여진 (지진)

3. 여진의 분포

대부분의 여진은 단층 파열이 일어난 전체 영역인 진원역 내에서 발생한다. 여진은 본진이 발생한 단층면 자체를 따라 일어나거나, 본진의 충격으로 지각 변형이 생긴 주변 지역의 다른 단층을 따라 발생하기도 한다. 일반적으로 여진은 단층면에서 단층 파열 길이와 비슷한 거리 범위까지 나타난다.

여진이 발생하는 범위를 여진역이라고 부르며, 이는 본진의 진원역(단층이 어긋난 범위)과 거의 일치한다. 본진의 규모가 클수록 여진역은 넓어지는 경향이 있으며, 여진역의 면적 S(km²)와 본진 규모 M 사이에는 다음과 같은 관계식이 성립하는 것으로 알려져 있다.^[19]

$\backslash log\{S\}\; =\; 1.02M\; -\; 4.01$

또한, 여진역의 길이를 L(km)이라고 할 때, 본진 규모 M과의 관계는 아래와 같이 나타낼 수도 있다.^[26]

$\backslash log\; L\; =\; 0.5\; \backslash times\; M\; -\; 1.8.$

여진의 발생 위치 패턴은 본진으로 인해 단층이 미끄러진 면적의 크기를 파악하는 데 도움을 준다. 예를 들어, 2004년 인도양 지진과 2008년 쓰촨 대지진의 경우, 여진 분포를 통해 진원(단층 파열 시작점)이 전체 단층 파열 영역의 한쪽 끝에 위치한다는 사실이 밝혀졌다. 이는 단층 파열이 한쪽 방향으로 치우쳐 진행되는 비대칭적 파열 전파가 일어났음을 강하게 시사한다.

여진은 본진의 진원 깊이가 얕을수록 더 많이 발생하는 경향이 있다.^[27][18]

본진 발생 후, 여진역과는 다른 지역에서 큰 지진이나 지각 변동이 나타나기도 한다. 이는 본진의 영향으로 유발된 지진으로 보며, 여진과는 구분된다.^[20] 예를 들어 2004년 수마트라 섬 해역 지진 이후 발생한 2005년 3월의 수마트라 섬 해역 지진이나, 2011년 도호쿠 지방 태평양 해역 지진 이후 발생한 나가노현 북부 지진과 시즈오카현 동부 지진 등이 이러한 유발 지진의 사례이다.

4. 시간에 따른 여진의 규모 및 빈도 변화

시간에 따른 여진의 규모와 그 발생 빈도는 잘 확립된 몇 가지 경험적인 규칙을 따른다. 대표적으로 여진의 빈도가 본진 발생 후 시간에 따라 점차 감소하는 경향은 '''오모리 법칙'''으로 설명되며^[1][28], 이는 이후 '''우쓰-오모리 법칙'''으로 수정되어 사용되고 있다.^{[2][3][29][30]} 또한, 본진과 가장 큰 규모의 여진 사이의 규모 차이가 비교적 일정하다는 '''보트의 법칙'''^[8][9]과, 여진의 규모가 클수록 발생 빈도가 낮아지는 관계를 설명하는 '''구텐베르크-릭터 법칙'''도 중요한 경험 법칙이다.

여진 활동은 본진의 규모에 따라 짧게는 며칠에서 길게는 수년 이상 지속될 수 있다. 동일본 대지진과 같이 매우 큰 지진에서는 사람이 느낄 수 있는 여진 횟수가 10,000회를 넘기도 했다. 극히 작은 규모의 여진은 1891년 노비 지진이나 1945년 미카와 지진의 예처럼 본진 발생 후 100년 이상 지난 현재까지도 관측되는 경우가 있다.

4. 1. 오모리 법칙

4. 2. 보트의 법칙

4. 3. 구텐베르크-릭터 법칙

• $\backslash !\backslash ,\; N$ : 규모 $\backslash !\backslash ,\; M$ 이상인 지진이 발생하는 횟수
• $\backslash !\backslash ,\; M$ : 지진의 규모
• $\backslash !\backslash ,\; a$, $\backslash !\backslash ,\; b$ : 지역적 특성 등에 따라 달라지는 상수

5. 여진의 영향 및 피해

여진은 정확한 예측이 어렵고 규모가 클 수 있으며, 본진의 충격으로 이미 손상된 건물에 추가적인 충격을 가해 붕괴시킬 수 있어 매우 위험하다.^[37] 지진 재해가 발생한 후에는 건물의 내구성이 떨어져 작은 규모의 여진에도 건물 손괴나 붕괴 위험이 커진다. 실제로 2004년 니가타현 주에쓰 지진이나 2011년 동일본 대지진(미야기현 앞바다 지진·이바라키현 앞바다 지진·후쿠시마현 하마도리 지진 등) 당시에는 여진만으로도 진도 6약 이상의 강한 흔들림이 기록된 경우가 있었으며, 동일본 대지진 때는 쓰나미를 동반한 여진이 발생하기도 했다. 이처럼 여진 자체만으로도 큰 재해를 일으킬 수 있으므로 주의가 필요하다.

