지진은 왜 일어날까, 판 구조론과 지진 발생 원리 쉽게 이해하기

2016년 경주 지진(규모 5.8), 2017년 포항 지진(규모 5.4), 그리고 2024년에도 일본 노토반도를 강타한 규모 7.6의 강진 소식이 이어졌습니다. 지진은 더 이상 남의 나라 이야기가 아닙니다. 그런데 지진은 왜, 어떻게 발생하는 걸까요? 지구 내부에서 벌어지는 일을 함께 들여다보겠습니다.

지구는 층층이 나뉘어 있습니다

지구는 크게 세 층으로 나뉩니다. 가장 바깥쪽은 우리가 발을 딛고 서 있는 지각(Crust)입니다. 대륙 지각의 두께는 평균 35km이고, 해양 지각은 약 7km로 더 얇습니다. 그 아래에는 맨틀(Mantle)이 있는데, 지구 부피의 약 84%를 차지합니다. 맨틀은 고체처럼 보이지만 수천만 년의 시간 단위로 보면 천천히 흐르는 점성을 가지고 있습니다. 가장 깊은 곳에는 철과 니켈로 이루어진 핵(Core)이 있으며, 외핵은 액체 상태, 내핵은 고체 상태입니다.

판 구조론, 지구의 퍼즐 조각들

지구의 지각은 하나의 덩어리가 아닙니다. 마치 깨진 달걀 껍데기처럼 여러 조각으로 나뉘어 있고, 이 조각 하나하나를 판(Plate)이라고 부릅니다. 현재 알려진 주요 판은 태평양판, 유라시아판, 북아메리카판, 아프리카판 등 12개 정도입니다. 이 판들은 맨틀 위에 떠 있으며 연간 수 센티미터씩 아주 느리게 움직이고 있습니다. 이를 판 구조론(Plate Tectonics)이라고 합니다. 판이 움직이는 원동력은 맨틀 내부의 대류 현상으로, 뜨거운 물질이 위로 올라오고 식은 물질이 가라앉는 순환이 판을 밀어냅니다.

지진이 일어나는 순간

판과 판이 맞닿아 있는 경계에서는 엄청난 힘이 서로 부딪힙니다. 판이 서로 밀거나, 당기거나, 어긋나게 움직이면서 그 경계 부분에 응력이 쌓입니다. 암석은 어느 한계까지는 버티지만, 임계점을 넘으면 갑자기 파열됩니다. 이때 단층(Fault)을 따라 암석이 급격히 움직이면서 엄청난 에너지가 진동 형태로 사방으로 퍼져나갑니다. 이것이 바로 지진입니다. 에너지가 발생한 지점을 진원(Focus), 지표면에서 그 바로 위를 진앙(Epicenter)이라고 합니다. 진원이 얕을수록 지표면에 더 강한 충격이 전달됩니다.

한국도 지진 안전지대가 아닙니다

우리나라는 판의 경계에서 멀리 떨어진 유라시아판 내부에 위치해 상대적으로 안전한 편이지만, 완전한 안전지대는 아닙니다. 한반도 내부에도 오래된 단층들이 존재하며, 특히 경상북도 일대의 양산 단층계와 울산 단층은 활성 단층으로 분류됩니다. 2016년 경주 지진은 한국 지진 관측 사상 최대 규모였으며, 2017년 포항 지진은 지열발전소 굴착 작업이 촉발 원인 중 하나로 지목되기도 했습니다. 인간의 활동이 지진을 유발할 수 있다는 사실도 주목할 필요가 있습니다.

지진의 규모와 우리가 느끼는 진도

지진의 크기를 표현하는 방법은 두 가지입니다. 규모(Magnitude)는 지진이 방출한 에너지의 절대적인 양을 나타내며, 리히터 규모나 모멘트 규모 등으로 표시합니다. 규모가 1 증가할 때마다 에너지는 약 32배 커집니다. 반면 진도(Intensity)는 특정 장소에서 사람이 실제로 느끼는 흔들림의 정도를 나타냅니다. 같은 규모의 지진이라도 진원의 깊이나 거리에 따라 체감하는 진도는 달라질 수 있습니다. 다음에는 지진이 일어났을 때 어떻게 대피해야 하는지, 그리고 지진 해일(쓰나미)이 어떻게 발생하는지도 자세히 다뤄보겠습니다.