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지진 발생의 원인은 아직도 많은 과학자들을 괴롭히고 있는 주제이다. 이러한 풀리지 않는 문제를 해결하기 위해 과학자들은 직접 지진이 반복적으로 발생하는 지역에 대한 시추를 통해 내부 메커니즘을 직접 알아보려는 노력을 하고 있다. 지난 2005년 12월에 미국의 과학자들은 유명한 샌 안드레아스 단층(San Andreas Fault)에 대한 시추를 시도한 바 있다. 이 1300킬로미터에 이르는 캘리포니아를 가로지르는 단층은 많은 거대한 지진을 일으키는 지역으로 알려지고 있다. 당시 샌 안드레아스 단층 관측(San Andreas Fault Observatory at Depth, Safod) 프로젝트는 지하 3킬로미터 이상을 시추할 예정이었다(BBC 뉴스 2005년 12월 9일http://news.bbc.co.uk/go/pr/fr/-/1/hi/sci/tech/4512716.stm 참조). 미국의 샌 안드레아스 단층과 함께 거대한 지진이 반복적으로 발생하는 지역은 일본 열도이다. 연구자들은 일본 근해의 난카이 해구(Nankai Trough)에 대한 시추 프로젝트를 시행하려고 하고 있다. 이 프로젝트는 앞으로 10년 동안 수 백만 달러가 투입되는 거대한 프로젝트로, 통합 해양시추 프로그램(Integrated Ocean Drilling Programme, IODP)에 의해 추진되고 있다. 이 프로젝트는 해저단층샘플을 채취하고 시추구에 센서를 설치하여 치명적인 지진과 쓰나미의 원인을 연구하려고 하고 있다. 난카이 해구 지진지역 실험(Nankai Trough Seismogenic Zone Experiment, NanTroSEIZE)은 9월에 시작될 예정이다. 이 프로젝트는 1944년 토난카이(Tonankai, 진도 8.1)와 1946년 난카이도(Nankaido, 진도 8.3) 같은 거대한 지진을 일으킨 해저지역을 목표로 하고 있다. 일본해양-지구과학 및 기술청(Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, Jamstec)의 수석 프로젝트 과학자인 마사타카 키노시타(Masataka Kinoshita)는 “우리가 연구하려는 지역은 재난적인 지진과 쓰나미가 매 100년에서 200년 간격으로 발생하는 곳이다. 그리고 이러한 지진은 많은 생명을 앗아갔다. 일본에게는 이 해저에서 무슨 일이 일어나고 있는가에 대한 이해가 필요하다”고 말했다. 그는 이러한 프로젝트에 대한 개요를 유럽지질과학연합(European Geosciences Union) 학회에서 발표했다. NanTroSEIZE는 거대한 태평양 오세아니아 지각이 일본이 위치한 대륙 밑으로 끌려내려가는 곳인 삭감지역을 연구하게 될 것이다. 시추작업은 지진발생지역인 해구를 직접 시추하게 될 것이다. 스페인 연구위원회(Icrea) 소속의 연구자인 세자르 라네로(Cesar Ranero)는 “이곳은 복잡한 구조를 가지고 있다. 이곳은 두 개의 지각 판이 강력하게 만나는 지역으로 지형구조가 서로 들러붙어 있는 곳이며 강력한 지진핵 지역이다. 이외에 지형구조가 덜 들러붙어 있는 곳이 있지만 지진 확산에 연관되어 있다고 생각된다. 이번 프로젝트의 목표 중 하나는 왜 지진이 소규모 지역 또는 광범위한 지역에서 발생하고 소규모 또는 대규모의 지진을 일으키는가를 밝혀내는 것”이라고 말했다. 시추작업은 새롭게 건조된 57,000톤 선박인 치큐(Chikyu)호를 이용하여 실시될 것이다. 이 선박은 2,500미터 수심의 바다에 안정적으로 떠 있어야 하며 해저 7킬로미터 깊이로 시추하게 될 것이다. 시추를 통해 얻게 될 샘플은 연구소로 전달되어 연구될 것이며 시추구에는 변화를 관측하기 위한 장비가 들어가게 될 것이다. 지진계와 경사계는 이 단층지역의 암석이 이동하는가를 알아보게 될 것이다. 이 센서장비는 온도와 압력의 변화를 측정하고 이러한 지질화학적인 반응과정에 대한 정보를 얻게 될 것이다. 미국 텍사스 대학의 네이던 뱅스(Nathan Bangs)는 “우리는 어떤 유동물질이 위치해 있는가를 알고 싶다. 만일 매우 높은 압력 하에서 많은 유동성 물질이 존재한다면 이 물질들은 윤활유 역할을 하게 될 것이며 서로 다른 단층의 충돌을 막는 역할을 할 것이다. 하지만 만일 이러한 유동물질이 나타나지 않는다면 암석은 서로 충돌을 일으켜 결국 지진을 일으키는 단절과정이 발생할 것”이라고 말했다. 이들 장비에서 얻어지는 자료는 해저의 결절점의 측정장비에 저장될 것이다. 잠수장비는 매년 데이터가 저장된 장비를 회수하게 될 것이지만, 궁극적으로 직접 과학자들의 컴퓨터로 직접 정보를 전송하기 위해 케이블이 설치될 것이다. 통합 해양시추 프로그램은 이번 프로젝트가 위험한 작업이라는 사실을 알고 있다. 측정장비는 높은 열과 압력과 부식성 유동체에 노출되어 이를 견뎌야 한다. 하지만 언제든지 이들 장비는 고장날 수 있다. 과학자들은 지구 표면에서 난카이 해구의 실험에서 얻을 수 있는 동일한 형태의 암석을 찾아 연구할 수 있지만 직접 실제환경에 대한 연구를 대체할 수 없다고 연구자들은 믿고 있다. 이탈리아의 플로렌스 대학의 파올라 바누치(Paola Vannucchi)는 “지하에서 암석을 채취하여 발굴할 수 있지만 이미 지진 발생과 연관된 유동물체는 사라지게 될 것이다. 이러한 암석을 8킬로미터 해저에서 지표면으로 가져오는 과정 또한 암석에 변형을 일으키게 될 것이다. 순수한 상태의 암석을 얻을 수는 없다”고 말했다. IODP프로젝트의 일부로서 두 번째 시추는 코스타리카에서 이루어지게 될 것이다. 원문파일은 IODP가 발표한 프로젝트 계획 원문은 http://www.iodp.org/nantroseize-stage-1-scientific-prospectus/ 에서 볼 수 있다(원문파일의 사이즈 문제로 인해 직접 업로드가 어렵다). * yesKISTI 참조 |