또한, 여진이 계속되면 피해 지역 주민들은 불면증이나 지진 멀미, 그리고 정신적인 스트레스에 시달리게 된다. 본진 발생 당시의 충격보다 오히려 장기간 이어지는 여진으로 인한 스트레스가 더 클 수 있다는 연구 결과가 있다. 동일본 대지진의 경우, 피해자들이 겪은 주관적인 건강 악화의 가장 큰 원인이 계속되는 여진 때문이었다는 분석이 있다.^[40][21]

6. 전진

일부 과학자들은 본진이 발생하기 전에 나타나는 전진 현상을 이용해 다가올 지진을 예측하려는 시도를 해왔다. 대표적인 성공 사례로는 중국의 1975년 하이청 지진 예측이 있으나, 이는 매우 드문 경우에 속한다. 즉, 전진을 통한 지진 예측은 아직 한계가 많다고 볼 수 있다.

다만, 동태평양 해령의 변환 단층에서는 주요 지진 발생 전에 비교적 예측 가능한 전진 활동이 나타나는 경향이 관찰되었다. 과거 지진 및 전진 데이터를 분석한 결과, 이러한 해령 지역의 변환 단층은 대륙의 주향 이동 단층에 비해 여진 발생 빈도는 낮지만 전진 발생률은 더 높은 것으로 나타났다.^[13]

7. 여진 모델링

지진학자들은 연쇄적으로 발생하는 전진과 여진을 연구하기 위해 여러 도구를 사용하는데, 그중 대표적인 모델로 유행성 여진 시퀀스 모델(Epidemic Type Aftershock Sequence model|^eng, ETAS)이 있다.^{[41][42][14][15]}

8. 심리적 영향

여진이 계속되면 피해자들은 불면증이나 지진 멀미, 정신적인 스트레스에 시달리게 된다. 본진으로 인한 스트레스보다 길게 이어지는 여진으로 인한 스트레스가 더 크다고 알려져 있다. 동일본 대지진 당시에도, 사람들이 느끼는 주관적인 건강 악화의 가장 큰 원인이 여진 때문이었다는 연구 결과가 있다.^[40][21]

대규모 지진과 여진이 발생한 후, 많은 사람들이 실제 지진이 일어나지 않았음에도 불구하고 흔들림을 느끼는 "유령 지진"을 경험했다고 보고했다. "지진 멀미"라고도 알려진 이 증상은 일반적인 멀미와 관련이 있는 것으로 여겨지며, 지진 활동이 잦아들면서 보통 사라진다.^[16][17]

9. 방재 정보에서의 여진 표현 문제점 및 개선 방안

큰 지진이 발생한 직후에는 이어지는 여러 지진 활동 중에서 어떤 것이 가장 큰 본진인지 즉시 판별하기 어렵다.^[43][22] 2016년 구마모토 지진 사례가 대표적이다. 당시 4월 14일에 규모 M6.5의 강한 지진이 발생하자 일본 기상청은 이를 본진으로 간주하고 "향후 3일간 진도 6약 이상의 여진이 발생할 확률은 20%"라고 발표했다. 하지만 실제로는 4월 16일에 이보다 더 강력한 규모 M7.3의 지진이 발생했으며, 시간이 지나면서 지진 활동 영역이 오히려 확대되는 양상을 보였다.^[43][22]

이 구마모토 지진 사례에서 기존의 여진 관련 정보 전달 방식에는 다음과 같은 문제점들이 지적되었다.

이러한 문제점들로 인해 방재 정보를 전달할 때 "여진"이라는 표현은 최초 지진보다 더 큰 지진이 오지 않을 것이라는 인상을 주고, 제시된 확률값 역시 낮게 느껴져 정보의 경각심이 제대로 전달되지 않는다는 비판이 제기되었다.^[43]

결국 일본 기상청은 구마모토 지진의 교훈을 바탕으로 2016년 8월 19일, 지진 정보 발표 방식을 재검토했다. 이에 따라 오해를 일으키기 쉬운 대지진 발생 후의 '여진'이라는 표현과 '여진 확률' 발표를 중단하기로 결정했다. 대신 진도 5약 이상의 지진이 발생하면 약 1주일 동안은 비슷한 규모의 지진 발생 가능성에 대해 경계를 촉구하고, 이후 상황에 따라서는 "진도 6약 이상 지진 발생 확률은 평상시의 OO배"와 같은 방식으로 정보를 제공하도록 변경했다.^[44][24]

참조

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_[7] 논문 Modelling temporal decay of aftershocks by a solution of the fractional reactive equation
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