▲ 괴산지진 진앙 주변 지진발생 현황

지난 10월 29일 오전 8시 27분, 충청북도 괴산군 북동쪽 11킬로미터 지점에서 발생한 규모 4.1 지진(이하 괴산지진)의 특성을 종합적으로 분석한 연구보고서가 발간됐다.

한국지질자원연구원(원장 이평구, KIGAM)은 괴산지진의 주요 정보를 담은 ‘괴산지진 보고서’를 발간했다고 20일 밝혔다.

괴산지진이 발생한 곳은 지난 20년간 진앙 10 킬로미터 이내에서 규모 2.0 이상의 지진이 한 번도 일어나지 않은 지역이다. 하지만 1978년 9월 16일, 괴산지진 진앙에서 약 30킬로미터 떨어진 지점에서 속리산 지진(규모 5.2)이 발생한 사례가 있어 지진 안정성을 장담하기는 어렵다.

KIGAM 연구진은 괴산지진의 특성 파악을 위해 10월 29일 본진(규모 4.1)을 중심으로 약 12일 동안 144회에 걸쳐 집중적으로 발생한 여진 조사를 실시했다.

특히 지진 발생 당일, 현장에 연구팀을 급파해 임시지진관측소 4개소를 신속하게 설치·운용했다. 발생 특성과 지진원 단층을 파악하기 위해 진앙 주변의 지진관측자료 및 지형자료의 분석과 지표지질조사를 실시했다.

연구팀은 괴산지진의 본진(규모 4.1)과 최대 규모 전진(규모 3.5)의 단층면해와 144개의 탐지 지진 및 36개의 위치결정 지진의 파형 유사도를 분석했다. 그 결과, 괴산지진을 일으킨 원인은 약 12~14킬로미터 깊이에서 서북서-동남동 방향의 좌수향 주향이동 단층운동으로 파악됐다.

단층면해란 관측소에서 관측한 지진파 자료를 해석하여 지진원 단층의 기하, 운동방향 응력 특성을 표현하는 방법이다. 진원의 깊이는 약 12 ~ 14.0 km로 일반적인 내륙지진의 발생 깊이 수준임. 2016년 경주지진은 깊이 11~16 km에서 발생했다.

특히 진앙에서 약 500미터 떨어져 있는 서북서-동남동 방향의 조곡단층에 대한 지형분석과 지표지질조사 결과, 단층핵과 손상대로 구성된 단층대 노두 확인 및 과거 지진에 수반된 지표파열을 확인했다.

연구팀은 괴산지진을 일으킨 단층운동이 조곡단층대의 일부 지하 면적 또는 소규모 지하 단층에서 좌수향 미끌림이 발생한 것으로 판단했다. 특히, 이번 괴산지진의 단층운동 유형은 경주지진 등과 같이 한반도에 작용하는 지체응력장 환경에 부합하는 것으로 확인됐다.

또, 이번 지표지질조사를 통해 확인된 조곡단층의 고지진 지표파열 기록은 현재 지진지구조환경이 지속돼 온 동안 중규모 지진이 발생했을 가능성을 의미한다. 특히 이러한 고지진 지표파열의 기록은 최근 KIGAM의 연구를 통해 괴산 인근의 청주 외북과 음성 백마령에서도 보고된 바 있다.

연구팀은 정밀한 고지진 기록 탐지를 위해 고해상도 지형조사(드론라이다)와 천부지구물리탐사(전기비저항탐사, 지표투과레이더탐사), 시추 및 굴착 조사 등 추가 조사 계획을 수립했다.

특히 괴산 및 속리산 지역의 지진을 지속적으로 감시할 계획이다. 2023년 고밀도관측소 10개소를 구축 △미소지진의 감시 △정밀 위치 재결정 △단층면 구성 △최대 규모 추정 연구를 계속 수행하며 충북 주민의 지진 위험 저감과 불안감 해소를 위해 노력할 예정이다.

송석구 지질재해연구본부장은 “최근 괴산지진을 비롯한 전 국토에 걸친 지진의 잦은 발생은 한반도가 더 이상 지진의 안전지대가 아님을 보여준다”며, “최신 과학기술과 다학제적 방법을 적용해 지진의 선제적 대비를 목표로 모든 연구자가 노력하겠다”고 밝혔다.

한국지질자원연구원 이평구 원장은 “현재 과학기술 수준으로는 지진의 예측은 어렵지만, 대비가 가능한 위험지역을 연구해 국가와 국민에게 골든타임을 확보할 수 있도록 하는 것이 KIGAM의 역할과 책임”이라며 “동남권 조사를 통해 확보된 KIGAM의 지질재해 연구역량을 전 국토를 대상으로 확대하여 국가와 국민이 안심하고 생활할 수 있는 안전한 대한민국을 위해 최선을 다하겠다”고 밝혔다.