과학 맛보기

Tsunami 흔들어 보기

박태환

Tsunami 흔들어 보기 제가 다루는 과학분야 기사의 첫 주제가 얼마 전 인류에게 엄청난 피해를 줬던 지진 해일에 관한 기사라서 마음이 편치 않네요. 하지만 그 속에서 발견할 수 있는 과학적 지식들이 몇 가지 있으니, 짚고 넘어 갈만 하다고 생각됩니다. 그럼 본론으로 들어가 볼까요? 먼저 왜 지진 해일을 쓰나미라고 부를까요? 처음 이 용어를 들었을 때의 ‘생뚱맞음’이란, 다들 비슷했으리라고 생각됩니다. 지진 해일이라고 하면 이해도 빨리 되고, 발음도 쉬울 텐데 말이죠. Tsunami는 일본어 발음을 영문 표기한 것으로 한자 “津波”의 일본식 발음입니다. 이는 1946년 알래스카 근처의 우니마크 섬에서 진도 7.2의 강진이 발생해, 이로 인해 발생한 지진 해일이 하와이 섬을 덮쳐 165명(159명이라고도 전함)의 사망자를 냈을 당시 이 해일을 처음으로 보도한 일본계 하와이 인이 “포구로 밀려드는 파도”란 뜻의 Tsunami(津波)라 일컬은 데서 비롯되었다고 합니다. 그로부터 2년 후에 미국이 하와이에 지진해일 경보센터를 설립하면서 이 센터의 명칭에 영자로 “Tsunami”를 포함시켰고, 이후 1963년 국제과학회의에서 이를 지진 해일의 국제용어로 공식 채택했습니다. 그러면 쓰나미의 생성 과정에 대해서 알아봅시다. 먼저 지구의 지각이 판으로 이뤄졌다는 것은 알고 있겠죠? 그래서 ‘판구조론’이라고 하잖아요. 지구는 총 14판 정도의 지각판들로 이뤄졌는데, 특히 이웃나라 일본이 속한 환태평양 지진대가 유명하죠. 이번에 동남아시아에 큰 피해를 준 쓰나미는 유라시아판의 아시아 쪽 끝 부분과 호주판의 바다 부분의 경계부분에서 일어났지요(그림의 하단부 참조). 그림과 같이 두 판이 서로 다른 방향으로 이동하면서 판과 판 사이에서 생기는 마찰로 인해 지진이 발생합니다. 이렇게 되면 우리가 어렸을 때 연못이나 우물에 돌 던지고 놀면서 보았듯이 진앙지를 중심으로 물결파가 형성이 됩니다.(위 그림의 1번이 바로 물결파입니다.) 이 물결파의 전파 속도는 (g=중력가속도, H=수심) 이고, 해안가에 다 달았을 때의 파고는 (m= 지진의 규모, H= 파고) 이 됩니다. 예를 들어 이번 동남아시아에서 일어난 쓰나미를 보면요, 진앙지에서 강도 9의 지진이 발생해 깊이 4000m인 인도양 뱅골만 지역에서는 쓰나미의 속도가 시속 700Km로 전파되다가 육지와 가까워져서 수심이 얕아질수록 그 속도가 줄어듭니다. 그러나 에너지 보존의 법칙에 따라 수심이 얕아져 속도와 파장은 줄어든 반면에 줄어든 에너지가 파고에 전이되어 그 높이가 약 10m정도로 높아졌습니다. 이 높이는 일반 건물 3~4층 정도로, 말 그대로 집채만한 파도가 모든 육지를 뒤덮어 버리는 것입니다. 여러분도 TV에서 파도가 순식간에 해안가의 건물들을 덮치는 것을 보셨다시피 파괴력은 가히 상상을 초월합니다. (대략 히로시마 원폭 100 만 개와 같은 에너지라고 볼 수 있다.) 또한 파도가 육지로 넘어오면, 지형의 불규칙성으로 인해 군데군데 소용돌이가 생겨 물에 빠진 사람이 빨려 들어가게 되는 더욱 위험한 상황을 초래하게 됩니다. 그러면 우리나라는 쓰나미로부터 안전할까요? 과거로 거슬러 올라가 조선시대의 기록을 살펴보면, 그 당시 기록된 해일의 수는 총 48회에 달합니다. 또한 20세기에도 4회에 걸친 쓰나미 피해가 있었습니다. 그 이유는 이웃 일본 부근의 바다가 모두 환태평양 지진대에 속해 있기 때문입니다. 일본 쪽에서 발생한 쓰나미가 우리나라 동해안까지 도달하는 데는 약 1시간~1시간 30분 정도 밖에 걸리지 않습니다. 특히 동해안의 동남쪽에 위치하고 있는 울진지역은 지정학적으로 파형이 집중되는 곳이며, 원자력 발전소여러 기가 지어져 있으니 정부 차원의 특별한 대처가 필요하리라 생각됩니다. 그러면 쓰나미에 대한 대처 방법은 무엇이 일까요? 지진과 달리 쓰나미는 그 파장이 육지까지 전해지는 데 수 시간의 여유가 있으므로 빨리만 관측 된다면, 인명 피해만큼은 많이 줄일 수 있을 것입니다. 현재 하와이에 위치한 태평양 쓰나미 경보센터에서 쓰고 있는 조기 경보 시스템이 그 예인데요, 이는 파도의 높이를 측정할 수 있는 해수면 파도 감시기를 해저 단층활동이 활발한 지역을 중심으로 설치해 미리 쓰나미의 발생 여부를 관측합니다. 파도의 높이만으로 쓰나미의 발생 여부를 판단하다 보니, 오보도 작년 한 해에만 수 십 회에이르렀습니다. 그러나 아직까지 다른 특별한 방법이 없기에 이 방법을 쓰고 있지요. 제 생각으론 이 감시기에 지진파 감지 장치까지 장착하면 훨씬 오보 확률이 줄어들지 않을까 합니다. 순식간에 22만 여 명이라는 사망자를 낸 대재앙으로 무척 많은 것을 이뤄낸 것 같았던 인류가 자연 앞에 한없이 작게만 느껴집니다. 다음 호에는 현대 과학 기술의 최첨단인 의료장비의 세계로 안내해 드리겠습니다. 그럼 행복한 새 학기 되세요~^^ 과학부의 신출내기 기자 박태환이었습니다. 경희대한방시스템공학과 4학년l 박태환 serveLord@khu.ac.kr

Tue Feb 15 2005 12:39:00 GMT+0000 (Coordinated Universal Time)

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