<사진. DONET에서의 장기공 내 관측시스템 위치도와 장기공 내 관측시스템의 센서 구성도
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>

“지큐”의 굴삭공을 이용한 장기공 내 관측 데이터 제공시스템

- 해구형 지진의 발생 메커니즘 연구를 촉진

국립연구개발법인 해양연구개발기구(JAMSTEC)는 홈페이지에 장기공 내 관측 데이터 제공시스템의 공개를 개시하였다. 장기공 내 관측 데이터는 도난카이 지진의 상정 진원역인 기이반도(紀伊半島) 연안 구마노(熊野灘) 해저 밑의 굴삭공에 설치한 장기공 내 관측시스템에 의해 취득한 왜곡, 경사, 온도, 압력, 지진파 등의 관측 데이터로, 이 해역에서 전개, 운용하고 있는 지진, 지진해일 관측 감시시스템(DONET)을 통해 실시간으로 수신되고 있다. 이 지역은 도난카이 지진의 진원지역(고착역)의 얕은 부분 경계의 바로 위에 위치하고 있으며, 초저주파 지진이라는 미소지진 활동이 관측되기 때문에 장기공 내 관측시스템은 장래 대지진, 대지진해일의 발생 예측 연구에 대한 중요한 데이터를 제공할 가능성이 있다.

도난카이 지진의 진원지역은 DONET에서는 해저면에 설치한 지진계, 수압계에 의해 관측되고 있다. 지금까지의 육상관측보다 훨씬 작은 지진활동 등을 검출할 수 있어 진원역의 모습을 상세하게 알 수 있었다. 한편 해저면은 대부분의 장소가 두껍고 연약한 퇴적물로 덮여있어 센서 인근에서의 물의 흐름, 온도변동도 있기 때문에 관측센서가 그 영향을 받아 정도가 높은 지반변동 현상의 검출은 어려운 과제가 되었다.

이번 데이터 공개를 수행한 “장기공 내 관측 시스템”은 심부의 보다 안정적인 지반에 센서가 고정되기 때문에 해저의 물 흐름, 온도변동의 영향을 받지 않고, 인공 노이즈가 적어 지하 심부의 단층 움직임에 의거한 정도 높은 지진, 지반변동 관측 데이터의 취득이 가능하게 되었다. 추가로 공내에서는 해저에서 측정할 수 없는 지중 간극수압, 온도분포를 동시에 계측할 수 있기 때문에 지진, 지반변동과 지중의 유체 상태 및 움직임과의 관계를 분석할 수 있을 것으로 기대된다. 해저 밑 거대 지진을 일으키는 단층의 미끄러짐 형태에는 단층부근의 유체 상태가 크게 영향을 미치고 있지만, 본 데이터는 단층부근의 지하 유체의 거동을 지진, 지반 변동과의 대응을 포함하여 직접 관측하고 있다는 점이 중요하다.

또한 장기공 내 관측시스템은 공내의 지진계 설치 상태가 안정되어 있기 때문에 제어진원에 의한 지하구조 탐사를 공내의 지진계에 대해 반복적으로 실시함으로써 진원지역을 포함한 심부 지반구조의 시간적인 변화를 검출할 수 있다. 이것은 지하의 단층에서 지진발생 임박도의 변화를 반영하고 있을 가능성이 있기 때문에 JAMSTEC는 장기공 내 관측시스템과 DONET의 관측망을 사용한 반복하여 심부 구조 탐사실험을 시작하였다.

장기공 내 관측시스템에서 얻어진 데이터를 DONET의 해저면에서의 관측 데이터와 함께 활용함으로써 지진 준비과정에서의 미소 지진활동 및 지반변동, 또한 이러한 지반활동에 따른 지진단층 주변의 유체 거동에 관한 연구가 가능하게 되어 해구형 지진발생 메커니즘 해명에 도움이 되는 결과의 획득이 기대된다. 본 데이터를 국내외의 연구자에게 공개함으로써 그러한 연구가 한층 촉진될 것으로 기대하고 있다. 또한 연구 면에서의 활용뿐만 아니라 행정, 교육 등에의 이용도 기대된다.

NanTroSEIZE(Nankai Trough Seismogenic Zone Experiment)는 앞으로 이 해역의 다른 지점에서도 장기공 내 관측시스템을 설치하는 것을 예정하고 있다. 이러한 관측시스템에 관해서도 DONET에의 접속을 추진하여 제공시스템에서 데이터 제공을 실시할 예정이다.

■ KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 http://mirian.kisti.re.kr