[지구시스템] 지구사랑세미나 (이성호 박사, 한국지질자원연구원 지진연구센터)
[Abstract]
난카이 해곡에서 발생하는 거대지진은 한반도까지 장주기 표면파를 전달할 수 있다. 첫 번째 연구에서는 1946년 난카이 지진에 근거한 규모 Mw 8.4 유한단층 시나리오를 이용하여 한반도의 주기 10~30초 지반운동을 평가하였다. 한국과 일본의 지역 지각구조를 결합한 3차원 속도모델을 구성하고, 2024년 Mw 7.1 휴가나다 지진의 국내 213개 관측소 파형과 비교하여 모델의 적합도를 검토하였다. 이를 바탕으로 두 미끌림 분포와 아홉 개 파열 개시점을 조합한 18개 시나리오의 지진파 전파를 계산하였다. 같은 규모와 단층 기하에서도 파열 개시점에 따라 한반도 최대지반속도의 크기와 고진폭 영역이 달라졌으며, 주향 방향 개시점 변화의 영향이 깊이 변화의 영향보다 컸다. 지점별 응답스펙트럼의 상대적 크기 역시 미끌림 분포에 따라 달라졌다. 이 결과는 한반도 장주기 지반운동을 평가할 때 미끌림 분포와 파열 개시점을 함께 고려해야 함을 보여준다.
자연 단층대에서는 좁은 주 미끌림대의 국소 변형과 주변의 분산 변형이 함께 발생한다. 두 번째 연구에서는 단층대의 유한 두께가 이러한 변형 분배와 지진주기에 미치는 영향을 속도 및 상태 의존 마찰법칙을 결합한 2차원 탄소성 수치모델로 분석하였다. 마찰 매개변수를 고정하고 속도약화 영역의 두께를 200~3,200 m로 변화시킨 결과, 두꺼운 단층대에서는 파열 전 소성변형이 주 미끌림대에서 단층대 내부로 더 많이 분산되었다. 파열 준비 과정은 내부에서 시작하여 이차 전단대를 따라 확장된 뒤 주 미끌림대의 빠른 미끌림으로 이어졌으며, 변형에 참여하는 영역이 넓어져도 국소 변형대의 폭은 두께에 비례하여 증가하지 않았다. 이러한 변형 분산은 모델의 단층대 경계 지점에서 더 짧은 지진 재발 간격, 더 작은 사건별 미끌림량과 응력강하, 더 낮은 최대 속도를 동반하였다. 또한 단층대 두께는 지진성 미끌림과 크리프 사이의 전이 조건에도 영향을 주었다. 이는 단층대 두께가 마찰 특성과 함께 지진주기를 조절하는 구조적 요인임을 시사한다.
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