경주 지진에 대한 과학적인 개인적 분석

경주 지진(여진) 에 관한  지진통계학적 분석을 제시한다.

현재 네이버 뉴스에 나온 경주 여진에 대한 국내 지진 전문가들의 의견이다.

• • "경주 여진 최대 1년간 이어질 가능성…규모 5.0 넘을 수도

  • "경주 여진 몇달간 지속될 수도…대지진 전조 가능성 낮지만…"

국내 지진 전문가들이 과연 지진파 방정식을 풀고, 지진에 대한 통계적, 물리적 분석을 바탕으로 저런 주장을 하는 지 궁금하다.

과학자라면 과학적 방법과 근거를 제시해야 함에도 불구하고 다음과 같은 멘트로 국민들이 더 불안하게 하고 있다.

"동일본 지진의 여진이 1년간 갔으니 경주 지진도 1년 갈지 모른다"

       "여진이라는 것은 얼마든지 일어날 수 있기 때문에 그 종료시점을 가늠할 수 없다"

과학하는 사람으로서(지질학 아님), 지진학 교과서에 나오는 지진의 통계물리적 방법으로 여진이 어떻게 되어 가는지 알아보자. 

(교과서 없는  사람은 위키 여진 항목 참고 https://en.wikipedia.org/wiki/Aftershock)

1. 오모리 식을 이용한 여진 분석

1895년 (동학난이 일어난 해)에 지진학의 선구자인 일본 학자 오모리(Omori)는  "여진의 빈도는 시간에 반비례 한다"는 

유명한 경험적 식을 발표한다. 시간이 지나면서 여진횟수가 줄어드는데,  줄어드는 시간 상수가 (반감기와 유사) 중요하다. 

긴 반감기를 가지면 1년동안 여진이 있을 수도 있고,  짧으면 1달내로 사라질 수도 있다.

• • 2016년 8월 말에 일어난 이탈리아 지진의 여진에 대한 분석 ( 날짜별 여진) 

  규모 2이상 지진이 2주가 지면서 조금씩 줄어드는 양상을 보인다.

• • 2016년 9월 경주 지진의 여진 

                    기상청 지진 기록을 데이터를 바탕으로, 시간에 따라 지진 규모나 횟수가 어떻게 되는 지 그려보았다. 

                    확연히 점차 줄어드는 것이 보인다.  19일 4점대 지진이 있으나 진동하면서 감소하는 양상이다. 

                    이탈리아 여진과 비교하면 여진이 훨씬 적다. 여진이 발생횟수, 진도도 점차 감소하는 추세다. 

                    경험해보지 못한 지진이라 놀랐겠지만, 너무 하늘이 무너진 듯이 걱정하지 말자.

                    (단지 잦은 여진에 피로가 누적되어 건물이 붕괴될 수 있으니 오래된 건물을 점검해야 한다).

                     위 데이터를 가지고 오모리 공식에 따라 시간이 지날수록 여진 빈도수를 알아보자.

                            진동하면서 감소하는 것으로 보아 앞으로 몇번 작은 여진이 발생하고 멈출것으로 예측한다.

                            국내 지진 전문가들이 지진 테이터로 부터 오모리 공식에 의거하여 여진에 대하여 말을 하고 있는지 궁금하다.

                          참고로 1895년 오모리의 논문에 나온 그래프를 보자.

                          

                           

             중간에 구마모토 지진을 보면 1달간 여진이  점차 소멸하는 것을 알 수 있다.

2. 구텐베르그-리히터 (Gutenberg-Richter) 식을 이용한 강진 가능성 분석

    1956년에 발표한 식으로 어느 특정 장소에서 일정기간 일어난 총 지진 횟수와 지진 규모의 관계식이다.

                

여기서 N은 규모 M (x 변수) 이상의 지진의 일어난 횟수고, a 와 b는 상수로, a는 지진 활동과 관련 있고,

상수 b의 값은  Log 그래프에서 음의 기울기로  b가 크면  작은 지진횟수가 많다는 뜻이다.

 스위스의 경우 

논문에서 가져온 것인데, 스위스에서 1975년부터 1999년까지 지진 데이터로부터 구텐베르그-리히터 식을 그래프로 그렸다.

총 기간 24년과 데이터로 부터 상수 a 와 b를 도출하고 구텐베르그-리히터식에 대입하면 어는 규모 이상 지진이

일어날 확률을 예측할 수 있다. 그림에서 1년안에 규모 6이상 지진이 일어날 확률은 그림에서 6일때 y 값으로 

0.1이다. 따라서 약 100 (정확하게 120년) 년마다 진도 6이상의 지진이 스위스에 일어 날 수 있다.

1000년에서 -1997년까지 스위스 역사기록으로 보면 진도 6이상 지진이6번 일어났고 주기는 160년이다.

국내기록: 2000년부터 20014년까지 기상청 기록 지진 데이터로 구텐베르그-리히터 식을 구해보자.

 정확한 그래프는 정확한 지진 데이터를 바탕으로 해야 되지만, 대충 스위스와 비슷함을 알 수 있다. 

즉 백여년에서 몇 백년 마다 진도 6 지진이 경주에 일어날 수 있다.

요약: 

1. 오모리 공식에 따르면 여진이 1-2 주 내로 멈출 것이다 (10월10일 북핵실험이 없다면)

2. 쿠텐베르그-리히터 식에 따르면 국내에서도 6이상이 지진이 발생할 가능성이 백여년에서 수백년 사이에 한번 있다. 

   진도 7 이상은 확률이 매우 작다. 자세한 예측을 위해서는  정확하고 많은 지진 데이터가 필요하다. 

3. 국내 지진 전문가들은 구체적인 과학적 근거로 국민들에게 말을 해야한다.