2013.9.1 NHK special MEGAQUAKE III
난카이(南海)트로프 ~ 보이기 시작한 조짐
혼슈(本州)남쪽 100km. 지금 이곳에 일본의 지진학자들이 주목하고 있다.
강한 음파를 내서 해저구조를 살피는 조사.
일본 밑으로 파고드는 판의 모습이 드러났다.
거대지진이 우려되는 난카이(南海)트로프다.
일본열도 직하에 펼쳐진 거대한 진원역.
이곳에서 꺼림칙한 진동이 빈발하고 있는 것을 알게됐다.
고성능 지진계가 지하 3,000m에서 그 진동을 포착했다.
몸으로는 느끼지 못하는 미약한 진동.
슬로퀘이크(Slow earthquake, slow slip)라는 지하의 움직임으로 생기고 있다.
보통의 지진과는 달리 미세한 진동이 오래 이어진다.
도카이(東海)에서 큐슈(九州), 지금 난카이트로프 주변에서 잇따라 발견돼고 있다.
"0시부터 24시까지 하루종일 끊임없이 특수한 지진이 발생했다."
2011년 거대지진 직전에 슬로퀘이크가 발생했던 것이 알려져서 주목됐다.
슬로퀘이크가 거대지진의 조짐이 아닌가.
지진학자 "다음번 난카이트로프 거대지진의 조짐이 포함된 것이 아닌가.
조금이라도 그 꼬리를 잡고싶다."
MEGAQUAKE 확실히 다가오는 난카이트로프 거대지진.
우리는 그 진정한 정체를 아직 모른다.
과학자들이 그 수수께끼에 도전하고 있다.
거대지진은 언제 일어날 것인가.
슬로퀘이크를 단서로 해서 읽어내려 하고있다.
최신기술이 드러내는 땅의 움직임.
일본의 지하에서 진행되는 위기가 보이기 시작했다.
지진학자 "확실하게 다음번 지진을 향해서 준비를 하고있다."
더구나 새로운 이변도 드러났다.
난카이트로프 진원역이 넓어져서 도쿄쪽으로 가까워지는 우려가 있다.
도쿄만(東京湾)에 밀려드는 거대쓰나미. 지진발생후 단10분만에 도착.
피할 새도 없이 사람들을 덮친다.
쓰나미 연구자 "예상범위내에서만 대책을 취하면 괜찮다는 것은 위험하지 않은가."
최신과학으로 지진의 수수께끼를 풀어내는 MEGAQUAKE
난카이트로프에서 보이기 시작한 거대지진의 조짐을 파헤친다.
일본열도를 둘러싼 4개의 판.
그중 하나 필리핀해판은 육지판 밑으로 연간 수cm씩 파고들고 있다.
판이 파고드는 곳 난카이트로프.
그곳 일본열도 밑으로 파고드는 경계면에 거대지진을 거듭해온 진원역이 있다.
육지판은 파고드는 판에 밀려 변형을 쌓아가고 있다.
그 변형이 한계에 달했을 때, 육지판이 단번에 미끄러져서 거대지진이 일어난다.
(2012년8월)일본정부는 난카이트로프 거대지진을 가장 경계해야할 재해의 하나로
규정하고 있다.
난카이트로프 거대지진 대책검토 워킹그룹 가와다(河田恵昭)주사
"국난이라는 표현을 쓰는데, 그런 재해가 일어나려 하고있다."
예상되는 지진규모는 최대 M9.1
도카이에서 큐슈에 걸친 각지에서 진도7의 극심한 흔들림이 덮친다.
태평양 연안에는 10m를 넘는 거대한 쓰나미가 밀어닥친다.
일본 3대 도시권 중에 나고야(名古屋)와 오사카(大阪)는 도시기능이 마비된다.
최악의 경우 사망자 32만명. 일본전체가 위기상황에 빠지는 것이다.
난카이트로프 거대지진은 지금까지도 되풀이돼왔다.
1946년 쇼와(昭和)난카이지진 M8.0
"50톤 가까운 어선이 해안에서 수km 떨어진 도로위에 밀려와서,
쓰나미의 엄청난 위력을 보이고 있다."
67년전 쇼와 난카이지진이 난카이트로프에서 발생한 마지막 거대지진이다.
