유발지진

1. 개요

유발지진은 대규모 지진으로 인한 지각 변동이나 응력 변화로 인해 본진의 진앙지 외 다른 지역에서 발생하는 지진을 의미한다. 해구형 지진이나 대륙판 내 지진 이후 다른 단층을 자극하여 발생하며, 장주기 지진동의 영향으로도 발생할 수 있다. 유발지진은 연쇄지진, 속발지진과 유사한 개념으로, 2023년 현재까지 명확한 발생 원리는 밝혀지지 않았지만, 거대 지진의 표면파가 암반 응력을 교란시켜 유발하는 것으로 추정된다. 역사적으로 일본과 세계 여러 지역에서 유발지진 사례가 보고되고 있으며, 대한민국에서도 지진 발생 빈도 증가에 따라 유발지진 가능성을 주시할 필요가 있다.

2. 발생 원인

유발지진이 발생하는 원리는 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 하지만 거대지진의 경우 강한 표면파가 암반의 응력을 교란시켜 그 과정에서 유발지진을 일으키는 것으로 추정된다.

직접적인 원인으로 추정되는 거대한 본진이 해구형지진 등 판의 변형으로 발생한 지진인 경우, 그 판 자체에 광범위한 왜곡이 발생해 원래 왜곡이 많이 쌓였던 곳 주변에 지진이 자주 발생한다는 경향이 확인된다. 하지만 거리적, 시간적으로 원인이 되는 본진과 가까운 주변 지역에서 지진이 발생했다고 하더라도, 지진의 발생 원인은 다양하기 때문에 그 지진이 전부 본진으로 유발되어서 발생한 지진인지, 아니면 독립적인 원인으로 발생한 지진인지 구분하기 어렵다. 장기적인 관측과 통계를 통해 해당 지진이 유발지진일 가능성이 높다고 연구하는 방식의 접근은 존재한다.

안세이 도카이 지진(32시간 후)과 안세이 난카이 지진, 쇼와 도난카이 지진(2년 후)과 쇼와 난카이 지진처럼 시간을 두고 일어나는 연동형 지진도 겉보기에는 "거대지진으로 인해 유발된 유발지진"처럼 보이기도 한다. 하지만, 연동형 지진과 유발 지진의 구분은 첫 지진의 진원지와 이후 일어난 진원지가 서로 겹치는지 등의 여부로 따진다.

내륙 지각 내부 지진에서도 1995년 효고현 남부 지진(고베 대지진) 이후 2013년에 비슷한 지역에서 아와지섬 지진이 일어났다. 하지만 이런 예에서는 시간 간격이 너무 떨어져 있으며 여진인지 유발지진인지 구분하기도 어렵기 때문에 보통의 경우에는 원 지진의 진앙지와 떨어진 곳에서 거대지진이 유발시킨 지진인 것으로 추정되는 지진만을 유발지진이라고 말한다.

2.1. 해구형 지진

거대한 해구형지진은 판 경계에 광범위한 응력 변화를 일으켜, 본진의 진앙지뿐만 아니라 주변 지역의 활단층이나 판 경계에도 영향을 미쳐 유발지진을 발생시킬 수 있다. 이는 대규모 지각변동이 광범위하게 영향을 미치기 때문으로, 판 내부 활단층이나 판 경계 지역에 급격한 응력 변화를 일으킨다.

2011년 동일본 대지진이나 2004년 인도양 지진해일 이후 주변 지역에서 대규모 유발지진이 일어난 사례가 대표적이다.

이 외에도, 거대지진의 지진동이 특정 지역에 닿으면서 함께 퍼진 장주기 지진동(표면파)의 영향으로 특정 단층에 지진이 유발될 수 있다. 2011년 동일본 대지진의 경우, 지진의 흔들림이 가나가와현 하코네정에 도달한 직후 지진동의 영향으로 국지적인 지진이 여러 차례 일어났다.

2.2. 대륙판 내 지진

해구형 지진 외에도, 거대한 대륙판 내 지진(활단층의 직하형지진) 이후에도 다른 지역에 지진을 유발시킬 수 있다. 1992년 미국 캘리포니아주에서 일어난 3개 단층이 한꺼번에 연동되어 일어난 지진인 1992년 랜더스 지진의 경우, 지진 발생 3시간 후 약 40km 떨어진 곳에서 규모 M6.4의 큰 지진이 일어났으며, 이는 유발지진의 중요성에 대해 인식하게 된 첫 지진 중 하나이다. 2016년 일본 구마모토현에서 일어난 2016년 구마모토 지진의 경우에도 규모 M6.5의 전진과 규모 M7.3의 본진이 구마모토 지방의 후타가와·히나구 단층대 뿐 아니라 동북쪽 아소시 지방 및 그 인근의 벳푸-하네야마 단층대도 자극시켜 규슈 북부 광범위한 지역에서 지진활동이 활발해졌다. 또한 튀르키예에서 모멘트 규모 7.8의 대지진이 발생하고 약 9시간 뒤, 다른 단층에서 모멘트 규모 7.5의 강한 유발지진이 일어났다.

2.3. 장주기 지진동

거대지진의 지진동과 함께 퍼진 장주기 지진동(표면파)의 영향으로 특정 단층에서 지진이 유발될 수 있다. 2011년 도호쿠 지방 태평양 해역 지진 당시 가나가와현 하코네정에 지진의 흔들림이 도달한 직후 지진동의 영향으로 국지적인 지진이 수 차례 일어났다. 하코네정에서는 본진의 흔들림이 계속되던 순간 하코네산의 단층을 자극시켜 M3.8-4.2의 지진이 4차례 연달아 일어났다는 것이 밝혀졌다.

