제4장 지구의 활동

2008-2지구과학

제4장 지구의 활동

(1) 지 진(Earthquake)

1. 지 진(Earthquake)

1) 지 진의 정의

지진의 정의

9 지하에 축적된 탄성에너지의 급격한 방출에 의한 지구의 진동현상

9 지진은 지구내부 어딘가에서 급격한 지각변동이 생겨 그 충격으로 생긴 파동, 즉, 지진파(seismic wave)가 지표면까지 전해져 지반을 진동 시키는 것

지진학의 역사

9 1880년에 지진계 발명 이후(18세기 이후)

9 초기 지진계의 발명 이후 지구내부구조 해명에 초점

9 1960년대 이후 지구물리학적 계산, 실체파, 표면파, 자유진동분석Æ 다각도차원에서 지구내부구조 분석

9 1960년대 판구조론과 함께 발달

9 최근 핵발전소 및 산업단지 입지선정(지진위험도 평가)에 기준지표로 제시 9 판내부 지진활동에도 비상한 관심집중

9 판경계지진활동: 캘리포니아, 일본 등

9 판내부지진활동 : 1) 한반도를 비롯한 대륙판 내부

2) 시공간적으로 매우 불규칙한 특성을 가짐(Allen, 1976)

지진발생지

9세계적인 지진의 분포는 주로 판의 경계부에서 발생

2) 지진의 종류

발생원인

9 지체구조성 지진(단층지진)(tectonic earthquake) Æ: 실제 대부분의 지진

9 화산지진(volcanic earthquake) 9 인공지진(artificial earthquake) 9 유발지진(induced earthquake)

발생깊이

9 천발지진: 진원의 깊이가 0-70km 9 중발지진: 진원의 깊이가 70-300km 9 심발지진: 진원의 깊이가 300km

시간의 차이에 따라 본진(main shock), 전진(foreshock), 여진(aftershock)

사람이 느낄 수 있는 유감지진, 지진계만 기록되는 무감지진

3) 지진의 발생원인

지체구조적인 힘이 가해짐 암석이 서서히 변형

탄성 에너지 저장 탄성한계 이상으로 변형

저장된 에너지 지진파로 방출 단층면을 따라 약한판

깨지면서 미끄러짐 변형되었던 암석

원래위치로

① 탄성반발설(Elastic rebound theory)

** 주향이동단층

1906년 캘리포니아 대지진이 발생했을 때, H. F. Reid가

산안드레아스 단층을 조사하여 San Francisco 지진의 원인을 규명

경주시 양남면 수렴리 역단층

② 판 구조론(Plate tectonics)

1912년 독일의 지질학자인 알프레드 베게너 주장

지구의 지각은 약 2억년전에 팡게아라는 하나의 초대륙으로부터 갈라져 나왔다는 가설을 제시

1960년대 후반에 등장한 판구조이론은 현재까지 가장 성공적인 지구물리학 이론 가운데 하나로 인정받고 있다.

지진이 발생 쉬운 지역 : 판경계(interplate) 부근(판내부(intraplate)에서도 종종 지진이 발생)

판과 판의 경계에서는 마그마가 분출하기도 쉽기 때문에 지진발생 빈번지역과 화산이 주로 발생하는 지역은 서로 유사함

일본의 지진은 대부분 태평양쪽에서 발생하고 있는데, 이것은 판경계 지진으로 태평양판과 필리핀판이 유라시아판 밑으로 충돌·침강하고 있기 때문이다.

4) 진원과 진앙

진 원(earthquake focus)

: 지진의 원인인 지진에너지가 방출되는 지점 진 앙(epicenter)

: 진원에서 연직으로 지표면과 만나는 점

5) 지진파(seismic wave 또는 탄성파)

정 의 : 암석의 파괴가 일어난

진원역으로 부터 탄성체인 지구의 내부 또는 표면을 따라 전파되는 탄성파

실체파: 지구내부통과

9

P파: 종파, 밀도작고 큼에 따른 지각 변화파, 고체, 액체, 기체 모두 통과 5- 8km/s

9

S파: 횡파, 밀도변화 없이 지각변형만, 고체통과, 4km/s

표면파: 지구표면파

9

LQ파: 하층파동 없음, 파의 진행방형에 직각으로 수평면 내에서 좌우로 진동, 건물에 큰 피해 3km/s

9

LR파: 밀도변화 심함,

6) 진도와 규모

진도(Seismic intensity) : 어떤 한 지점에서의 인체감각, 자연계와 주위의 구조물에 미친 피해사항에 의하여 진동의 세기를 정수단위로 표시한 것

