[12금] 1. “무서워라!” 불의 고리가 뭐에요?
안녕하세요 어린이 여러분. 지난달 16일 일본 구마모토 현에서 발생한 지진 때문에 무서웠을 거에요. 이 지진으로 직·간접 사망자가 66명에 달했는데요. 현 내 피난민은 지난달 20일 오전 9시 10만3000명으로 집계됐습니다. 일본이 불의 고리에 맞물려 있는 나라이기 때문에 언론에서는 ‘불의 고리’를 자주 언급했습니다. 불의 고리란 어떤 것인지 자세히 살펴볼까요?
‘불의 고리’란?
불의 고리는 환태평양 조산대를 칭하는 말입니다. 태평양을 둥글게 감싼 듯한 모양이라서 환태평양이라는 이름을 쓰고요. 지진과 화산의 발발이 빈번하고 산맥을 형성한다고 해 조산대라는 말을 씁니다. 둘을 합쳐 환태평양 조산대이죠. 위의 지도가 보이시나요? 지진이 일어나는 부분을 점으로 찍은 지도입니다. 미국과 한국 사이에 놓인 거대한 바다인 태평양을 이 점들이 원 모양으로 둘러싸고 있죠? 이 지역에서 지진과 화산이 참 빈번하게 일어나고 있습니다.
불의 고리를 구체적으로 표현하자면 판구조론에서 칭하는 판들 중 가장 큰 판인 태평양판과 유라시아판, 인도-호주판 등이 맞물리는 경계선을 일컫습니다. 세계의 활화산과 휴화산의 75%가 불의 고리 지역에 위치한다네요. 전 세계 지진의 80~90%가 이곳에서 일어난다고 합니다.
지구는 움직이고 있다… 판구조론
그래도 어려우시다고요? 지구를 하나의 달걀로 생각해봅시다. 달걀은 달걀 껍데기가 둘러싸고 있죠? 지구 역시 달걀 껍데기와 같은 지각으로 둘러싸여 있습니다. 이 지각은 깨져있는데요. 과학자들은 이 지각의 조각을 하나의 ‘판’으로 일컫습니다. 이 판들이 맨틀의 대류에 의해 끊임없이 움직이며 충돌한다는 이론이 판구조론이지요. 위 영상이 판구조론을 가장 잘 표현하는 영상입니다. 정확하게는 맨틀의 상부도 지각과 함께 판으로 일컫기는 합니다.
얼마나 자주 움직이냐고요? 이 판들은 전체적으로 매년 1~6㎝ 움직일 뿐입니다. 극히 미미한 양인데요. 그런데도 그 이동들로 충돌로 지진과 화산이 발생하는 셈입니다. 부분적으로는 이동이 클 수도 있고, 이동으로 인한 마찰은 열에너지를 일으켜 지진과 화산 같은 지각 운동을 일으키는 겁니다.
USGS로 지진 보는 법
지진이 발생했을 때 기자도 야간근무 중이었습니다. 쏟아지는 피해 소식과 지진의 정확한 위치, 규모 등을 직접 챙겼는데요. 지진과 관련된 가장 믿을만한 취재원은 USGS(미국 지질조사소)였습니다. 북한의 핵실험이나 지진과 같이 거대한 지각 변동(땅이 크게 흔들리는 일)을 일어났을 때 가장 빠르게 이를 파악하는 곳이 USGS입니다.
USGS 사이트의 이것저것 클릭하다보면 지진에 대한 관심이 생길겁니다. 영어가 많아 보기에 불편하다고요? 걱정하실 것 없습니다. 차근히 설명해 드릴께요. 위 버튼을 눌러서 지진 알림 사이트로 가보실까요?
회색 상자 안의 Latest Earthquakes(최근 지진들)가 보이시나요? 하단의 세계지도 사진을 클릭하면 최근 지진이 발생한 지점을 확인할 수 있습니다. 빨간색 선이 판의 경계를 나타내고요. 한국과 미국 사이의 넓은 태평양이 보이시죠? 그 부분을 둘러싸고 있는 빨간 원이 바로 ‘불의 고리’입니다.
지구는 판으로 둘러싸여 있습니다!
불의 고리라는 말은 다소 자극적일 수는 있습니다. 그만큼 판의 경계에서 지진과 화산폭발이 많이 난다는 뜻인데요. 판의 경계는 ‘발산형 경계’와 ‘수렴형 경계’ ‘보존형 경계’로 나뉩니다. 발산형 경계는 두 개의 판이 멀어지는 것, 수렴형 경계는 두 개의 판이 부딪치는 것, 보존형 경계는 두 판이 어긋나는 것을 일컫습니다.
판에는 태평양판, 북아메리카판, 유라시아판, 아프리카판, 오스트레일리아판, 남아메리카판, 남극판, 필리핀판 등이 있습니다. 판 종류를 다 외우실 필요는 없어요. 중학교 시험에서 빈칸을 쳐놓고 채워 넣어라고는 할 수 있겠죠?
