최근 경주에서 발생하고 있는 미소지진이 어떤 상황인지 나름 분석해서 글을 남기려고 한다. 추가로 대한민국의 지진 주기를 과거 데이터를 통해 분석해보고자 한다.

 1. 경주 미소지진

 현재 경주 지역에서 미소지진이 많이 발생하고 있다. 위치는 경주시 남남서쪽 10~12km 지역, 진원의 깊이는 14~18km로 추정된다. 위치와 깊이가 2016년 경주 지진을 일으킨 내남단층과 일치한다. 즉, 2016년 경주 지진의 여진으로 보인다.

 여기에서 주목할만한 점은 경주 지진의 여진이 2017년 포항 지진과는 다른 패턴을 보이고 있다는 것이다.

 기상청 자료를 봤을때 포항 지진의 경우 2019년 여진횟수 약 20회에서 2023년 약 6회 수준으로 떨어졌다. 하지만 경주 지진의 경우 2020년 약 27회에서 2023년 약 25회로 거의 감소하지 않았다. 비슷한 모멘트 규모를 보인 포항지진에 비해 경주 지진의 여진활동이 더 활발한 것이다.

 특히 최근의 1월의 지진활동은 지난 4년 동안 중 가장 활발하다. 기존에는 미소지진이 발생해도 이렇게 단기간에 자주 발생하지 않았다. 하지만 올해 1월에 발생한 지진은 15회로 아직 1월임에도 불구하고 2020~2023년 연도별 발생 평균치(약 27회)의 절반을 넘었다.

 이와 관련하여 이미 2016년에 이기화 서울대 명예교수가 본진 발생이후 여진횟수가 잘 감소하지 않아 한반도에서 발생하는 일반적인 지진과 다른 것 같다고 지적했다. 다음은 관련내용이다.

 당시 이기화 명예교수는 이 지진이 군발지진일 가능성이 있다고 분석했다. 만약 경주 지진이 군발지진이라면 리히터 규모 5.8을 관측했던 2016년 경주 지진과 비슷한 지진이 다시 발생할 수 있다.

 실제로 정부 분석 보고서에 따르면 지진이 발생하고 있는 내남단층에서 발생 가능한 최대 규모를 모멘트 규모 6.1로 보았다. 만약 최대치의 힘이 단층에 쌓여있다면 모멘트 규모 5.5로 분석된 경주 지진으로는 모든 에너지가 다 해소되지 않았을 가능성이 있다. 즉, 비슷하거나 조금 더 큰 규모의 지진이 다시 발생할 수 있다는 것이다.

 참고로 다음은 규모 7.6의 지진이 발생한 노토반도 지역의 2021~2024년 지진활동이다. 지진 규모가 줄어들다가 다시 큰 지진이 발생하는 패턴을 보였다. 경주 지진 역시 기간은 훨씬 길지만 비슷한 패턴을 보일 수 있다는 뜻이다. 다만 경주 지진의 경우 단층의 한계상 모멘트 규모 6.1이 넘는 지진이 발생하기는 어렵다.

아래는 경주 지진의 지진활동이다.

2. 한국의 지진 주기

이 내용은 1번과 상관이 있을 수도 없을 수도 있다. 이전 글에서 이어지는 내용이기 때문이다.

https://gall.dcinside.com/board/view/?id=earthquake&no=411025&exception_mode=recommend&page=1

이번 노토반도 규모 7.6 대지진에 의한 한반도 지진 가능성 - 지진 갤러리

한반도에서 한참 떨어져있는 이시카와현에서 발생한 지진이 한반도의 지각에 영향을 줄 수 있을까?결론부터 말하자면 충분히 가능성이 있다. 지금부터는 왜 그런지에 대해 알아보겠다.1. 유라시아판 내부 아무르판 내의 단층에서

gall.dcinside.com

 지난번 글에서는 한국 인근 지역에서 발생한 지진이 한국에 미치는 영향을 분석했다면 이번에는 한국에서 발생하는 지진만을 가지고 통계학적으로 분석했다.

 한국에서 발생한 지진을 분석하기 위해 비교적 규모가 큰 지진들을 골라 지진의 규모를 실제 방출된 에너지로 변환했다. 지진의 규모는 지수적으로 증가하기 때문에 규모 3.0 지진에 비해 규모 5.0 지진이 1000배 더 강하다.

 따라서 지진 활동을 분석하기 위해서는 실제 방출된 에너지의 크기를 이용하는 것이 좋다. 규모가 작은 지진은 전체 방출된 에너지에 큰 영향을 미치지 못하므로 비교적 규모가 큰 지진들을 중심으로 계산했다. 특히 정확도를 더 높이기 위해 모멘트 규모 분석 기록이 있는 지진들에 대해서는 모멘트 규모를 사용했다. 그 이외의 지진들은 기상청 발표 리히터 규모를 사용했다.

(* 모멘트 규모: p파와 s파를 이용해 구하는 리히터 규모와는 다르게 단층의 파열 면적과 단층의 변위 등을 이용해 계산하는 규모이다. 리히터 규모에 비해 구하는 방법은 복잡하지만 더 정확하다. 지진 전문가들이 연구에 많이 사용한다.)

