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홍태경 연세대 교수 지진학

11일 일본 동북지역 해상에서 발생한 대지진은 센다이에서 동쪽으로 약 130㎞ 떨어진 해저 14㎞ 지점에서 발생했다. 약 가로 300㎞ 세로 150㎞의 단층면이 최대 17m간 서로 엇갈려 이동하면서 발생한 지진이다.

동일본 대지진에서 발생된 지진파 에너지는 일본 전역에서 강한 진동을 가져왔다. 특히 센다이 지역에서는 일본의 원자력 내진기준 392㎝/s²를 넘는 강력한 진동을 야기했다. 이번 대지진에서 발생된 강력한 에너지는 인근 지역에 심각한 응력 불균형을 초래했으며, 여진이 잇달아 발생하고 있다. 이 지진은 앞으로 수주일에서 수개월간 지속될 전망이다.

또한 이번 지진을 유발한 단층의 운동으로 말미암아 300㎞ 단층대 위에 놓인 바닷물이 일시에 수 미터 출렁이게 되고, 순식간에 쓰나미가 발생했다. 최고 높이 10m의 쓰나미는 시속 700㎞의 속도로 10여분 만에 일본 동부 해안을 강타했다. 이 쓰나미는 여세를 몰아 서쪽으로는 타이완과 인도네시아로 퍼져갔고, 남쪽으로는 하와이와 북미 및 남미 지역을 차례로 휩쓸었다. 수많은 인명 피해와 어마어마한 재산 피해를 발생시키고 있다.

2004년 12월26일 수마트라 섬 인근에서 발생한 규모 9.1의 강진으로 인한 사망자가 22만명이 넘었다. 당시 쓰나미에 의한 피해는 지진발생지 인근인 인도네시아와 동남아시아 국가뿐 아니라 인도, 스리랑카와 호주, 더 나아가 인도양을 가로질러 아프리카 대륙 동해안 국가들에도 막대한 피해를 안겼다.

일본의 대규모 지진 피해는 이번이 처음이 아니다. 1923년 규모 7.9의 간토대지진으로 14만여명이 사망했으며, 1995년에는 규모 7.2 고베 지진으로 6400여명이 목숨을 잃었다. 고베 지진을 계기로 일본 전역에 지진계가 설치되고, 내진설계 기준안이 강화되는 등 많은 정비를 했다. 하지만 이번 일본 동북 해상에서 발생한 대지진의 위력 앞에서는 나약하기만 했다.

그러면 일본열도에 지진이 많은 이유는 무엇인가. 일본열도는 4개의 지각판 경계부에 위치해 있다. 북쪽으로는 북미판, 서쪽으로는 유라시아판, 동쪽으로는 태평양판, 남쪽으로는 필리핀판 등과 맞닿아 있다. 2개의 해양지각판이 대륙판과 충돌하면서 많은 에너지가 충돌대를 따라 쌓이고 있다. 특히 태평양판은 매년 약 10㎝ 충돌 속도를 보이며 빠르게 침강하고 있다.

일본열도 동쪽을 파고든 태평양판의 끝단은 이미 한반도 아래에 이르고 있다. 이번 동북해상의 지진도 이 태평양판과의 충돌대에서 발생한 것이다. 이에 비해 일본 남쪽에 충돌중인 필리핀판은 태평양판 이동속도의 절반 정도인 매년 약 5㎝의 속도로 충돌하고 있다. 이 충돌대를 따라 난카이해구가 형성돼 있다. 일본열도와 충돌한 지 얼마되지 않는 이 필리핀판은 쉽게 일본열도 밑으로 침강하지 못하고 거칠고 천천히 일본열도를 파고들고 있다. 이에 따라, 이 난카이해구를 따라 수백년에 한번씩 얕은 깊이의 큰 지진들이 발생하고 있다.

이 난카이해구 지역은 크게 5구역으로 나눌 수 있으며, 각 구역에서는 100∼200년 주기의 규모 8 안팎의 대형 지진들이 발생하고 있다. 이 가운데, 도카이 지역은 도쿄와 인근 수도권 지역에 인접한 곳으로, 지진 발생시 막대한 피해를 야기할 수 있는 지진 지역이다. 이 도카이 지역에서는 가장 최근인 1854년에 규모 8.4의 대지진이 발생했다. 당시 이 대지진으로 3000여명이 사망했다.

마지막 도카이 지진이 발생한 지 156년이나 지났고, 도카이 지진의 도래가 임박한 상황이다. 이런 가운데 발생한 동북 해상의 지진은 난카이해구 지역에 응력의 불균형을 초래했으며, 이로 인해 도카이 지진 발생을 가속화할 것이라는 우려감이 커져 가고 있다.