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실체파 규모

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목차

1. 개요

실체파 규모는 지진의 규모를 측정하는 데 사용되는 방법으로, 베노 구텐베르크와 찰스 릭터가 개발했다. mB 규모는 P파와 S파를 기반으로 하며, mb 규모는 단주기 지진계의 P파를 사용한다. mbLg 규모는 로키산맥 동쪽과 같이 안정된 대륙 지각괴 지역의 지진 측정에 유용하며, 특히 지하 핵폭발 감지에 활용된다. 한반도는 mbLg 규모가 유용하게 활용될 수 있는 지역이다.

2. 종류

북아메리카에서 로키산맥 동부 지각 성질의 차이로 지진이 더 증폭된다. 예를 들어 오른쪽의 1895년 뉴마드리드 지진대 지진은 M6대 규모로 북아메리카의 거의 절반 지역에서 지진을 감지했지만, 왼쪽에 그려진 1994년 일어난 캘리포니아 노스리지 지진은 Mw6.7 규모로 뉴마드리드 지진보다 더 강력하지만 본 지진을 느낀 지역은 훨씬 작다.


실체파 규모에는 mB, mb, mbLg 등의 종류가 있다.

  • mB 규모는 베노 구텐베르크와 찰스 릭터가 표면파 사용이 가지고 있는 ML 규모의 거리 및 크기 한계를 극복하기 위해 개발하였다. P파와 S파를 기반으로 더 긴 주기로 계산하며 규모 M8 정도까지는 포화 현상이 일어나지 않지만, 규모 M5.5보다 작은 지진에 대해서는 민감하지 않다는 단점이 있다. 현대에는 극초기에 정의한 mB 규모 대신 표준화된 mBBB 규모를 사용한다.[21]

  • mb (혹은 mb) 규모는 mB와 유사하지만 특정 단주기 지진계에서는 처음 수 초 동안 계측한 P파만 사용한다. 1960년대 세계 표준 지진계 측정망(WWSSN)의 설립과 함께, 더 많은 작은 흔들림 사건을 빠르게 감지하고 지각에서 일어난 지진과 지하 핵폭발을 구별하기 위해 도입되었다.

  • mbLg 규모는 1973년 오토 너틀리가 기존의 ML 규모가 로키산맥 동쪽의 북아메리카 전역에서 적용할 수 없다는 문제를 해결하기 위해 개발하였다. 로키산맥 동쪽 지역은 ML 규모를 그대로 사용하면 비정상적인 결과가 나오기 때문에, 너틀리는 1초 이하의 단주기 Lg파의 진폭을 측정하여 이 문제를 해결하였다. Lg파는 해양 지역에서는 빠르게 감쇄되지만 화강암질 대륙 지각괴에서는 잘 전파되기 때문에 MbLg 규모는 안정된 대륙 지각괴 지역의 지진 측정에 주로 사용한다.

2. 1. mB 규모

베노 구텐베르크[16]와 찰스 릭터[17]가 표면파 사용이 가지고 있는 ML 규모의 거리 및 크기 한계를 극복하기 위해 처음 개발하였다.[18] mB 규모는 P파와 S파를 기반으로 더 긴 주기로 계산하며 규모 M8 정도까지는 포화 현상이 일어나지 않는다. 하지만 규모 M5.5보다 작은 지진에 대해서는 민감하지 않다는 단점이 있다.[19] 극초기에 정의한 mB 규모는 현대 들어 보통 사용하지 않으며,[20] 표준화된 mBBB 규모를 대신 사용한다.[21]

구텐베르크와 릭터가 처음 개발한 실체파 규모 공식은 아래와 같다. 여기서 A는 실체파의 최대 진폭, T는 그 주기, B는 진원 깊이 h와 진원과의 거리 Δ간의 함수이다.

: M_B = \log_{10} \left(\frac{A}{T}\right) + B (\Delta, h)

