쓰나미 지진 판구조론
쓰나미 보고서
2005년 1월 15일 이후 수집된 정보
2004년 12월 26일 0시 58분(협정시각), 즉 파리에서는 1시 58분, 수마트라에서는 7시 58분에 기록된 역사상 가장 강력한 지진 중 하나가 발생했다. 현재의 규모는 Mw=9.0로 추정된다. 그림 1은 2004년 12월 26일 지진과 관련된 지진파가 유럽을 지나갈 때 지표면의 수직 이동을 보여준다. 지표면의 수직 이동은 최대 2cm에 달했다. 이와 같은 이동은 예외적인 것이지만, 파장이 수백 킬로미터 수준이므로 인간이 감지할 수는 없다. 한 가지 참고할 점은, 단순한 일일 월의 이동만으로도 지표면에 약 50cm 정도의 '지구조'가 발생하지만, 우리는 이를 느끼지 못한다는 점이다. 기억이 맞다면 말이다.
아래는 유럽에서 기록된 인도네시아 지진의 기록이다:
유럽의 지진계에서 기록된 신호. 최대 수직 이동: 2cm.
아래는 지진의 주요 진원지와 여진들의 위치를 나타낸다.
2004년 12월 26일 지진 현상도 (주진원 및 여진 포함)
지진-지질학적 배경
수마트라 섬 지역은 두 판구조체 사이의 경계 지역이다. 인도-오스트레일리아 판은 수마트라 섬 아래로 약 5cm/년의 속도로 침몰하고 있다(침입대). 이 빠른 수렴으로 인해 섬의 해안 지역이 변형되며, 매우 강력한 지진이 발생한다. 1833년(규모 약 9)과 1861년(규모 약 8.5)의 사건은 섬 중심부에서 약 500km와 250km에 걸쳐 침입면이 파열되었으며, 수십 년간 축적된 응력이 수미터의 규모로 지진적 미끄러짐을 통해 해소되었다. 최근에는 1935년과 1984년의 강한 지진이 주요 파열 구역에 인접한 작은 지역을 파열시켰다. 그러나 북쪽으로 이어지는 지역, 특히 니코바르 제도와 앤드먼 제도까지는 강력한 지진이 기록된 바 없었으며, 1881년과 1941년(규모 약 8)의 파열은 쓰나미를 유발했다.
지역 판구조도.
이 지질학적 현상은 수마트라 북서부에 위치한 지점에서 시작되어, 약 600~1200km에 걸쳐 미끄러짐 선으로 빠르게 확장된 것으로 보인다(이 길이는 여러 전문 연구소의 평가와 일치한다). 어느 값을 선택하든, 이는 쓰나미의 비상한 파괴력을 설명한다. 일반적으로 해수면의 변화는 진원 근처에서 발생한다. 파동은 원형으로 확산되며, 단위 길이당 전달되는 에너지(줄/미터)는 거리의 역수에 비례하여 감소한다. 그러나 이 경우 우리는 점원형 또는 거의 점원형의 원천이 아니라, 전체 선형에 걸쳐 미끄러짐이 발생한 현상을 다루고 있다. 시뮬레이션에서 볼 수 있듯이, 이 파동은 거의 직선적으로 동서 방향으로 전파되었다. 따라서 에너지가 거의 보존되었다. 이는 스리랑카에서, 그리고 더 멀리 서쪽의 소말리아까지도 여전히 강력한 파괴력을 유지하게 된 이유이다.
판 미끄러짐 현상에 관여된 고체 물질의 양은 지구의 자전축이 약간이지만 지속적으로 기울어지게 만들었다. 미끄러짐의 크기는 평가에 따라 16~35미터에 이른다.
이 자전축은 고정되어 있지 않다. 수리오의 주장에 따르면 계절적인 기상 현상은 지구 표면의 유체 질량(해양, 기체, 공기 중 수증기 등)을 이동시키며, 이로 인해 지구의 자전축 위치가 변하게 된다. 이는 지구 자전축이 평형 위치 주위에서 미세하지만 측정 가능한 수준의 진동을 한다는 의미이다.
수마트라 지진은 고체 질량의 영구적 이동을 동반했다. 이로 인해 지구 자전축의 위치가 지속적으로 변화했다. 얼마나 변했는가? 지구물리학자들이 답을 줄 것이다. 지구 반지름이 6400km이므로, 1미터의 이동은 0.1마이크로라디안에 해당한다. 따라서 천문학 애호가들은 안심할 수 있다. 북쪽은 여전히 북극성으로 표시된다.
현상 시뮬레이션에 사용된 초기 조건. 분지의 깊이와 수심(미터 단위)에 주목하시기 바랍니다.
제공된 자료에 따르면( http://www-dase.cea.fr/actu/dossiers_scientifiques/2004-12-26/index.html ), 모멘트는 3.7×10²² 뉴턴·미터이다. 이 데이터를 바탕으로 수치 시뮬레이션이 수행되었으며, 현상의 주요 특징을 도출하였다. 독자는 위에 제시된 주소에서 이를 확인할 수 있다. 이 시뮬레이션은 이전 페이지에서 제공된 것과 차이가 없다.
이 지도에는 해저의 등고선 일부가 표시되어 있다. 나는 디에고 가르시아 동쪽 지역, 미국 공군기지가 보호받았던 유명한 분지에 해당하는 부분을 추출하였다. 아마도 누군가 이 지역의 해저 정보를 더 구체적으로 제공해 줄 수 있을 것이다.
다음 이미지(CEA 출처)는 각 지역에 도달한 파도의 최대 진폭을 보여준다.
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진한 갈색: 3미터. 쓰나미 발생선 바로 근처에 위치한 섬들(안드만 해, 수마트라 북부 지역).
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진한 갈색: 1
3미터. 벵골만: 1050cm. -
말레디브 및 초고스 제도(디에고 가르시아) 근처: 연한 녹색, 60~70cm.
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소말리아: 진한 파랑, 30cm.
이 지도는 현상의 비등방성(동서 방향으로의 전파)만을 보여준다. 이후 해안의 지형에 따라 상황이 달라진다. 해저가 급경사면이라면 해안은 보호받는다. 그러나 완만한 경사면이라면 최대 피해가 발생한다. 이는 다시 해저 지형도로 돌아오게 된다.
해저 지형도
예를 들어, 푸켓 지역은 해저가 매우 완만한 평탄한 대륙붕 위에 많은 섬들이 흩어져 있어, 이와 같은 측면에서 특히 불리한 조건을 가지고 있다.
지구의 각 지역에서 조수의 진폭은 매우 다르다. 그러나 달은 지구의 모든 지점에서 동일한 방식으로 작용한다. 해안 근처의 해저 형태가 중요한 역할을 한다. 지중해는 조수의 리듬에 따라 '호흡'한다. 그러나 해안에서는 그 효과가 거의 느껴지지 않는다. 특히 해저가 비교적 빠르게 깊어지기 때문이다. 해안 형태가 조수파의 증폭에 적합하지 않다.
반면, 만체르와 특히 몽생미셸 만에서는 6미터에 이르는 수위 차이를 관찰할 수 있다. 이는 이 지역의 해저가 매우 천천히 오르기 때문에, 초미세한 경사면이 조수파의 증폭 현상에 적합하기 때문이다.
2005년 1월 15일: 간단한 참고사항. 캐스(CNES)는 지진이 이온층에 미치는 영향을 연구하는 DEMETER 프로젝트를 추진 중이다.
http://smsc.cnes.fr/DEMETER/Fr
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