 다음은 1976년 홍도 해역 지진을 기준으로 방출된 에너지의 누적합을 나타낸 것이다. 참고로 1994년 울산 해역 지진은 일본 지진에 가까워 제외했다. 만약 포함시키더라도 1994년 수치만 증가할 뿐 전체 경향성은 차이가 없다.

 위 자료를 보면 특정 주기를 띄고 많은 에너지 방출이 이뤄지다가 에너지 방출이 적어짐을 알 수 있다. 에너지 방출이 많아진 시기는 모두 규모 5.0 이상의 지진이 발생했던 시기였다. 그림에서는 빨간색으로 나타낸 숫자가 바로 이 기간을 의미한다. 이 기간들을 정리해보면 다음과 같다.

 1976년에서 1982년 사이는 지진활동이 굉장히 활발했던 시기이다. 이 시기에 속리산 지진과 홍성 지진은 물론 사리원 지진과 포항 해역 지진 등이 발생했다.

 1994년에서 1997년 사이도 지진 활동이 활발했다. 모멘트 규모 5.2~5.6으로 분석된 홍도 해역 지진과, 모멘트 규모 4.8~5.2 영월 지진, 모멘트 규모 4.8의 97년 경주 지진이 이때 발생했다.

 2003~2004년은 서해와 동해에서 지진 활동이 활발했다. 규모 5.2 울진 해역 지진이 이 시기에 발생했다.

가장 최근인 2013 ~ 2017년은 그 유명한 경주 지진과 포항 지진이 발생한 시기이다.

 각 에너지 방출 시기 사이에는 각각 11년, 5년, 8년이라는 공백기간이 존재한다. 물론 공백기간 동안 2007년 오대산 지진처럼 큰 지진이 아예 발생하지 않은 것은 아니지만 규모 5.0 이상의 지진은 없었다. 따라서 다른 시기에 비하면 방출된 에너지도 미미했다.

 1976년 보다 더 전의 경우 국내에서는 분석된 규모 자료가 거의 없어서 외국 자료에만 의지해야 한다. 하지만 전반적인 주기의 경향성은 유사하다.

 1952년에 한반도 내륙 계기지진으로는 최대규모인 평양 강서 지진이 발생한다. USGS분석에 의하면 모멘트 규모 6.4다. 1달 뒤 은천에서는 모멘트 규모 5.6의 지진이 발생했다. 이를 토대로 1952년을 1년간을 에너지 방출기로 봤다. 1953년부터 1959년까지 7년간을 공백기로 봤다.

 1960년에는 북한 황해도에서 규모 5.1의 지진이 발생한 기록이 북한에 남아있다. 또한 1963년 영덕-포항 먼 해역에서 모멘트 규모 5.8의 지진이 두 차례 발생한 기록이 USGS에 남아있다. 이를 토대로 1960~1963년 4년간을 활동기로 분석했다. 그리고 1964~1968년을 5년 간을 공백기로 분석했다.

 1969년과 1970년에는 일본 기상청 기준으로 규모 5.0과 4.9의 지진이 발생했다. 이 2년간을 활동기, 1976년 홍도 해역 지진이 발생하기 전인 1971~1975년 5년간을 공백기로 봤다.

 이를 토대로 1952~2016년 사이 있었던 지진 공백기 기간을 모두 7, 5, 5, 11, 5, 8년으로 분석했다.

평균 공백기 기간은 6.833년이다. 표준편차는 2.4014이다.

 이제 이 값들이 표준정규분포를 따른다고 가정해보자.

 현재인 2024년에 활동기가 시작된다는 의미는 2018~2023년까지의 6년간으로 공백기가 끝난다는 뜻이다. 즉 올해 안에 활동기가 시작될 확률은 36.2%이다. 내년 안에는 52.55%, 2026년 안에는 68.43%, 2027년 안에는 81.44%, 2028년 안에는 90.42%, 2029년 안에는 95.64%, 2030년 안에는 98.21%이다. 즉 2030년 전에는 확실하게 활동기에 들어갈 가능성이 높다.

 마지막으로 이전 글에서 다뤘던 한반도 인근 아무르판 내부 주요 지진의 규모와 시기를 에너지 방출량과 함께 나타내었다. 규모는 모두 모멘트 규모로 통일했다. 규모 9.1의 동일본 대지진의 경우 아무르판과 관련이 별로 없지만, 한반도에 큰 영향을 끼친 사실이 있기 때문에 같이 첨부했다.

위 자료에 사용된 지진목록

*1975년 하이청 지진 - 모멘트 규모 7.0

*1976년 탕산 대지진 - 모멘트 규모 7.6

*1995년 고베 대지진 - 모멘트 규모 6.9

*2000년 돗토리 지진 - 모멘트 규모 6.8

*2005년 후쿠오카 지진 - 모멘트 규모 6.7

*2011년 동일본 대지진 - 모멘트 규모 9.1

*2016년 구마모토 지진 - 모멘트 규모 7.0

*2024년 노토반도 지진 - 모멘트 규모 7.5