규모(Magnitude) : 지진의 크기를 정량적으로 평가하는 절대적인 척도, 관측소기록을 이용하여 지진파의 진원, 진폭, 진원의 깊이, 진앙까지의 거리 고려 지수로 나타냄

예) 리히터 규모, 표면파규모, 실체파규모 등 log Es = 11.8 + 1.5M

{ M: 규모(magnitude), 지진파에너지Es } 잘못 사용된 예시

9 국제적으로 ‘규모’는 소수 1위의 아라비아 숫자로 표기하고, ‘진도’는 정수단위의 로마숫자로 표기하는 것이 관례(예. 규모5.6, 진도IV)

9 리히터 지진계로 진도 5.6의 지진은 틀린 표현Æ리히터스케일 혹은 리히터규모 5.6지진, 단순히 규모 5.6의 지진이라 표현

9 진도 5.6은 틀린표현Æ 규모 5.6

9 강도라는 표현은 지진학에서 사용하지 않는 용어

일본기상청곅급(JMA scale, 1949)에서 2001년 1월부터 미국의 MMscale(Modified Mercalli scale, 1931, 1956)을 사용

7) 지진현상

1차적 현상

1)

광역변형 및 해안의 융기 또는 침강

2) 오프셋(Offsets), 스카프(Scarps), 균열(Fissures) 및 두더지 자취(Mole track)

3) 제방(Damming), 새그폰드(Sag ponds) 및 하천의 유로변화 2차적 효과

1) 사태(Landslides)

2) 2차적 지면 균열(fissures)

3) 지진분수(Earthquake Fountain) 및 모래구멍(Sand Crater) 4) 셰이쉬(Seiche)

5) 쯔나미(Tsunami)

6) 바다지진(Seaquake) 7) 지면파(Earth waves) 8) 소리(Sound)

9) 불빛(Light)

8) 지진피해

지진은

건물, 산업기반시설 및 각종 인공시설물의 파괴: 전력, 전화, 수도, 가스 등의 전선, 배관 피해, 철도, 다리, 터널, 공항, 항만시설 파괴

각종 산업 유해물질의 유출: 방사능 폐기물처리장의 경우 위험

2005년 3월 일본 후쿠오카 (8.3) 2005년 3월 인도네시아 (9, 8.7)

**세계의 지진피해

1995년 1월 17일 고베대지진 일본간사이지방

규모 7.2강진 사망 5249명,

재산피해 1조4000억달러

조선왕조실록을 토대로 작성한 조선시대 지진발생현황

1392년~1910년 조선왕조실록에 나타난 441건 지진분석결과

¾

1단계 : 1392년~1535년(140여년): 지진활성기

¾

2단계 1536~1655년(120년): 지진 휴지기

¾

3단계 : 1656~1765년(110년): 지진활성기

¾

4단계 1766~1904년(약140년): 지진휴지기

¾

5단계 1905년~현재 : 지진활성기

한반도 연도별 지진발생 횟수

지진파 P파의 속도

지진이 발생하기 전 암석성분이

변화하기때문에 지진파의 속도도 변화한다.

예)20km지역에서 P파속도 10%변화(소련 타지키스탄 지진전조예보)

지평면 수준의 변화

지표가 기울어지거나 융기(1960년대 캘리포니아 150km에 걸쳐 35cm융기 그러나 지진 無)

라돈가스 방출

활단층일대 따라 대기중 불활성 가스인 라돈이 방출

암석의 전기 저항값

물로 포화된 화강암 등의 암석이

고압력하에서는 파쇄부위에서 저항값이 상당히 크게 변화(더연구필요)

지진활동 비율의 변화

큰 지진과 작은 지진의 비율에 변화가 나타남. 일반적으로 작은 지진 횟수증가

9) 지진의 전조현상

은닉단층