연합뉴스부산대학교 연구진이 지난 2017년 북한 풍계리 6차 핵실험으로 인해 단층이 재활성화된 점을 규명했다.
부산대는 지질환경과학과 김광희 교수 연구팀이 중국 청두이공대학교 판싱리(Xingli Fan) 교수팀, 중국과학원, 중국지진국, 산둥대학교 연구진과 공동으로 북한 풍계리 만탑산 주변 장기 지진 활동과 점진적인 기존 단층 재활성화 양상을 규명했다고 18일 밝혔다.
연구팀에 따르면 통상 핵실험 이후 지진 활동은 단기간에 잦아드는 게 일반적이다. 미국 네바다나 옛 소련 세미팔라틴스크 실험장 사례처럼, 지하핵실험 직후 발생한 작은 지진이나 붕괴는 핵실험 뒤 수일에서 수주 사이에 감소하는 것으로 알려져 있다.
부산대 김광희 교수. 부산대 제공반면 이번 연구 결과, 북한 풍계리 만탑산에서는 지진 활동이 수년간 증가한 것으로 나타났다. 북한은 2006년부터 2017년까지 이 일대에서 모두 6차례 지하핵실험을 진행했다. 특히 규모가 가장 컸던 2017년 6차 핵실험 이후 지진 활동은 단기간에 그치지 않고 수년간 지속 증가했다.
연구팀은 한국과 중국 동북부에서 관측한 17년간의 연속 지진파 자료를 분석해, 2017년 핵실험 이후 지진 활동이 잠잠했던 두 개의 북북서 방향 기존 단층대를 따라 집중적으로 발생하고 시간이 지날수록 더욱 뚜렷한 분포를 보였다는 사실을 확인했다.
만탑산 지진활동 시간적 전개. 부산대 제공이에 대해 연구팀은 반복된 핵실험이 만탑산 지각 천부(얕은 곳)에 균열과 손상을 누적시키고 주변 응력장을 변화시킨 뒤, 시간이 흐르면서 응력이 재분배되는 과정에서 이미 임계응력에 가까운 상태였던 기존 단층의 미끄러짐을 촉진한 것으로 해석했다.
핵폭발이 끝난 이후에도 지하 암반 내부에는 손상과 응력 변화의 영향이 장기간 지속될 수 있고, 이 과정에서 잠자던 기존 단층이 다시 움직여 지진 활동이 수년간 이어질 수 있다는 것이다. 이는 핵실험 이후 발생하는 지진을 단기적 현상으로만 해석해서는 안 되며, 장기 지진목록과 물리적 맥락을 함께 고려해야 한다는 점을 시사한다.
이번 연구 결과는 포괄적핵실험금지조약(CTBT) 검증 과정과 지하공간 안전성 평가에 새로운 시사점을 줄 전망이다. 부산대 지질환경과학과 김광희 교수는 "인간 활동으로 촉발된 지진이 세계 곳곳에서 보고되고 있고, 한국도 2017년 포항지진을 통해 위험을 경험했다"며 "핵실험처럼 극단적인 상황이 아니어도 지각의 응력 상태를 바꾸는 지하공간 활용에는 각별한 주의가 필요하며, 안전성 평가는 개발 이전부터 운영과 종료 이후까지 이어져야 한다"고 강조했다.
부산대 김광희 교수팀. 부산대 제공연구 결과 논문은 국제 학술지 '사이언스(Science)'에 '북한 풍계리 핵실험이 만탑산의 잠자던 단층을 다시 움직였다(Nuclear tests at Mt. Mantap have reactivated intraplate faults)'라는 제목으로 게재됐다. 김광희, 판싱리 교수는 공동 제1저자이자 공동 교신저자로 연구를 이끌었다.
부산대 연구팀에는 연구를 기획한 김광희 교수와 강수영 연구교수, 류란보(Lanbo Liu) 박사, 손유진 박사수료 대학원생, 주형태 박사가 저자로 참여했다.
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