당시는 전쟁직후 혼란기여서 다음번 지진에 이어지는 과학적 자료는
거의 남겨져 있지 않다.
확실하게 다가오는 거대지진. 최신기술을 구사해서 그 조짐을 잡을 수는 없는가.
일본내 800곳에 정비된 지진관측망.
지하 깊은 곳에서 발생하는 미약한 진동을 고감도 지진게가 잡아낸다.
그 파형을 단서삼아 거대지진의 조짐을 잡으려하는 과학자가 있다.
도쿄대학 지진연구소 오바라 가즈시케(小原一成)교수다.
난카이트로프 연구를 오래해온 오바라교수.
13년전 고감도 지진계 파형속에서 의문의 진동을 발견했다.
오바라교수 "얼핏보면 보통 노이즈처럼 똑같이 보이는데,
이걸보더라도 4분정도는 계속되고 있는 걸 알수있다."
파형을 분석했더니 의문의 진동은 보통의 지진과는 크게 달랐다.
보라색의 지진 파형은 즉시 흔들림이 커지고 점차 가라앉는다.
한편 푸른색은 의문의 진동인데 얼핏 파형이 직선처럼 보인다.
그러나 1,000배 확대하면 미세하게 흔들리고 있는 것을 알수있다.
몸으로 느끼지 못하는 미약한 흔들림. 며칠 내지 몇주에 걸쳐 계속되기도 한다.
오래 계속되는 의문의 진동. 그것을 만들어내는 지하의 움직임이 슬로퀘이크
라 불리고 있다.(역주: 주로 Slow earthquake, Slow slip 이라 불림)
슬로퀘이크는 어디서 발생하고 있는가. 분석결과 노란점 하나하나에서 발생했다.
붉은색은 과거에 일어난 거대지진 진원역이다.
깊이 5km ~ 40km 지하에서 진원역을 둘러싸듯이 슬로퀘이크가 발생하고 있었다.
오바라교수 "지하에서 뭔가 발생했을거라 생각은 했는데, 진원역을 둘러싸서
발생한 것을 보니 거대지진과 관계있는 게 아닌가."
그뒤로도 슬로퀘이크는 관측돼왔다. 그러나 거대지진과의 관계는 좀처럼
알아내지 못했다. 슬로퀘이크는 어떤 것인가. 오바라교수의 견해다.
보통의 지진은 육지판에 변형이 쌓여서 한계에 달하면 단번에 미끄러진다.
한편 슬로케이크는 변형이 쌓인 육지판이 서서히 미끄러지는 현상이다.
이런 느린 움직임 때문에 생기는 흔들림은 극히 미세하다.
이것이 의문의 진동이었던 것이다.
슬로퀘이크는 판에 쌓인 변형을 조금씩 해방시키고 있다.
그래서 오바라교수는 큰지진을 오히려 일어나기 어렵게 한다고 생각했다.
오바라교수 "에너지를 쌓이지 않게 하는 현상일 것이라고 생각했었다.
인간에게 직접 영향주지 않으면서 변형을 해소해준다.
우리한테는 매우 고만운 현상일 것이라고 생각했던 것이다."
그러나 (2011년3월11일 동일본대지진) 동북지방 앞바다에서 발생한
M9 거대지진 직전에도 슬로퀘이크가 발생했던 것을 알게 됐다.
규명한 것은 도호쿠(東北)대학 이토 요시히로(伊藤喜宏)교수다.
대지진 4개월전에 동북 앞바다 해저에 지진계를 설치했었다.
지진 뒤에 얻은 데이타에서 자세한 내용이 밝혀졌다.
슬로케이크 진동은 대지진 한달이상 전부터 발생해서, 대지진 직전까지 계속됐다.
이토교수 "아마도 슬로슬립에 의한 지각변동이라 생각되는데, 그런 것이
진행됐었다는 것을 추측할 수 있다."
변형을 해소하고 있을 줄 알았던 슬로퀘이크 직후에 왜 대지진이 터졌는가?
분석결과 새로운 사실이 떠올랐다.
슬로퀘이크가 발생한 것은 대지진 진원의 동쪽. 마찬가지로 판경계였다.
