 2006). 지진 예측 문서 참조.
  6. ↑ “National Seismic Hazard Maps”. United States Geological Survey. 2016년 8월 25일. 2016년 8월 10일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2016년 9월 1일에 확인함. 
  7. ↑ Reid (1910)
  8. ↑ Reid 1910, 22쪽; ICEF 2011, 329쪽.
  9. ↑ Wells & Coppersmith 1994, Fig. 11, p. 993.
  10. ↑ Zoback 2006 provides a clear explanation. Evans 1997, §2.2 also provides a description of the "self-organized criticality" (SOC) paradigm that is displacing the elastic rebound model.
  11. ↑ Castellaro 2003
  12. ↑ Schwartz & Coppersmith 1984; Tiampo & Shcherbakov 2012, 93쪽, §2.2.

참고 문헌[편집]

  • Allen, Clarence R. (December 1976), “Responsibilities in earthquake prediction”, 《Bulletin of the Seismological Society of America》 66 (6): 2069–2074 .
  • Field, Edward H.; Biasi, Glenn P.; Bird, Peter; Dawson, Timothy E.; Felzer, Karen R.; Jackson, David D.; Johnson, Kaj M.; Jordan, Thomas H.; Madden, Christopher; Michael, Andrew J.; Milner, Kevin R.; Page, Morgan T.; Parsons, Tom; Powers, Peter M.; Shaw, Bruce E.; Thatcher, Wayne R.; Weldon, Ray J., II; Zeng, Yuehua (2013), “Uniform California earthquake rupture forecast, version 3 (UCERF3) – The time-independent model”, 《U.S. Geological Survey》, Open-File Report 2013–1165 . Also California Geological Survey Special Report 228, and Southern California Earthquake Center Publication 1792. Also published in the BSSA as Field 등. 2014.
  • Lomnitz, Cinna; Nava, F. Alejandro (December 1983), “The predictive value of seismic gaps.”, 《Bulletin of the Seismological Society of America》 73 (6A): 1815–1824 .
  • Scholz, Christopher H. (2002), 《The Mechanics of earthquakes and faulting》 2판, Cambridge Univ. Press, ISBN 0-521-65223-5 .
  • Schwartz, David P.; Coppersmith, Kevin J. (1984년 7월 10일), “Fault Behavior and Characteristic Earthquakes: Examples From the Wasatch and San Andreas Fault Zones”, 《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》 89 (B7): 5681–5698, Bibcode:1984JGR....89.5681S, doi:10.1029/JB089iB07p05681 .
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