[이슈&인사이트] 겪어보지 않은 지진위험

▲홍태경 연세대학교 지구시스템과학과 교수

지진재해는 지진의 크기와 지진과의 거리에 따라 달라진다. 일반적으로 큰 지진이 가까이에서 발생하면 위험하고, 먼 곳에서 발생하면 상대적으로 안전하다고 판단한다. 하지만, 지진재해가 언제나 이런 상식과 맞아떨어지는 것은 아니다. 오히려 미처 예상하지 못했던 방식으로 재해가 발생하기도 한다. 2025년 3월 미얀마에서 발생한 규모 7.7 지진이 대표적인 사례다. 지진으로 1,000 km 가량 떨어진 태국 방콕의 고층 건물들이 크게 흔들렸고, 건설 중이던 30여 층 건물이 붕괴했다. 지진으로부터 이처럼 멀리 떨어진 대도시에서 심각한 피해가 발생한 것이다. 이 지진재해의 핵심에는 장주기 지진동이 있다.

지진파는 땅속을 전파하는 과정에서 거리가 멀어지면 점차 에너지가 감소한다. 하지만, 이 과정에서 장주기 지진파 성분은 단주기 지진파 성분보다 먼 거리까지 효과적으로 전파될 수 있다. 특히 규모가 큰 지진일수록 장주기 에너지가 풍부하게 발생한다. 여기에 퇴적분지의 증폭 효과까지 더해지면 특정 주기의 지진동이 크게 증폭될 수 있다. 방콕의 두꺼운 연약 퇴적층은 이러한 장주기 지진동을 증폭시켰고, 고유주기가 긴 고층 건물의 진동과 결합하면서 큰 흔들림을 일으켰다. 큰 지진에서 발생하는 장주기 지진파의 위험성을 보여주는 사례다. 이렇듯 지진의 규모나 거리만으로는 설명하기 어려운 또 다른 형태의 지진 위험이 현실로 나타난 것이다. 다른 사례도 있다. 1985년 멕시코 미초아칸 해역에서 발생한 규모 8급 지진은 350 km 떨어진 멕시코시티에 큰 피해를 입혔다. 연약한 호수 퇴적층에서 특정 주기의 지진파가 증폭되면서 많은 건물들이 무너졌다. 지진파의 주기와 건물의 고유주기가 일치하여 공진이 일어나면서 먼 거리에서 발생한 지진으로 피해가 발생한 것이다. 결국 원거리 지진의 경우, 어떤 주기의 에너지가 얼마나 오래 지속되는지가 위험의 핵심 요소이다. 이런 장주기 지진파에 의한 지진재해로부터 우리도 자유롭지 못하다.

일본 동남해안에 위치한 난카이 해곡에서는 과거 100~150년의 간격을 두고 규모 8급 이상의 거대지진이 반복적으로 발생하고 있다. 1944년 도난카이 지진과 1946년 난카이 지진 이후 이미 80년이 흘렀다. 일본 지진조사위원회는 2025년 초 난카이 해곡 규모 8~9급 지진의 30년 이내 발생 확률을 80%로 평가하기도 했다. 난카이 해곡의 남쪽 구간은 한반도 남해안 지역에서 불과 500 km 거리에 위치해 있다. 서울 등 한반도 중부 지역까지도 1,000 km 이내의 거리다. 미얀마 지진보다 훨씬 크고, 더 가까운 거리에서 발생할 지진이 한반도에 미칠 영향은 반드시 평가되어야 할 문제다. 특히 대규모 고층 건물이 밀집한 도시가 많은 우리나라에서는 단주기 최대지반가속도를 바탕으로 한 위험도 평가뿐 아니라, 장주기 지진파에 의한 지진재해 평가도 필요하다. 최근 우리나라도 이러한 위험에 노출되어 있음을 보인 사례가 있다. 2024년 8월 난카이 해곡 남단에서 발생한 규모 7.1 지진에 의해 남해안 일대에서 1 cm의 수직 지진동이 관측되었다. 이곳에서 동일본 대지진과 같은 규모 9.0 지진이 발생하면 30 cm가량의 흔들림이 발생할 수 있다는 의미다. 특히 지난 7월에 구마모토에서 발생한 규모 6.8 지진으로 우리나라 남해안 일대에서 진도 2~3 가량의 지진동이 관측되기도 했다. 이보다 규모가 큰 지진이 발생한다면, 지진동 역시 더 커질 것은 자명하다.

특히 현대적인 초고층 건물과 대규모 도시 기반시설이 들어선 시기는 난카이 해곡에서 마지막으로 규모 8급 거대지진이 발생한 1946년 이후이다. 많은 초고층 건물과 대형 교량, 원전, 산업시설, 데이터센터가 존재하는 오늘날의 한반도에 이러한 지진동은 큰 위협 요소가 될 수 있다. 하지만, 경험해 보지 못한 장주기 지진동을 설계기준에 반영하기 어렵고, 재난대응 시나리오에서 충분히 고려하기 어렵다. 더욱이, 긴 주기의 진동이 오랫동안 지속되면, 건물은 견디더라도 가스관이나 배관, 승강기, 천장, 외장재와 같은 비구조 요소의 파손이 인명 피해로 연결될 수 있다. 특히 우려되는 것은 경험의 부재가 자칫 안전하다는 착각으로 이어질 수 있는 점이다. “지금까지 그런 피해가 없었다"는 말은 앞으로도 그런 피해가 없을 것이라는 의미가 아님을 구분해야 한다. 겪어보지 못한 지진이 위험한 이유는 어떤 일이 일어날지 알지 못하기 때문이다. 난카이 해곡 거대지진은 단순히 일본에서 발생할 큰 지진이기보다는 도시화된 우리나라가 지금까지 경험하지 못했던 지진동과 처음 마주하게 되는 사건일 수도 있다. 주도면밀한 사전 평가와 준비가 필요한 이유가 여기에 있다.