한달이상 계속된 슬로케이크. 그로인해 판이 움직인 거리가 약40cm에 달했다.
이토교수는 이런 판의 큰 움직임이 대지진 트리거 역할을 했다고 생각한다.
그때 뭔일이 생겼는가.
육지판 밑으로 파고드는 해양판.
그 경계면에는 넓게 밀착된 어스패러티(Asperity)라 불리는 곳이 있다.
그 어스패러티가 대지진 진원역이다. 오랜 기간동안 변형을 축적해왔다.
한편 어스패러티 주변에는 드문드문하게만 붙어있는 곳이 있다.
그곳에서는 변형이 쌓일 때마다 판이 조금씩 미끄러진다. 이것이 슬로케이크다.
이 움직임에 의해 판경계의 변형은 조금씩 해소된다고 생각됐었다.
그러나 동북 앞바다에서는 슬로케이크가 한달이상 계속되고 판이 40cm나 움직였다.
한계까지 변형을 축적했던 어스패러티는 슬로케이크에 끌려가듯이 단번에 미끄러졌다고
이토교수는 보고있다.
슬로케이크와 거대지진의 관계를 모형으로 재현했다.
위쪽은 육지판, 아래쪽은 해양판이다.
왼쪽은 넓게 밀착된 어스패러티, 오른쪽은 슬로퀘이크가 일어나는 드문드문 붙은곳이다.
해양판이 일정한 속도로 파고든다. 이런 움직임을 위에서 본다.
왼쪽 어스패러티는 넓게 밀착된 채로 있다.
한편 오른쪽은 드문드문 붙은 부분이 조금씩 미끄러진다. 슬로퀘이크다.
이런 움직임이 오래 계속되면 어스패러티가 오른쪽으로 당겨져서 판전체가 미끄러졌다.
노란색 슬로퀘이크의 움직임은 동북 앞바다 해저에서 남북 약100km에 걸쳐서
발생하고 있었다고 생각된다. 그 대규모의 움직임이 거대한 어스패러티를 단번에
움직이게 했다고 보인다.
이토교수 "이번에 중요한 것은 실제로 관측됐다는 것.
지진이 유발되는 일련의 현상을 포착할 수 있었다는 것이 중요하다.
거대지진 발생의 관계를 다시한번 재검토하야 한다고 느꼈다."
난카이트로프에서 슬로퀘이크를 발견한 오바라교수.
슬로퀘이크 직후에 거대지진이 발생한 것에 충격을 받았다.
어떤 경우에 슬로퀘이크는 거대지진으로 이어지는가.
진원역이 육지에서 먼 동북 앞바다에서는 슬로퀘이크 관측데이타가 거의없다.
한편 난카이트로프는 육상에서 실시간으로 관측할 수 있어서 10년이상의 데이타가
축적돼있다. 그 데이타를 자세히 분석했더니, 슬로퀘이크에 발생패턴이 있다는 것을
알게됐다.
예를들어 미에(三重)현에서는 슬로퀘이크가 반년마다 발생해서 열흘정도 이어진다.
시코쿠(四国)에서는 약 석달마다 발생해서 일주정도 이어진다.
지역에 따라 발생주기와 기간에 일정한 패턴이 있다는 것을 알게됐다.
이 패턴에 변화가 없는지, 그것을 감시해 나아간다면, 거대지진의 조짐을
잡을 수 있는게 아닌가, 생각하게 됐다.
오바라교수 "역시 다음번 거대지진이 오기전에 슬로퀘이크에 뭔가 변화가
있을법하다. 그 발생패턴의 변화를 포착하고자 한다."
동북 앞바다 거대지진으로 쓰나미 피해를 당한 센다이시 와카바야시구(仙台市若林区).
오바라교수는 이곳에서 나고자랐다. 그날을 잊지 않겠다는 생각으로 연구하고 있다.
오바라교수 "그 재해를 막기에는 완전히 무력했다는 것이 나로서도 충격이랄까,
견디기 힘든 마음이었다. 내가 공헌할 수 있는 것은 지금 진행중인 슬로퀘이크
연구를 통해 거대지진 발생을 예측하는 것밖에 없다."
지금 세계 과학자들이 슬로퀘이크 연구에 박차를 가하고 있다.
