1958년 리투야만 거대해일
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1. 개요
1958년 리투야만 거대해일은 1958년 7월 9일 알래스카의 리투야만에서 발생한 역사상 가장 강력한 해일 중 하나이다. 이 해일은 페어웨더 단층에서 발생한 규모 7.8의 지진으로 인해 발생했으며, 만 내로 3천만 입방 미터 이상의 암석이 붕괴되면서 최대 524m 높이의 파도를 만들어냈다. 해일로 인해 5명이 사망하고, 선박과 시설물에 막대한 피해가 발생했으며, 해안선 주변의 숲이 파괴되었다. 해일의 정확한 발생 메커니즘에 대해서는 낙석, 이중 산사태 등 다양한 가설이 제시되며 학계에서 논쟁이 이어지고 있다.
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1958년 리투야만 거대해일 | |
---|---|
지도 정보 | |
지진 | |
이름 | 1958년 리투야만 지진 |
현지 날짜 | 1958년 7월 9일 |
현지 시간 | 22:15 PST |
타임스탬프 | 1958년 7월 10일 06:15:58 UTC |
ISC 이벤트 | 884702 |
ANSS URL | USGS - M 8.3 - 19 km NNW of Elfin Cove, Alaska |
규모 종류 | 모멘트 규모 |
규모 | 7.8-8.3 |
깊이 | 35 km |
진앙 | 알래스카 리투야만 인근 |
단층 | 페어웨더 단층 |
유형 | 주향 이동 단층 |
최대 진도 | XI |
피해 지역 | 리투야만, 알래스카 |
사망자 | 5명 |
해일 | |
런업 높이 | 524 m |
추가 정보 | |
관련 기사 | 생존자 이야기 |
모델링 연구 | 리투야만 메가 쓰나미 모델링 연구 |
2. 지리적 특징
리투야만은 알래스카만 동북부 페어웨더 단층에 있는 피오르이다. 알래스카주 주도인 주노에서 서쪽으로 약 200km 떨어진 곳에 위치해 있다. 최대 폭 약 3km, 길이 11km의 T자 모양 만으로, 빙하에 의해 깎여 형성된 급경사 피오르이다. 깊이 약 12km로 길게 뻗어 있으며, 만 안쪽에서 T자형으로 꺾이는 양쪽에서 빙하가 흘러 들어온다.
리투야만은 알래스카만 동북부 페어웨더 단층에 있는 피오르로, 최대 폭 약 3km, 길이 11km의 T자 모양을 하고 있다.[27] 리투야만은 최대 수심이 220m이며, 만에서 가장 좁은 입구는 깊이가 약 10m에 불과하다.[27] 만의 제일 안쪽 T자의 양 팔은 각각 길버트와 크릴론 후미로 불리며, 페어웨더 산맥의 리투야 빙하와 노스크릴론 빙하가 간빙기에 걸쳐 점차 후퇴하면서 현재의 T자 모양을 만들었다.[28] 지난 170년간 리투야만에는 1854년(120m), 1899년(61m), 1936년(150m), 1958년(524m) 등 50m 이상의 쓰나미가 총 4차례 발생했다.[29][30]
리투야만은 최대 수심이 220m이며 일부 지역이 얼음으로 덮인 조류 통로이기도 하다. 만에서 가장 좁은 입구는 깊이가 약 10m에 불과했다.[27] 만의 제일 안쪽 T자의 양 팔은 각각 길버트와 크릴론 후미로 불리며, 페어웨더 단층의 움푹 패인 곳을 지난다.[28]
페어웨더 산맥의 산봉우리 근처에는 리투야 빙하와 노스크릴론 빙하가 있다. 이 두 빙하는 각각 길이 19km, 폭 약 1.6km, 해발높이 약 1,200m에 달한다. 두 빙하가 간빙기에 걸쳐 점차 후퇴하면서 현재의 T자 모양의 양 팔, 즉 길버트 후미와 크릴론 후미를 만들었다.[28]
3. 1958년 거대해일
1958년 7월 9일, 페어웨더 단층에서 모멘트 규모 Mw7.8, 수정 메르칼리 진도 계급 최대 XI의 강진이 발생했다.[28] 지진의 진앙은 페어웨더 단층 표면에서 동쪽으로 약 12km, 리투야만에서 동남쪽으로 약 20km 떨어진 페어웨더 산맥 인근이었다. 1958년의 지진은 1899년 9월 4일 일어났던 리히터 규모 ML8.2의 야카타가 지진 이후 50년만에 일어난 가장 큰 규모의 지진이었다.[31] 지진의 흔들림은 알래스카 동남부 전역에 느껴졌으며, 남쪽으로는 미국 워싱턴주 시애틀까지, 동쪽으로는 캐나다 유콘 준주 화이트호스까지 느껴졌다.[28]
이 지진으로 길버트 후미에 거대한 낙석이 발생하여 3천만 입방 미터가 넘는 암석이 수백 m 높이에서 만으로 떨어지면서 거대해일이 발생했다.[27] 이 해일은 해발 524m 높이까지 도달하여 주변 숲을 파괴했는데, 이는 엠파이어 스테이트 빌딩보다 143m 더 높은, 관측 사상 최고 높이이다.
