지진의 기원과 원리: 지구 내부에서 시작되는 거대한 흔들림

지진은 인류가 직면하는 대표적인 자연재해로, 그 파괴력은 건축물 붕괴부터 대규모 쓰나미까지 광범위한 피해를 낳습니다. 지진의 기원과 발생 원리를 이해하면, 왜 특정 지역에서 지진이 빈발하는지, 그리고 어떻게 지진파가 우리에게 전달되는지를 알 수 있습니다. 본 글에서는 지구 내부 구조와 판구조론을 중심으로 지진 발생 메커니즘을 쉽고 명확하게 설명하겠습니다.

1. 지구 내부 구조와 암석권

• 지구는 껍질 같은 외핵, 맨틀, 내핵으로 이루어져 있으며, 맨틀 상부의 단단한 부분을 암석권이라 부릅니다.
• 암석권은 여러 개의 판(tectonic plate)으로 분리되어 있으며, 이 판들이 서로 충돌·분리·이동하면서 응력이 쌓입니다.

2. 판구조론(Plate Tectonics)

• 판구조론은 지구 표면이 여러 개의 판으로 나뉘어 있고, 이 판들의 상호작용이 지진과 화산활동의 주요 원인임을 설명합니다.
• 판의 경계 유형:
  1. 수렴형 경계(충돌) – 히말라야 산맥 형성, 강진 발생
  2. 발산형 경계(분리) – 대서양 중앙 해령, 해저 지진
  3. 보존형 경계(미끄럼) – 산안드레아스 단층, 고강도 지진

3. 탄성반발설(Elastic Rebound Theory)

• 캘리포니아 1906년 대지진 계기 제안된 이 이론은, 판 경계에 축적된 응력이 암석의 한계를 넘으면 암석이 파열되며 에너지가 방출된다고 설명합니다.
• 파열면에서 갑작스러운 변형이 일어나면서 지진파가 발생하고, 응력이 해소된 위치로 암석이 튕겨나가 진동이 발생합니다.

4. 지진파의 종류와 전파

• P파(Primary wave): 종파로, 고체·액체 모두 통과, 속도 빠름
• S파(Secondary wave): 횡파로, 고체만 통과, 속도 느림
• 표면파(Surface wave): 지표면에서 전파, 진동 강해 피해 주범
• 지진계 기록을 통해 진앙, 진원 깊이, 규모를 산출하며, 경보 시스템의 핵심 역할을 합니다.

5. 지진 발생 위치와 깊이

• 지진은 주로 지표로부터 0~700km 사이에서 발생하며, 70km 이하의 얕은 지진이 피해가 가장 큽니다.
• 환태평양 조산대, 지중해-히말라야 벨트 등이 대표적 지진 다발 지역입니다.

결론

지진은 판구조론과 탄성반발설을 통해 그 발생 원리를 이해할 수 있으며, 지진파의 특성과 전파 과정을 알면 경보 시스템과 대비책 마련에 큰 도움이 됩니다.