지금까지 슬로퀘이크가 확인된 것은 10곳이다.
뉴질랜드, 멕시코, 알래스카 등 모두 거대지진이 우려되는 곳이다.
그중 하나 미국 서해안 시애틀. 2012년 슬로퀘이크 패턴에 변화가 나타나서
긴장이 고조됐다. 슬로퀘이크가 발생하고 있는 곳은 서해안 판경계
캐스캐디아(Cascadia)다. M9급 거대지진이 우려되고 있다.
도시를 덮치는 극심한 흔들림. 연안지역은 그 직후에 거대 쓰나미에 삼켜진다.
슬로퀘이크 발생패턴에 주목해서 연구해온 Herb Dragert박사(캐나다 지질조사국,
Geological Survey of Canada)다.
이곳에서는 슬로퀘이크가 연간1회 발생해서, 약3주간 계속된다는 것이 알려져있다.
Dragert박사 "슬로퀘이크는 평소 규칙적으로 발생하는 것으로 보인다.
그것이 변화했을 때 주의해야 한다."
지금까지는 거의 규칙적으로 발생해온 슬로퀘이크.
2012년 그 패턴이 크게 무너졌다.
2012년8월말에 시애틀 북쪽에서 시작되어 남북 600km에 확대,
3주를 지나도 가라앉지 않았던 것이다.
거대지진이 닥친 것은 아닌가. 서해안에 긴장감이 돌았다.
미국 공영라디오(2012년10월) "지금 슬로퀘이크가 5주간에 걸쳐 계속되고 있다.
슬로퀘이크는 일본에서 일어난 거대지진 직전에도 발생했던 것이 확인됐다.
전문가에게 듣는다. (전문가) 벼랑끝에 있는 차는 살짝 밀어도 떨어진다.
슬로퀘이크는 마지막 미는 것이 될 수 있다."
Dragert박사 "점점 확대돼서 우리는 주목했다. 도대체 언제 멈추나 긴장했다."
평소의 2배인 6주간 이어진 슬로퀘이크. 그러나 갑자기 멈추고 수습된 것이다.
슬로퀘이크 패턴은 왜 변화했는가. 왜 거대지진은 발생하지 않았는가.
Dragert박사는 이번 슬로퀘이크가 진원역에 끼친 영향을 분석했다.
Dragert박사 "슬로퀘이크와 거대지진의 관계는 아직 분명치않다. 그러나
관계는 있을 것이다. 어떤 경우에 거대지진으로 이어지는지 밝히고자 한다."
다음번 거대지진의 약간의 조짐을 읽어내려는 연구자들의 도전.
지금 슬로퀘이크 분석과 함께 유력한 수단으로 여겨지는게 GPS(전지구측위시스템)다.
일본내 관측점은 1,200곳. 인공위성을 써서 땅의 미세한 움직임을 1mm단위로 기록한다.
GPS가 포착한 땅의 움직임. 난카이트로프 동쪽, 관동 남쪽 해저에서 판이 복잡하게
움직이고 있는 것을 알게됐다.
난카이트로프에 파고드는 필리핀해판에 얹혀있는 이즈제도(伊豆諸島) 섬들은
북쪽으로 움직이고 있다. 그런데 이즈반도(伊豆半島)는 서쪽으로 움직이고 있었다.
같은 판에서 왜 서로다른 방향으로 움직이고 있는가?
이 수수께끼를 풀고자 하는 연구자가 있다. 고치(高知)대학 다베이(田部井隆雄)교수다.
그가 향한 곳은 이즈반도 남쪽 80km에 있는 제니스(銭州)라 불리는 암초다.
필리핀해판 위에 있는 이 암초가 어떻게 움직이고 있는지 조사하기로 했다.
휴대용 GPS관측기로 측정한다. 그결과 제니스가 움직이는 방향은 서쪽이었다.
이즈반도와 같았다.
난카이트로프와 맞닿는 서쪽부분이 넓게 서쪽으로 움직이는 것으로 보인다.
다베이교수는 판에 이변이 일어나고 있다고 생각했다.
북쪽으로 움직이는 부분과 서쪽으로 움직이는 부분 사이에 판이 깨져있다는 것이다.