2. 2. mb 규모

mb 혹은 mb 규모(m, b 둘 다 소문자)는 mB와 유사하지만 특정 단주기 지진계에서는 처음 수 초 동안 계측한 P파만 사용한다.[22] 1960년대 세계 표준 지진계 측정망(WWSSN)의 설립과 함께 짧은 시간 내에 더 많은 작은 흔들림 사건을 감지하고 지각에서 일어난 지진과 지하 핵폭발을 구별하는 목적에서 도입하였다.[23]

mb의 측정 방법은 여러 차례 바뀌었다.[24] 1945년 구테베르크가 처음 도입한 mb 측정 방법은 처음 10초 혹은 그 이상만큼 기록된 지진파의 최대 진폭에 기초했다. 하지만 흔들림의 주기 또한 규모에 영향을 받았다. USGS/NEIC가 막 나오기 시작한 초기에는 지진이 감지된 첫 1초, 즉 P파의 짧은 순간만을 가지고 측정했지만,[25] 1978년 이후부터는 첫 진동 감지로부터 20초간 지진파를 측정한다.[26] 현대에는 3초 이내에 단주기 mb 규모를 측정하며, 광대역 주기의 mBBBB 규모는 최대 30초간 지진파를 측정해 계산한다.[27]

2. 3. mbLg 규모 (너틀리 규모)

국지적인 '''mbLg''' 규모는 '''mb_Lg''', '''mbLg''', '''MLg''' (USGS), '''Mn''', '''mN''' 등으로도 표기하며, 1973년 오토 너틀리가 기존의 ML 규모가 로키산맥 동쪽의 북아메리카 전역에서 적용할 수 없다는 문제를 해결하기 위해 개발한 규모이다.[28] 원래 ML 규모는 캘리포니아 남부 지역에서 개발된 단위로 현무암이나 퇴적암질의 해양 지각이 대륙 지각 아래에 섭입하고 있는 지형에서 잘 맞는 척도이다. 반면 로키산맥 동쪽은 대체로 두껍고 안정되어 있는 대륙 지각괴로 주로 화강암이며 단단한 암석이라 지진학적 특성이 다르다. 로키산맥 동쪽 지역에서 ML 규모를 그대로 사용하면 비정상적인 결과가 도출된다.

너틀리는 이 문제를 1초 이하의 단주기 Lg파의 진폭을 측정하여 해결하였다.[29] Lg파는 표면파인 러브파의 복잡한 형태이지만, 너틀리는 일반적인 표면파 규모인 Ms 규모보다 mb 규모에 더 가까운 결과가 나타난다는 점을 발견했다.[30] Lg파는 해양 지역에서는 빠르게 감쇄되지만 화강암질 대륙 지각괴에서는 잘 전파되기 때문에 MbLg 규모는 안정된 대륙 지각괴 지역의 지진 측정에 주로 사용한다.[31]

3. 한반도에서의 활용

한반도는 판 경계에서 멀리 떨어진 안정적인 유라시아 판 내부에 위치하고 있어 강한 지진이 자주 발생하지는 않는다. 하지만, 역사적으로 규모 5.0 이상의 지진이 발생한 기록이 있으며, 최근에도 계기 지진 관측을 통해 약한 지진들이 꾸준히 발생하고 있다. 대한민국 기상청은 지진 관측에 있어 실체파 규모(mb)와 표면파 규모(ML영어)를 함께 사용하고 있다. 특히, 한반도의 지질학적 특성을 고려하여, 안정된 대륙 지괴에서 잘 전파되는 Lg 파를 이용한 mbLg 규모의 활용이 중요하다.

mbLg 규모는 로키산맥 동쪽의 북아메리카 지역에서 기존의 ML 규모가 잘 작동하지 않는 문제를 해결하기 위해 개발되었다.[12] 로키산맥 동쪽 지역은 주로 화강암으로 구성된 두껍고 안정적인 대륙 지각 덩어리인 크레이톤으로, 지진파의 특성이 캘리포니아와는 다르다. mbLg는 단주기(~1초) Lg파의 진폭을 측정하여 규모를 결정하는데,[13] Lg파는 화강암질 대륙 지각을 통해 잘 전파되기 때문에 안정적인 대륙 지괴 지역에서 지진 규모를 측정하는 데 유용하다.[14]

참조

[1] 서적
[2] 서적
[3] 서적
[4] 서적
[5] 간행물 MNSOP-2/IASPEI
[6] 서적
[7] 서적
[8] 서적
[9] 간행물 IASPEI
[10] 서적
[11] 간행물 IASPEI/NMSOP-2
[12] 서적
[13] 서적
[14] 서적
[15] 서적
[16] 서적
[17] 서적
[18] 서적
[19] 서적
[20] 서적
[21] 간행물 MNSOP-2/IASPEI
[22] 서적
[23] 서적
[24] 서적
[25] 간행물 IASPEI
[26] 서적
[27] 간행물 IASPEI/NMSOP-2
[28] 서적
[29] 서적
[30] 서적
[31] 서적


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