3. 유사 개념

유발지진과 유사한 개념으로 연쇄지진과 속발지진이 있다.

연쇄지진은 인접한 다른 지진 발생 구간의 활동으로 발생하는 지진을 의미하며, 난카이 해곡의 도난카이 지진과 난카이 지진처럼 일반적으로 연동형 지진이라고 부르기도 한다.

속발지진은 요코야마 이즈미(1971년)가 정의한 개념으로, 서로 직접적인 단층 운동의 연결은 없이 오직 응력을 통해서만 작용하는 유발지진을 의미한다.

3.1. 연쇄지진

인접한 다른 지진 발생 구간의 활동으로 발생하는 지진을 의미한다. 다음과 같은 사례가 있다고 추정된다.

* 사가미 해곡에서의 발생 가능성이 있다. 1703년 겐로쿠 지진과 1923년 간토 대지진의 사례가 속한다.
* 난카이 해곡의 도난카이 지진과 난카이 지진이 연쇄지진으로 일어나는 사례로, 1944년 쇼와 도난카이 지진과 1946년 쇼와 난카이 지진이 있다. 이를 일반적으로 연동형 지진이라 부르기도 한다.

3.2. 속발지진

요코야마 이즈미(1971년)는 속발지진이란 서로 직접적인 단층 운동의 연결은 없이 오직 응력을 통해서만 작용하는 유발지진이라고 정의했다. 속발지진은 진원지에서 멀리 떨어진 지점에서 유발되는 지진이다. 유발 지진은 주로 거대한 해구형 지진 발생 후 관련 판에서, 여진과는 달리 본진의 진원역 이외의 장소에서 대륙판 내(활성 단층형) 및 해양판 내 지진, 또는 기타 해구형 지진이 발생할 경우가 있다. 이는 거대 지진에 의한 대규모 지각 변동이 광범위하게 영향을 미칠 수 있으며, 판 내(주로 활성 단층)나 판 경계에서도 지금까지 가해지던 응력의 급격한 변화나 큰 왜곡을 주고 있을 가능성 등이 고려되고 있다.

4. 발생 예시

유발지진은 전 세계적으로 다양한 지역에서 발생하고 있다. 특히, 큰 규모의 지진이 발생한 이후에는 주변 지역에서 유발지진이 발생할 가능성이 높아진다.

일본은 지진 활동이 매우 활발한 지역으로, 게이초 이요 지진 이후 게이초 후시미 지진 발생, 안세이 도카이 지진 이후 히다 지진, 안세이 에도 지진 등 역사적으로 다양한 유발지진이 발생했다. 2011년 동일본 대지진 이후에도 2011년 나가노현 북부 지진, 시즈오카현 동부 지진 등 여러 유발지진이 발생했다.

일본 이외 지역에서도 유발지진은 발생한다. 2000년 뉴아일랜드 지진 이후 2차례의 유발지진이 발생했고, 2004년 인도양 지진해일 이후에도 2005년 니아스-시멀루에이 지진, 2007년 9월 수마트라 지진 등 여러 유발지진이 발생했다. 2006년 쿠릴 열도 지진 이후에는 2007년 쿠릴 열도 지진이, 2014년 알류샨 열도 지진 이후에는 규모 6.3의 대륙판 내부 지진이 유발지진으로 발생했다.

1992년 미국 캘리포니아주에서 일어난 1992년 랜더스 지진의 경우, 지진 발생 3시간 후 약 40km 떨어진 곳에서 규모 M6.4의 큰 지진이 일어나 유발지진의 중요성에 대해 인식하게 된 첫 지진 중 하나이다. 2016년 구마모토 지진의 경우에도 규모 M6.5의 전진과 규모 M7.3의 본진이 구마모토 지방의 후타가와·히나구 단층대 뿐 아니라 동북쪽 아소시 지방 및 그 인근의 벳푸-하네야마 단층대도 자극시켜 규슈 북부 광범위한 지역에서 지진활동이 활발해졌다. 2023년 튀르키예-시리아 지진의 경우, 튀르키예에서 모멘트 규모 7.8의 대지진이 발생하고 약 9시간 뒤, 다른 단층에서 모멘트 규모 7.5의 강한 유발지진이 일어났다.

이 외에도 도호쿠 지방 태평양 해역 지진의 경우, 지진의 흔들림이 가나가와현 하코네정에 도달한 직후 지진동의 영향으로 국지적인 지진이 수 차례 일어났다.

4.1. 일본

일본은 지진 활동이 활발한 지역으로, 역사적으로 다양한 유발지진이 발생했다. 다음은 주요 유발지진 사례이다.

* 1596년 게이초 이요 지진(M7.0, 대륙판 내부 지진) 발생 이후, 게이초 분고 지진(M7.0-7.8)이라는 주오 구조선과 주변 단층대에서 연동형지진이 일어나, 롯코-아와지섬 단층대가 움직여 게이초 후시미 지진이 발생했다.

4.2. 일본 이외 지역

2000년 뉴아일랜드 지진(Mw8.0, 주향이동단층형 지진) 이후 2차례의 유발지진(Mw7.8, 해구형지진)이 발생했다.

2004년 인도양 지진해일(2004년 12월 26일, Mw9.1, 해구형지진) 이후에도 여러 유발지진이 발생했다.

2006년 쿠릴 열도 지진(2006년 11월 15일, Mj7.9, 해구형지진) 이후 2007년 쿠릴 열도 지진(2007년 1월 13일, Mj8.2, 아우터라이즈 지진)이 발생했다.

2014년 알류샨 열도 지진(2014년 6월 23일, Mw7.9, 슬래브 내부 지진) 이후 2014년 6월 24일에 Mw6.3의 대륙판 내부 지진이 유발지진으로 발생했다.