다베이교수 "이곳이 기존에 판경계로 생각되던 곳이다. 그런데 또하나의 경계가
이쪽에 있다. 지금 생겨나고 있는게 아닌가 생각되고 있다."
왜 판이 깨지는가. 그 이유는 이즈반도 때문이라고 다베이교수는 생각한다.
필리핀해판에 얹혀있는 이즈반도가 육지판에 부딪혀서 더이상 나아가지 못하게 된다.
뒤에서 계속 밀려오는 필리핀해판의 힘에 견디지 못해, 균열이 생긴다.
그곳을 새로운 경계로 해서 판이 파고들고 있다고 다베이교수는 생각한다.
판의 새로운 경계는 난카이트로프 동쪽 약50km.
거대지진의 진원역이 동쪽으로 확대되어 도쿄쪽에 가까워진 가능성이 있다.
다베이교수 "새로운 판경계가 생긴다는 것은 지진이 발생할 가능성이 있고
발생하면 거대 쓰나미가 생길 가능성도 있다."
진원역이 동쪽으로 확대되면, 관동지방을 덮칠 쓰나미가 더 빨리 도착할 우려가 있다.
쓰나미의 메카니즘을 연구하는 도코하(常葉)대학 아베 이쿠오(阿部郁男)준교수가
시뮬레이션했다.
일본정부가 예상한 기존의 진원역에서 쓰나미가 발생할 경우, 관동지방을 덮치는
쓰나미 높이는 10m 이상. 1시간여만에 도착한다고 한다.
한편 동쪽으로 50km 확대되어 관동지방에 가까워진 진원역에서 M8급 거대지진이
발생하면.. 가나가와현 후지사와시(藤沢市)나 가마쿠라시(鎌倉市)에는 높이 10m
쓰나미가 단14분만에 밀어닥친다. 쓰나미는 간선도로를 따라 시 중심부로
피할 새도 없이 덮친다. 연안 시가지는 대부분 침수된다.
지진발생 45분후 가나가와 가와사키시(川崎市). 쓰나미는 도쿄만에도 흘러든다.
높이 약3m. 기존의 예상보다 30분이상 빨리 도착한다.
관동 연안에서는 쓰나미가 빨리 도착함으로써 피해가 커질 우려가 있다.
아베교수 "자연은 여전히 모르는 것들이 많이 있다. 예상했다고 해서 예상범위내에서
대책을 취하면 전부 괜찮다는 생각은 매우 위험하다고 생각한다."
떠오르는 난카이(南海)트로프 거대지진의 위협.
지금 GPS를 사용한 새로운 연구가 시작되고 있다.
교토(京都)대학 지진예지연구센터 니시무라 타쿠야(西村卓也)교수다.
난카이트로프에 쌓이는 변형의 크기, 슬로퀘이크에 의한 땅의 움직임,
이 두가지를 정확히 산출해서 지진을 예측하고자 하고있다.
화살표는 해양판에 밀리는 육지의 움직임이다. 화살표가 길수록 강하게 밀리고있다.
GPS로 관측하면 바다쪽에서 밀리는 힘의 크기를 알수있다.
크게 밀리는 곳에서는 판끼리 밀착된 채로 움직여서 변형이 쌓여있다.
화살표 길이에 따라 어디에 얼만큼의 변형이 쌓였는지 알수있다.
이런 분석을 통해 난카이트로프 거대지진 진원역에서 특히 변형이 쌓인 곳을 확인할 수
있다. 그 결과다. 붉은색 강한 변형이 시코쿠(四国) 남쪽에 쌓인 것을 알게됐다.
나아가 니시무라교수는 슬로퀘이크에 의한 땅의 움직임도 GPS로 자세히 분석했다.
때때로 짧아지는 화살표, 그때 슬로퀘이크가 일어나고 있다.
왜 화살표가 짧아지는가. 평소 바다쪽으로부터 밀리고 있는 육지.
슬로퀘이크가 발생할 때, 반대로 바다쪽으로 움직이는 것이다.
그때문에 화살표가 짧아지는 것이다.
2007년 슬로퀘이크가 발생한 아이치(愛知)현. 화살표가 짧아진 것을 알수있다.
2008년 미에(三重)현에서도 마찬가지로 짧아졌다.
