[한겨레] 남아시아에서 일어난 진도 9.0의 강진·해일 참사로 수십만명의 인명 피해가 우려되는 가운데 이번 강진이 지도를 바꾸고 지구 자전축까지 변화시켰을 가능성 등이 제기되면서 새롭게 지구촌을 긴장시키고 있다.
강진이 지진축 변화시켜도 다시 제자리
지진파 분석으로 수천km 땅속구조 파악 이에 대해 국내 지구과학자들은 “우리는 지금 우리 행성 지구의 작은 변화도 엄청난 참사를 일으킬 수 있음을 경험하고 있는 중”이라며 새삼 관심을 끄는 지구의 과학을 국내 학자들한테 들어본다.
■ 지구의 지각은 늘 변한다
지구 전체는 딱딱한 고체가 아니다. 지구는 땅껍질(지각)처럼 매우 딱딱한 고체와 지각 아래의 다소 무른 고체, 그리고 외핵과 같은 액체로 이뤄져 있다. 지구 반지름 6378㎞ 가운데 35㎞만이 지각을 이룬다. 땅껍질 아래에 있는 ‘맨틀’이란 영역은 깊이 35~150㎞에서 고체 성질을 띠는데 땅껍질과 이 부분을 합쳐 암석권, 곧 판이라 부른다. 지구는 대략 6개의 거대한 판과 여러 작은 판 조각들로 덮여 있다. 지구 내부엔 전도성이 높은 수천도의 뜨거운 물질이 요동하면서 지구를 보호하는 지구자기장을 만들기도 하지만 그 열에너지가 지각 판에 영향을 끼치기도 한다 유강민 연세대 교수(지구시스템과학)는 “지진은 이런 지각판들이 서로 부딪치며 발생한 에너지들이 쌓였다가 한꺼번에 터져나오는 에너지의 분출로 해석된다”고 말했다. 그런데 지진은 예측하기 힘들다. 도성재 고려대 교수(지구물리연구실)는 “미끄러운 경사면에 붙어 있던 유리판에 마찰력을 넘는 에너지가 조금씩 응축되면서 유리판이 어느 순간 갑자기 미끄러져 떨어지듯이, 현대과학은 지진이 일어날 가능성이 높은 지역과 유형은 예측할 수 있지만 ‘언제’ 발생할지는 정확히 예측할 수 없다”고 말한다.
지각은 밀물과 썰물처럼 달의 인력에 끌려 변화하기도 한다. 이희일 한국지질자원연구원(지질연) 박사는 “달의 인력이 쏠리는 쪽의 땅껍질이 미세하게 솟아오르고 반대쪽은 가라앉는 식으로 최대 수십㎝의 지각 고도가 날마다 변한다”고 말한다.
■ 지진은 지구 내부구조 알리는 신호
직접 들어가 볼 수 없는 지구의 내부 구조는 지진이 일으키는 지진파를 통해 알 수 있다. 도성재 교수는 “사람이 쏘는 인공 탄성파는 불과 몇㎞만 땅을 뚫고 들어간다”며 “수천㎞ 아래 지구 속을 들여다보는 것은 강진이 내는 지진의 파장을 분석해야 가능하다”고 말했다.
강진의 지진파 신호는 지구 내핵까지 들어갔다가 굴절·반사되거나 지구를 뚫고 반대쪽에서 관측되기도 하는데, 지진파는 파장이 지나가는 물질의 상태가 고체인지, 액체인지에 따라 전달 속도가 달라진다. 밀도가 높으면 속도는 빨라진다. 또 지진파의 성분인 종파(P파·지진 진행 방향과 같은 방향으로 진동하는 파)는 액체·고체를 모두 통과하지만 횡파(S파·지진 진행 방향에 수직으로 진동하는 파)는 고체만을 통과하기 때문에 지진파를 분석하면 내부 물질의 상태를 알 수 있다.
■ 흔들리는 지축의 자연복원력
23.5도 기운 지구의 자전축도 늘 미세하게 변했다가 복원한다. 이런 복원력은 팽이의 원리와 비슷하다. 이희일 박사는 “회전하는 팽이에 약간의 힘을 가하면 팽이는 휘청이지만 계속 회전한다면 안ㅅ?축을 다시 찾아간다”며 “마찬가지로 강진이 지구 축에 영향을 끼칠 수 있지만 복원력도 역시 존재한다”고 말한다. 지구의 거대 질량(약 6×1024㎏) 덕분에 이런 복원력은 더욱 크다. 게다가 지구 자전축은 지구 혼자서 결정하는 게 아니다. 자전 축은 태양과 다른 행성들의 태양계 안에서 균형을 이루기 때문에 지구 내부에서 충격이 발생한다 해도 매우 큰 변동이 아니라면 곧 본래의 축으로 복원하게 된다는 것이다.
도성재 교수는 “지구 축은 늘 변화하며 주기적으로는 4만년마다, 2만5천년마다 크고 작게 변하는 것으로 학계에선 얘기되고 있다”며 “자전축의 변화는 지구 시스템에 엄청난 영향을 끼치지만 이는 수천~수만년 주기로 일어나는 변화”라고 말했다.
유강민 교수는 “지구는 부분적으로 엄청난 자연재해를 일으키기도 하지만 지구 표면 면적에서 더 많은 지역이 안정된 상태를 유지하고 있다”고 말했다.
