지진 왜 일어날까?

2011년 3월 11일 제주도 출장 간 일이 있다.  아래와 같은 피해 사진이 뉴스에 계속 보도되었다. 일본 동북부 지역을 강타한 규모 9.0의 대지진이 있었고 이로 인해 발생한 쓰나미로 피해사진이었다. 나는 혹시나 제주도도 통째로 지진해일로 쓸려가지 않나하는 걱정을 했었다.

1. 용어 정리

지진은 땅지(地) 우레진(震) 자를 쓴다. 지진은 땅이 흔들리고 갈라지는 지각 변동 현상이다.  해일은 바다해(海) 넘칠일(溢) 자를 쓴다. 해일은 바닷속의 지각 변동이나 해상의 기상 변화에 의하여 바닷물이 갑자기 크게 일어나서 육지로 넘쳐 들어오는 일을 말한다. 이를 쓰나미라고도 한다. 쓰나미는 일본어에서 유래한 용어로, '나루터(津つ)의 파도(波なみ)'라는 의미다. 원래 일본어에서 쓰나미란 용어 자체는 지진해일만이 아닌 태풍이나 다른 원인으로 생긴 해일도 통칭하는 용어였다.

2. 세계적으로 가장 큰 해일

지금까지 가장 큰 지진해일은 2004년 인도양 지진해일이다. 이때 죽은 사람의 30만명이다. 진도9.0이고 100미터의 파도가 일었다.

3.  지진해일이 생기는 원리

지진해일은 지각의 판이 움이직고 서로 부딪치며 일어나는 현상이다.
지진해일이 일어나는 원인에 대한 설명은 지구 구조부터 시작해야한다.  우리가 지구 중심까지 가려면 자동차를 몰고 100km/r속도로 2일을  달리면 도달한다. 6천4백키로이다.  현재까지 인간이  뚫은  시추공이 들어간 최고의 깊이는 13km까지 이다.
코어라는 영화를 보면 지구의 중심으로 들어간다. 그러나 현실적으로는 불가능하다.  지구는 지각-상부맨틀-하부맨틀-외핵-내핵으로 구성되었다. 핵의 온도는 6,000천도다. 6천도의 열과 또 압력을 견딜 수 있는 장비를 만들기는 불가능하다.
지구의 껍데기(지각)는 10개의 판들로 마치 축구공 껍질 무늬처럼 붙어 있다.  외핵은  액체이고  열은 하부맨틀로 또 상부맨틀로 전달한다. 전달 방식은 맨틀을 움직이는 대류를 통해서다.
지구의 82%를 차지하는 이 거대한 판들이 이동한다. 1년에 2-3cm정도씩이다. 판들은 일정한 방향으로 움직이지 않고 서로 부딪혀 올라 가고, 어떤 판은 엇갈려 내려 가고, 평행하게 긁고 지나간다. 이러는 과정에서  땅덩어리가 흔들려 지진이 생긴다. 이런 일이 바다  한가운데서 일어나면 바닷물을 흔들어 파고를  일으키고 파도가 해변까지  밀고 오는 것이 지진해일이다.

4. 해일 에너지 전달 원리

해일의 물기둥은 100% 운동에너지로 전환한다. 수심이 깊은  곳에서 발생할 수록 파괴력은 크다. 대략 물 1m3가 1톤이니 몇 km에 걸쳐 단 몇 cm의 고저 차가 순간적으로 발생해도 수십억에서 수조 톤에 달하는 물체가 위치에너지를 갖고  운동에너지로 바뀌어  밀려온다. 그리고 바닷물은 염분을 포함해 순수한 물보다 좀 더 무거우므로 위치에너지는 이 단순한 계산보다 더욱 커진다.
순간적으로 들려 올려진 물기둥은 중력에 따라 아래로 떨어지면서  운동에너지로 전환하고,  운동에너지가 다시 위치에너지로 전환되면서 주위의 물이 밀어올려진다. 이 과정을 반복하면서 파동이 전파된다.  2004년 12월 동남아시아 지진의 해일은 1m2의 면적당 5톤 전후의 압력이 측정되었다.

5. 지진해일 발생 시 대응

신속하게 높은 지대나 건물 2층 이상으로 대피한다. 이어서 발생하는 산사태, 담벼락 붕괴 등에도 대비한다. 방송통신을 통하여 계속되는 정보를 확인하고 가족과 연락하여 안전한 곳에 머무른다.

6. 3면이 바다로 둘러싸인 대한민국에 지진해일  사례

물론 지진해일 발생 가능성이 있다. 1983년 5.26에 일본에서 일어난 지진으로 우리나라 동애안에 2~5미터의 해일이 발생한 것이 가장 컸다. 속초 묵호항에서 1명 사망, 2명 부상, 2명 실종 피해가 있었다.  이재민도 405명 발생했고 선박 81척 부서지는 등 3억 이상의 재산 피해가 났다. 1993년7.12 에 일본 분동부 해역에서 발생한 7.8의 지진으로 동해얀에 3미터의 파도가 일었고 침수피해가 있었다.  인명피해는 없었지만 4억원의 재산 피해가 있었다.