그리고 니시무라교수는 간과할수없는 큰 변화를 발견했다.
그것은 시코쿠에서 발생한 최대규모 슬로퀘이크다.
2006년9월 시코쿠 서부에서 슬로퀘이크가 발생, 땅이 하루만에 1.3cm 바다쪽으로
움직였다. 한달뒤 시코쿠 중앙부에서 하루만에 1cm, 또다시 한달뒤 시코쿠의
동부에서도 하루만에 1.4cm 움직였던 것이다.
하루의 움직임으로는 전례없던 크기였다.
변형이 가장 많이 쌓여있는 진원역의 바로 근처에서 땅이 크게 움직였던 것이다.
이 움직임이 더 진행되면 거대지진을 일으키는 것이 아닌가.
쌓여가는 변형과 슬로퀘이크에 의한 땅의 움직임.
니시무라교수는 이 두가지의 변화에 대한 감시를 계속함으로써 거대지진의 조짐을
잡아내고 싶다고 생각하고 있다.
니시무라교수 "확실하게 다음번 지진을 향해서 지진의 준비하고 있다.
여러 사례를 축적해가다가 그 구별을 만약에 할수있다면, 그것은
지진 예지, 예측에 유익한 정보, 상당히 결정적인 정보가 될 수 있다.
그것을 앞으로도 열심히 연구해 가고자 한다."
"해저 지각변동을 관측하러 출항한다."
다음번 거대지진은 언제 일어날 것인가. 그 단서를 찾는 새로운 도전이 시작되고 있다.
해상보안청은 난카이트로프 주변 해저에 GPS관측점을 잇따라 설치하고,
판의 움직임에 이변이 없는지, 감시를 강화하고 있다.
"연간 약4cm 북서쪽으로 (이동하고 있다) 상당히 큰 이동량이다."
와카야마 히다카쬬(日高町)
최신과학과 과거기록을 조합해서 지진의 조짐을 포착하려는 연구도 진행되고 있다.
주목한 것은 67년전 거대지진 전에 일어난 우물물의 이변이다.
"두레박 줄이 닿지않아서 잇고, 또 이어야할 정도로 물이 줄었다."
거대지진 전에 이변이 발생한 우물은 그밖에도 15곳이 확인됐다.
연구팀은 슬로퀘이크에 의한 것이 아닌가, 생각하기 시작했다.
거대지진 직전에 슬로퀘이크가 빈발해서, 지반이 미끄러져 지하수층이 펴지면서
우물 수위가 낮아졌을 가능성이 있는 것이다.
다음번 거대지진 전에도 또다시 이변이 일어나는 것이 아닌가.
일본전국 약60곳의 우물에서 감시를 시작했다.
산업기술종합연구소 우메다(梅田康弘)연구원 "지표에 나타나는 변화는 작을지도 모른다.
그러나 그럴때 이 우물물이 얼마나 변화하는지, 계량적인 연구가 필요하다.
어떻게 그것을 잡아내는가. 어떻게 기회를 찾는가."
난카이트로프의 슬로퀘이크를 연구하는 도쿄대학 오바라교수.
슬로퀘이크가 일어나고 있는 곳을 추가로 규명했다.
그곳은 큐슈(九州) 남쪽 200km 난세이제도(南西諸島).
난카이트로프 남쪽끝이라는 해역보다 더욱 남쪽이다.
오바라교수 "난세이제도에 난카이트로프 지진이 뻗치는지 아닌지 중요한 자료가 된다."
아직도 숨어있는 거대지진의 단서가 있지않은지, 매일 모이는 방대한 데이타를 보고있다.
오바라교수 "뭔가 지구가 알려오는 시그널을 찾는 의미로 본다면 역시 기록을 하나하나
보는 것이 제일 먼저다. 99% 헛일이 돼도, 1%라도 뭔가 가치있는 것이 발견된다면,
이런 파형을 보는 의의가 있지않나, 생각한다."
MEGAQUAKE 거대지진.
일본은 그 위협으로부터 벗어날 수 없다.
지구가 던지는 약간의 싸인을 읽어내서 거대지진의 조짐을 포착할 수 있는가.
예지를 결집한 싸움이 계속된다.(끝)