하지만 경계 3가지는 외우고 있으면 좋습니다. ‘발산형 경계’와 ‘수렴형 경계’ ‘보존형 경계’ 말입니다. 수렴형 경계에는 일본 열도가 대표적입니다. 2011년 동일본 지진의 경우가 바로 수렴형 경계입니다. 태평양판과 유라시아판의 수렴 때문에 지진이 일어났죠. 17일 발생한 에콰도르 지진도 나스카판이 충돌하는 곳에서 발생했습니다.
구마모토 현 지진은 단층 지진
하지만 구마모토 현 지진은 에콰도르 지진과 같은 수렴형 경계의 지진이 아닙니다. 일부에서처럼 두 지진의 인과 관계를 주장하는 것은 무리입니다. USGS는 이번 지진을 유라시아판 상단의 지각변동에 의한 것이었는데요. USGS 사이트의 ‘Significant Earthquakes(중요 지진들)’ 하단에 보시면 ‘1km WSW of Kumamoto-shi, Japan(일본 구마모토시)’가 있습니다. 이걸 클릭하면 자세한 설명이 나오죠.
화면에서 ‘Tectonic Summary(지질 구조상의 요약)’가 보이시나요? 첫 문장에는 “ occurred as the result of strike-slip faulting at shallow depth(얕은 깊이의 주향이동 단층)”이라고 서술하고 있습니다. 후타가와 단층과 히나구 단층이 수평으로 엇갈려 부딪히며 여진을 일으킨 것입니다. 이런 이유에서 과학자들은 구마모토 지진이 처음 발생했을 때 이렇게 큰 피해를 일으키는 지진이 될 거라는 생각은 못했습니다. 수렴형 경계가 아니었기 때문이죠. 하지만 얕은 지역에서의 단층 활동은 사람들에게 큰 피해를 불러일으켰습니다.
외부의 힘을 받은 지각이 끊어져 어긋나는 단층 활동
지각은 잡아당기는 장력과 미는 횡압력, 위아래의 중력 등의 힘을 받아 움직입니다. 지층이 끊어져 움직였다면 단층, 끊어진 채 움직이지 않았다면 절리가 되는데요. ‘발산형 경계’와 ‘수렴형 경계’ ‘보존형 경계’ 보다는 다소 좁은 규모에서 단층을 이해하면 쉽습니다. 구마모토 지진의 경우 두 지각이 좌우로 움직이는 주향이동 단층에 속합니다.
위의 사진에서 Strike-slip은 구마모토 지진과 같은 주향이동 단층을 일컫습니다. Normal은 정단층, Thrust는 역단층이라고 불러요. 역단층과 정단층의 경우 상반과 하반이 있는데요. 정단층의 오른쪽 지각 덩어리. 즉 위가 넓은 부분을 상반이라 부릅니다. 정단층에서는 상반이 아래로 내려가 있고, 역단층에서는 상반이 위로 올라가 있죠?
헷갈리지 않게 외어야 합니다. 당기는 힘으로 상반이 아래로 내려가는게 정단층, 미는 힘으로 상반이 위로 올라탄 게 역단층입니다. 미끄럼틀 타기 좋은 걸 정단층이라고 외웁시다. 보기 좋은 게 정단층이죠. 영어를 따와서 그런지 다소 헷갈릴 수는 있습니다. 미끄럼틀 타기 좋게 완만한 걸 외국 과학자들은 Normal(정상적인), 즉 정단층이라고 불렀어요.
무시무시했던 지진과 지진 대처법
지진이 일어났을 때는 화재로 인한 2차 피해를 막기 위해 전기와 가스를 끊어야 합니다. 두 손으로 머리를 감싸 책상이나 식탁 밑으로 몸을 피해야 하는데요. 엘리베이터에 타고 있다면 재빨리 내려야 합니다. 계단 역시 지진에 취약하므로 조심하셔야 합니다.
끔찍했던 구마모토 현 지진과 에콰도르 지진
구마모토 현 지진의 충격은 아직 가시지 않았습니다. 지진으로 규슈 지역의 숙박 예약 취소는 56만8000여건이 발생했는데요. 지진의 피해자는 66명, 실종자는 1명입니다. 구마모토 현에만 1만1000여통의 우편물이 배달되지 못하고 있습니다. 지난달 17일 발생한 에콰도르 지진으로는 659명이 사망했습니다.
교육과정 정리
초등학교 3~4학년은 판구조론에서 화산활동과 지진, 지진 대처 방법을 배웁니다. “지구의 표면은 여러 개의 판으로 구성되어 있고 판의 경계에서 화산과 지진 등 다양한 지각 변동이 발생한다”는 걸 알고 넘어가야 합니다.
중학교 1~3학년에서 지진대와 화산대, 진도와 규모, 판과 베게너의 대륙이동설을 배웁니다.
고등학교 지구과학 1에서 대륙 이동과 판 구조론, 지질 시대와 대륙 분포를 배웁니다. “지구 내부 에너지의 순환이 판을 움직이는 원동력이 된다”는 맨틀 대류와 플룸 구조론 역시 지구과학 1에서 배웁니다.
고등학교 지구과학 2에서 지질도의 기본 요소와 한반도의 지사, 한반도의 판 구조 환경을 배웁니다.
이 기사에서는 판구조론과 대륙 분포, 지진 대처 방법, 지진대와 화산대 등을 다뤘습니다.
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김동우 기자 love@kmib.co.kr
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