거대해일로 총 5명이 사망했으며, 야쿠타트에서는 교량, 부두, 송유관 등 기반 시설이 전부 피해를 입었다.[31] 펠리컨과 싯카 마을에서도 약한 피해가 보고되었다.[29][33] 거대해일은 만 전체를 범람시켰고 만 윤곽선 주변에 최대 213m 높이의 해일피해선을 만들었는데, 쓰나미가 휩쓸어간 이 자국은 현재까지도 우주에서 볼 수 있다.[34]
해일 발생 당시, 주변에는 3척의 어선이 정박해 있었는데, 그 중 1척이 침몰하고 2명의 선원이 사망했다. 다른 2척은 무사했다. 인적이 드문 곳이라 이 2명 외의 인명 피해는 없었다.
3. 1. 해일의 발생 메커니즘
1958년 7월 9일 알래스카주에서 발생한 모멘트 규모 Mw7.8, 수정 메르칼리 진도 계급 최대 XI의 강진으로 인해 길버트 후미에 거대한 낙석이 발생했다.[28] 3천만 입방 미터가 넘는 암석이 수백 m 높이에서 만으로 떨어지면서 거대해일이 발생했다.[27] 이 낙석으로 인해 리투야 빙하 앞쪽에서 최대 400m 길이의 얼음이 깎여나가고, 암석으로 이루어진 삼각주가 침식되거나 완전히 사라지는 해일이 만들어졌다.[32]
지진 발생 이후, 리투야만 안쪽에 있는 리투야 빙하 굴곡 서북쪽에 있는 빙저호의 수심이 약 30m 낮아졌다. 이로 인해 30m 높이의 또 다른 해일이 만들어졌고, 이들의 에너지가 합쳐져 만 표면 위로 최대 524m 높이까지 파괴가 발생했다. 이 때문에 발생한 거대해일은 만 해안선을 따라 낙석 발생 지역 주변의 곶 위쪽과 만 해안선을 따라가는 식생에 피해를 입혔다.[27]
빙하 바로 앞을 흐르는 빙하로를 통해 빙저호에 있는 많은 물이 순간적으로 빠져나갔을 가능성도 제기되었지만, 물의 배수 속도나 빠져나간 물의 양으로는 이러한 규모의 해일을 만들 수 없다는 연구 결과가 있다.[28] 길버트 빙하 앞에서 충분히 큰 규모의 물 방출이 일어나더라도 물이 흐르는 방향은 반대편인 크릴론 후미의 바깥쪽으로 예상되었다. 이러한 점들을 고려하여 빙저호의 물이 거대해일을 일으킨 주요 원인은 아니라고 결론내려졌다.[28]
학계에서는 최대 524m 높이에 달하는 거대해일이 지진으로 발생한 낙석으로 생긴 해일인지, 아니면 지진 자체로 발생한 해일인지에 대한 논쟁이 지속되었다. 거대해일 발생의 본질적인 원인을 파악하기 위한 다양한 연구가 계속되었다.
1999년 쓰나미 학회에서 발표된 연구에서는 리투야만의 거대해일을 일으킨 메커니즘을 분석했다.[36] 거대해일을 일으킨 지진은 매우 강력했고 격렬한 지반 움직임을 만들어냈지만, 여기서 생겨날 수 있는 해일의 원인으로는 거대해일을 만들어 낼 가능성이 없거나 극히 드물었다. 또한 호수의 물빠짐, 산사태, 지진 자체의 힘 모두 각각 거대해일을 만들어내기에는 부족했으며, 이 셋이 합쳐져서 거대해일을 만들어 낼 가능성은 아주 약간 있었으나 그 역시도 확률이 드물었다.
대신, 거대해일은 만에서 수백 m 위에 있는 약 3천만 입방미터의 암석이 지진으로 측면이 부서져 떨어져서 수직으로 그대로 만을 향해 "거대한 하나의 암반으로" 떨어져 거대하고 갑작스런 큰 충격이 일어나 발생한 것으로 추정된다.[36] 이 낙석은 점성 효과로 공기도 같이 끌려가면서 변위량이 늘어났고, 만 바닥에 있는 퇴적물에도 큰 영향을 미쳐 마치 분화구와 같은 움푹 패인 크레이터를 만들었다.
