<사진. 해저 지진 관측망에 의해 얻어진 저주파 미동의 진앙분포
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>
난카이 트로프 서쪽 플레이트 경계 부분의 미끄러짐
- 큐슈 동쪽 휴가나다에서 발생한 얕은 지역의 저주파 미동의 발견과 이동특성의 해명
큐슈대학 대학원 이학연구원 부속 지진화산관측연구센터 연구그룹은 가고시마대학, 나가사키대학, 도쿄대학 지진연구소, 방재과학기술연구소와 공동으로 큐슈 동쪽 휴가나다에서 실시된 해저지진관측에 의해 난카이 트로프 부근 플레이트 경계부분에서 발생하는 “저주파 미동”을 발견하고 그 상세한 활동특성을 처음으로 밝혀내었다.
약 3개월의 관측기간 중 통상적인 지진과 다른 신호가 2013년 5월 하순부터 약 1개월간 해저지진계에 기록되었다. 파형의 특징 및 진원결정 결과로부터 이 신호는 플레이트 경계 얕은 지역에서 발생하는 저주파 미동이며, 휴가나다에서는 이번 해저지진관측에 의해 처음으로 검출되었다. 이 저주파 미동은 지금까지 기이반도 연안에서 관측된 경우가 있지만, 본 공동연구그룹은 이 저주파 미동 활동의 상세한 점과 다른 슬로우 지진과의 관계 등 몇 가지 중요한 특징을 밝혀내고, 플레이트 경계 얕은 지역의 미끄러짐에 대한 새로운 지견을 얻었다.
본 공동연구의 중요한 성과 중 하나는 이 저주파 미동과 초저주파 지진 활동의 일치성을 처음으로 밝혀낸 것이다. 장주기 파동을 생성하는 초저주파 지진은 육역관측망에서도 검지되었지만, 이번 해저지진계에 의한 직상(直上) 관측에 의해 저주파 미동의 발생원을 고정도로 결정할 수 있으며, 이러한 두 종류의 슬로우 지진이 거의 동일한 활동 패턴을 나타내고 있는 것을 확인할 수 있었다.
이것은 심부에서 관측되고 있는 슬로우 지진과 공통된다. 그리고 고정도로 결정된 저주파 미동이 명료한 “진원이동”을 나타내는 것을 알아내었다. 특히 1일 수십 km의 속도로 이동하는 주요 활동과 그 수 배의 속도로 역방향으로 고속이동하는 두 개의 모드를 가지고 있는 것이 심부 저주파 미동과 상당히 유사하다. 이상과 같이 본 공동연구그룹은 플레이트 경계의 심부와 얕은 지역에서 발생하는 슬로우 지진의 활동양식이 공통된다는 것을 처음으로 밝혀내었다. 지금까지의 관측, 시뮬레이션 연구에 의하면 심부 저주파 미동 및 초저주파 지진은 수일간 지속되는 슬로우 슬립에 의해 발생한다고 생각되기 때문에 본 공동연구에서 밝혀진 관측결과는 플레이트 경계지역에서 슬로우 슬립의 존재를 증명한 것이라고 생각된다.
해저지진계에 의해 상세하게 구한 얕은 지역 저주파 미동의 이동경로와 통상적인 지진이 발생하는 깊이 10~30km에서 플레이트 경계의 고착 정도를 비교한 결과, 저주파 미동의 활동지역은 플레이트 경계의 고착이 약한 영역인 얕은 지역측에 한정되어 있으며, 고착이 강한 영역을 피해 이동하고 있다는 것을 알았다. 즉 저주파 미동은 플레이트 경계의 고착 정도를 잘 반영한 현상이라고 생각되며, 고착이 약한 얕은 지역측에서는 슬로우 지진활동이 광범위에 걸쳐 활발하며, 이동현상도 명료하게 나타났다고 생각된다. 또한 공동연구그룹은 본 연구영역에 남동쪽에서 섭입된 큐슈 파라오해령에 관해서도 새로운 지견을 얻었다. 큐슈 파라오해령은 필리핀해 플레이트 위의 해저산맥으로 동서에 지반구조가 크게 다르기 때문에 지진 시의 고속 미끄러짐을 멈추는 “세그먼트 경계”의 역할을 담당하고 있다고 생각된다. 그러나 본 연구에서 검출된 저주파 미동은 큐슈 파라오해령을 넘어 이동하고 있다는 것을 밝혀내었다. 이것은 슬로우 지진과 같이 저속의 미끄러짐에 대해서는 큐슈 파라오해령이 세그먼트 경계의 역할을 수행하고 있지 않다는 것을 나타낸다.
본 연구에 의해 새롭게 발견된 저주파 미동의 이동현상은 이동현상 그 자체가 간접적으로 플레이트 경계 미끄러짐을 나타내고 있다고 생각되기 때문에 슬로우 지진의 발생 메커니즘 해명에 기여할 뿐만 아니라 거대 지진해일 발생 가능성을 가진 플레이트 경계 미끄러짐의 이해와 장래 발생이 우려되는 난카이 트로프에서의 거대 지진 발생 모델의 고도화에 기여하는 등 학술상, 방재상 중요한 성과이다.
■ KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 http://mirian.kisti.re.kr