경주지진 양산단층대 지류서 발생…"동남권 지진 가능성 여전"

지난해 9월 한반도 기상관측 이후 사상 최강 지진(규모 5.8)이었던 경주지진은 양산단층대에서 뻗어나온 가지 단층에서 발생한 것으로 최종 확인됐다. 양산단층은 영덕-양산-부산을 잇는 총연장 170km에 달하는 거대한 단층이다. 또 한반도 동남권 지역으로 ‘제4기 단층’의 존재가 다수 확인됨에 따라 ‘제2의 경주지진’과 같은 강진이 일어날 가능성이 남아있는 것으로 조사됐다. 제4기 단층은 258만년 전부터 현재까지 활동을 하는 단층으로 지진을 일으킬 수 있는 활성단층일 가능성이 높게 점쳐지고 있다.

한국지질자원연구원(이하 지질자원연)은 이같은 내용을 골자로 지난 4개월간 경주지진 원인을 분석한 중간 연구결과를 24일 발표했다.


지질자원연에 따르면 경주지진은 양산단층과 무명단층 사이의 지하 약 11~16km 부근의 북북동-남남서 방향의 주향(지층면과 수평면의 교선)과 동쪽으로 약 70도 경사진 주향이동단층에서 발생했다. 이번 지진으로 파열된 단층면의 폭과 길이는 진원지 부근에서 각각 5km 내외인 것으로 조사됐다. 무명단층은 양산단층과 모량단층 사이에 이름이 없는 단층, 주향이동단층은 두 개의 지층이 서로 상반되는 수평방향으로 미끄러져 형성된 단층을 말한다.

선창국 지질자원연 국토지질연구본부장은 “경주 지진은 양산단층대와의 공간적 연계성 및 지질 구조적 특성을 고려할 때, 양산단층대에서 분기된 지류(가지)단층에서 발생했다”고 설명했다.

지질자원연은 경주 지진 발생 직후 40여명의 전문가로 구성된 조사팀을 파견, 현장 지질조사 등을 수행했다. 또 지난해 11~12월 중 경주지진 유발 단층의 지표 영향성을 확인하기 위해 진앙(진원의 바로 위 지표상 지점) 주변에 분포하는 양산단층, 무명단층, 모량단층 일대의 지표지질 현장조사를 추가적으로 실시했다.


지질자원연은 이 같은 조사를 통해 진앙 주변으로 소규모 단층들이 분포돼 있다는 사실도 확인했다. 지질자원연 측은 “지난해 11월 21일부터 21일간 탄성파탐사를 수행한 결과 한반도 동남권 지역에 제4기 단층이 다수 존재함을 확인됐다”며 “단층운동에 따른 지진 재해 발생 가능성이 여전히 존재한다”고 강조했다. 탄성파탐사는 다이너마이트 폭발과 같은 진동 송신원 등을 활용해 인공적으로 지표 부근에 지진파를 발생시켜 지진파의 전파시간 및 파형을 분석해 지질구조를 분석하는 것이다.

이와 관련 동해안 지역에 밀집돼 있는 원자력발전소의 안전성에 대한 불안감도 더욱 커지고 있다. 선 본부장은 “추가조사가 필요하다”며 “이번 조사결과를 두고 원전에 대한 직접적인 위험성을 설명하기는 어렵다”고 말했다. 그는 “양산단층대 일대에서 앞으로 어느 정도 크기의 지진이 발생할 수 있는 지, 거리에 따라 지진 크기의 감쇄는 어떤지 등을 오랜 기간 각종 연구를 진행해 정량적인 정보를 확보해야 한다”고 덧붙였다.

지질자원연은 앞으로 3년간 이 지역에 대한 탐사 심도를 확대하고 양산단층대 일원에 대한 추가 정밀조사를 수행할 예정이다. 이를 통해 경주를 중심으로 한 국내 동남권 일대 단층의 특징을 한 눈에 알아볼 수 있는 ‘단층주제도’를 2019년 말까지 작성한다는 계획이다. 단층주제도는 양산단층 전체 100㎞ 구역 가운데 경주를 중심으로 한 60㎞ 구간 좌우 2㎞씩 총 4㎞ 폭의 단층 분포를 파악할 수 있다. 선 본부장은 “단층 규명을 통해 양산단층의 활성화 여부도 확인할 수 있을 것”이라고 기대했다.

한편, 경주지진은 지난해 9월 12일 오후 7시 44분 33초에 전진(규모 5.1)이, 같은 날 오후 8시 32분 54초에 본진(5.8)이 발생했다. 한반도 공식 지진 관측 기록이 만들어진 1978년 이후 규모 5.1, 5.8 지진이 한 지역에서 짧은 시차(48분 간격)를 두고 연쇄적으로 일어난 전례가 없었다는 점에서 경주지진은 과학계의 비상한 관심을 끌었다. 이어 경주에선 9월 19일 오후 8시 33분 59초에 첫 대형 여진(4.5)이 발생했고, 이달 24일 기준 규모 2~3의 여진이 총 573회 발생했다.