로스앨러모스 국립 연구소의 후속 수학적 모델링 연구(Mader, 1999, Mader & Gittings, 2002)에서는 리투야만 후미에서 거대한 해일이 범람하고 그에 따른 침수를 설명하기에 충분한 양의 물과 적절하게 깊은 퇴적층이 실제로 존재한다는 것을 증명해 위에서 제안한 원인을 뒷받침했다. 이 모델링에서는 수치화한 범람 과정을 물리적으로 재현해 관찰했다.
2010년 모델에서는 만 바닥에 쌓인 퇴적물의 양을 조사했는데, 퇴적물의 양은 낙석만으로 만들 수 있는 양보다 수 배나 더 많았으며 이에 따라 해일의 에너지와 높이도 조사했다. 과학자들은 암반 붕괴로 인접한 리투야 빙하에 갇혀 있던 퇴적물의 5-10배의 양이 한꺼번에 방출되는 "이중사태"(Double slide)가 발생했다는 결론을 내렸는데, 이는 '이중사태'가 발생한 것으로 알려진 다른 산사태와 비슷한 비율이다.[37][38][36]
1999년의 분석에 이어 사건에 대한 더욱 광범위한 영향을 조사한 후속 연구에서는 낙석 자체가 거대해일을 설명하고 그 증거를 해석하기에 부적합하다고 결론내렸다.[39] 특히 해저 지형으로 볼 때 추가된 퇴적물의 양은 낙석만으로 설명할 수 있는 양보다 훨씬 많거나 낙석과 퇴적물이 서로 교란된 것으로 분석되었으며, 낙석과 교란된 퇴적물만 가지고는 해일의 에너지가 충분하지 않았다. 대신 이 연구에서는 '이중사태' 사건이 해일을 일으켰을 가능성이 더 높다고 분석했는데, 당시 사진에서 볼 수 있듯이 리투야 빙하의 끄트머리 부분에 매우 가깝게 충돌한 낙석이 빙하말단에서부터 약 400m 폭의 얼음을 깨뜨리고 빙하 아래에 있는 물을 흩뿌렸을 가능성이 있다. 깨지면서 가벼워진 빙하는 물속에서 안정화되기 전에 떠올랐고, 빙하 아래에 갇혀 있다가 지진으로 인해 이미 느슨해진 충적층(빙하하부 및 빙하기 퇴적물)이 거의 즉각적으로 몇배나 더 큰 두번째 산사태로 움직였다. 연구에서 이동한 퇴적물은 1차 낙석으로 쏟아진 퇴적물의 약 5-10배 사이로 추정되었으며 이는 2002년 9월 콜카-카르마돈 암빙사태(추정 비율 5-10배), 1987년 11월 파라기레 암석사태(추정 비율 2.5), 1970년 5월 후아카란 산사태(추정 비율 4) 등 다른 산사태와 비슷한 부피비율이다. 추가로 쏟아진 암반의 부피는 해저 지형의 모양의 큰 변화나 특히 만 서쪽 끝에서 해일에 추가된 에너지를 설명할 수 있다.[39]
3. 2. 피해
거대해일로 총 5명이 사망했으며 많은 사람들이 다쳤고 여러 채의 집이 파괴되었다.[37] 해일 당시, 주변에는 3척의 어선이 정박해 있었는데, 그 중 1척이 침몰하고 배에 타고 있던 2명이 해일에 휩쓸려 사망했다. 다른 어선의 선장과 그의 일곱 살 난 아들은 해일에 휩쓸려 수십 미터 높이 공중으로 떠밀려 올려갔으나, 두 사람 모두 최소한의 부상만 입고 살아남았다.[31] 인적이 드문 곳이라 이 2명 외의 인명 피해는 없었다.
야쿠타트에서는 교량, 부두, 송유관 등 기반 시설이 전부 피해를 입었다. 해일로 타워가 무너지고 오두막은 수리가 불가능할 정도로 손상을 입었다. 동남부 해안 인근에서는 모래 분사가 일어나고 암반 균열이 일어났으며 알래스카의 통신망을 잇는 수중 케이블이 끊어졌다.[31] 펠리컨과 싯카 마을에서도 약한 피해가 보고되었다. 이 해일은 나뭇가지들을 찢고 수많은 나무를 휩쓸어 해안선 주변의 숲이 고사했으며 만조선은 볼모지가 되었고 북쪽과 남쪽 가장자리 만 지역을 제외하곤 똑바로 살아남은 나무가 거의 없었다.[29][33] 거대해일은 만 전체를 범람시켰고 만 윤곽선 주변에 최대 213m 높이의 해일피해선을 만들었는데 쓰나미가 휩쓸어간 이 자국은 현재까지도 우주에서 볼 수 있다.[34]
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3. 3. 목격자 증언
1958년 7월 9일 태평양 표준시 22시 15분, 당시 현지 시각으로는 아직 해가 떠 있었고, 조수 높이는 약 1.5m로 썰물이었으며, 날씨는 맑았다. 만 입구 서쪽 근처의 작은 만에 정박해 있던 빌 스완슨과 비비안 스완슨은 지진이 발생했을 당시 낚시를 하고 있었다.[27] 빌 스완슨은 지진에 대해 다음과 같이 증언했다.
지진이 일어났을 때 하워드 G. 울리히와 7살 난 아들은 보트 '에드리호'를 타고 리투야 만에 있었다. 에드리호는 만 남쪽에 있는 작은 입구에 정박해 있었다. 두 사람은 태평양 표준시 기준 오후 8시에 바다에 나갔고 지진이 발생했을 당시에는 배가 흔들려서 울리히가 잠에 깼다. 울리히는 갑판에서 해일이 몰려오는 걸 봤고, 리투야만 끄트머리에서 매우 큰 소리가 나는 걸 들었다. 울리히는 해일에 대해 증언하면서 해일이 만들어지는 과정과 그 모양을 같이 말했다.[29]
울리히가 이 과정을 본 지 2-3분 후에는 해일이 보트를 향해 다가왔고 에드리호는 해일에 쓸려가 남쪽 해안으로 밀려갔다가 만 중앙으로 다시 돌아왔다. 울리히는 해일이 지나간 후에야 다시 보트를 몰 수 있었고 최대 약 6m 높이에 달하는 파도를 뚫고 만을 빠져나왔다.[29]
4. 과거 해일 기록
리투야만에서는 지난 170년간 50m 이상의 거대해일이 4차례 발생했다. 1854년(120m 쓰나미), 1899년(61m 쓰나미), 1936년(150m 쓰나미), 1958년(524m 쓰나미)이다.[29][30]
1786년 장프랑수아 드 갈롭 드 라페루즈 백작의 탐험 기록 등 초기 탐험가들의 기록에서도 해일의 흔적이 발견된다.[31][36] 1854년에서 1916년 사이에는 최소 1차례, 대략 2차례 거대해일이 발생했다는 사진 증거가 있다.[31][36] 1936년에도 거대해일이 발생했다.[8][14]
5. 학계 논쟁
1999년 쓰나미 학회에서 발표된 연구는 리투야만 거대해일의 발생 원인을 분석했다.[36] 연구에 따르면, 지진은 매우 강력했지만 해일을 일으킬 만한 다른 요인들은 거대해일을 설명하기에 부족했다. 대신, 지진으로 인해 리투야만 옆에서 부서진 약 3천만 입방미터의 암석이 "거대한 하나의 암반으로" 만을 향해 수직으로 떨어지면서 발생한 큰 충격이 거대해일의 원인으로 추정된다.[36] 이 낙석은 점성 효과로 공기를 끌어들여 변위량을 늘렸고, 만 바닥의 퇴적물에 영향을 미쳐 큰 크레이터를 만들었다.
1999년 연구는 다음과 같이 결론내렸다.[36]
로스앨러모스 국립 연구소의 후속 연구(Mader, 1999, Mader & Gittings, 2002)는 리투야만 후미에 거대한 해일과 침수를 설명하기에 충분한 양의 물과 깊은 퇴적층이 존재함을 증명하여 1999년 연구를 뒷받침했다.
그러나 2010년 연구에서는 만 바닥 퇴적물의 양이 낙석만으로 설명하기에는 너무 많다는 점을 지적하며, '이중 산사태' 가능성을 제시했다.[37][38][36] 이 연구는 암반 붕괴로 인접한 리투야 빙하에 갇혀 있던 퇴적물 5~10배의 양이 한꺼번에 방출되었다고 결론내렸다. 이는 다른 산사태와 비슷한 비율이다.
후속 연구에서는 낙석 자체가 거대해일을 설명하기에 부적합하다고 결론내렸다.[39] 해저 지형으로 볼 때 추가된 퇴적물의 양은 낙석만으로 설명할 수 없으며, 해일의 에너지도 충분하지 않았다. 대신 '이중 산사태'가 해일을 일으켰을 가능성이 높다고 분석했다. 낙석이 리투야 빙하 끝부분에 충돌하여 얼음을 깨뜨리고, 빙하 아래 갇혀 있던 퇴적물이 두 번째 산사태로 움직였다는 것이다. 이 연구는 이동한 퇴적물이 1차 낙석의 5~10배로 추정했다.
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