인간은 우주에서 격렬하게 날뛰는 바윗덩이 위에 잠시 머무는 방문객에 불과하다. 2004년 12월 26일 밤 12시 58분 49초에 지구는 인류에게 이런 사실을 재확인시켜 주었다. 수백만년 동안 서서히 움직이는 지각판들 중 인도판이 비슷한 강도의 바위 덩어리 버마판과 정면으로 포개져왔다. 거인국 군대들끼리 격돌하는 것처럼 수백만년에 걸쳐 누적된 운동에너지가 인도네시아 수마트라로부터 100마일 떨어진 해저로부터 갑자기 폭발했다.
나가사키에 투하된 원자폭탄 25,000개의 위력에 해당하는 폭발력으로 인해 지구 자전축이 흔들리며 낮의 길이가 영구적으로 짧아졌고, 산더미 같은 해수가 안다만에서 아라비안에 이르는 수천 마일의 해안 지역을 덮쳐 순식간에 최소한 20만 명의 목숨을 앗아갔다. 최근 발생한 쓰나미가 가장 위협적인 이유는 또다시 발생할 가능성이 매우 높기 때문이다. 지구는 본질적으로 주기적인 대 재난을 불러 일으킨다.
인간이 스스로를 보호할 수 있는 유일한 방법은 언제, 어디서 이런 대규모 자연재해가 발생할지 필사적으로 알아내는 일이다. 그렇지 못할 경우 또다시 재해가 덮쳐오기 때문이다. 다행히 원격 감지 위성과 컴퓨터 모델링 시뮬레이션, 레이더와 지진 모니터 및 기후 예측 기술이 발달해 과학자들은 대체로 재난이 다가오기 전에 미리 예보를 할 수 있다.
일례로 과학자들은 영상촬영 위성들을 이용해 지각 변형의 미세한 변화를 추적한다. 그래서 갑작스런 패인 지형이 나타나면 단층이 붕괴되거나 화산이 곧 폭발하려 한다는 걸 알 수 있다. 하지만 이런 첨단 기술 덕분에 세상이 반드시 더 안전해지는 것은 아니다. 문제는 인간이 지구의 가장 변덕스런 곳에 모여서 재해 발생 가능성이 높은 지역에 건물을 짓고 살기 때문이라고 전문가들은 말한다. 사람들이 안전한 거주 지역과 자연 재해를 입기 쉬운 지역간의 경계선에 해당하는 “도회지 근교”에 살려고 하는 성향 외에 다른 문제점도 있다. 인간은 지구의 자연 보호 체계를 끊임없이 변화시키거나 파괴하고 있는 것이다.
“만약 인간이 홍수방지 삼림을 없애거나 산호초에 손상을 입히고, 습지대를 없애면 폭우나 쓰나미에 의한 피해가 한층 더 커질 겁니다”라고 해양 지질학자이자 저서 “분노한 지구: 지진과 화산, 쓰나미의 과학과 본질”의 저자인 엘렌 프레거가 주장한다. 안타깝게도 자연 재해의 위험성은 나날이 높아만 간다.
인구 밀도가 치솟을수록 더 많은 사람들이 살게 하기 위해 자연 훼손이 늘어나기 때문이다. 다행히 디지털 촬영술과 지도 제작 기법, 나날이 정교해지는 컴퓨터 모델링 덕분에 과학자들은 다음번에 닥쳐올 가장 치명적인 재해의 예상 발생 지점을 계산할 수 있다.
활화산
장소는 알지만 시기는 모른다.
하지만 감시 위성이 귀중한 단서들을 제공한다.
1900-2004년 사이 희생자: 96,000명
위험 지역:이탈리아 인도네시아 중앙아메리카
이탈리아 베수비우스봉 정상 위로 그림같은 비행을 하다 보면 눈아래 펼쳐진 광경에 오싹해지게 된다. 인근 네이플시로부터 뻗어나간 빽빽한 도회지가 지구상에서 가장 위험한 화산을 에워싸고 있기 때문이다. 베수비우스 화산이 갑자기 폭발해 폼페이를 덮치며 3,000명의 주민들을 4.5미터 두께의 잿더미 속에 묻어버린 A.D. 79년 이후에도 이 화산은 최소한 30차례 분출됐었다. 폼페이는 완전히 폐허가 되어 1.600년 후 고고학자들이 재발굴해 내기 전까지 한때 번성했던 이 도시에 대해서는 전혀 알려진 바가 없었다.
지각 밑에서 꿈틀대는 지구의 폭발적인 특성 탓이다. 지각 밑에서 들끓는 용암들의 온도는 1,100℃에 달한다. 이러한 고열로 인해 용암이 지각으로 솟아오른다. 그러다가 지각의 약한 부위에 충분한 용암이 모이면 지각을 뚫고 터져 나오게 된다. 수세기 동안 베수비우스 화산은 이런 식으로 분출됐는데도 현재 200만 명이 넘는 사람들이 이 화산 영향권 아래에 살고 있다. “베수비우스의 폭발 가능성을 모두들 알고 있습니다”라고 콜럼비아 대학 지구환경과학부 교수인 윌리엄 멘케가 말한다.
화산에 설치된 지진센서
하지만 언제 폭발할지는 모른다. 정확한 시기를 예측하기 위해 베수비우스 관측소의 과학자들은 이 화산에 설치된 채 화산 내부의 미세한 변화들을 기록하는 지진 센서들을 모니터하고 있다. 지진 발생 기미가 조금이라도 보이면 화산 폭발이 임박했음을 알리는 것이다.
반면에 단 한 차례의 진동도 없이 화산이 폭발하는 경우도 있다. 오늘날 과학자들이 화산 폭발을 예측하는 데 가장 유용한 도구는 위성에 탑재된 인사르(InSAR)이다. 1990년대 이후 인사르를 탑재한 위성들은 시차를 둔 레이더 파를 지구를 향해 발사했다. 이 파가 되돌아오면 인사르가 레이더파의 흡수대 반사 비율값인 신호 강도와 레이더파의 왕복 소요 시간인 위상을 기록한다. 인사르로 과학자들은 화산 활동이 없이 발생하는 지각의 미세한 변형을 추적할 수 있다.
인사르는 서구 과학자들이 보통 관심을 갖지 않는 나라들의 화산 연구에 특히 유용하다. 베수비우스와 워싱턴주의 레이니어산, 일본의 후지산 같은 곳들은 많은 관심을 끌고 있지만 중남미와 인도네시아에도 이에 못지 않는 위험한 화산들이 수십 개 존재한다. 지드 화산은 자카르타 중심가로부터 40마일 밖에 떨어져 있지 않은데 이곳 인구는 900만 명이나 된다. 지드 주변의 구릉지는 이 지역 주민들이 즐겨 찾는 주말 나들이 장소로 화산에 18홀짜리 골프 코스까지 갖춰져 있다. 4,800미터 높이의 포포카테페틀 화산은 멕시코시에서 불과 37킬로미터 떨어진 곳에 솟아있다.
이 “연기나는 산”은 36번 분출됐고 정상에서 거의 매달 가스와 증기를 내뿜는 것으로 알려져 있다. 애티틀랑 칼데라는 과테말라시에서 75마일 정도 떨어져 있다.
화산 분출시 인구 90%사망
“이 도시를 돌아다녀 보면 발밑에 밟히는 돌이 모두 애티틀랑 화산에서 분출된 것임을 알게 됩니다”라고 애리조나 주립대 지질 및 화산학 교수인 스탠리 윌리엄스가 말한다. “이 화산이 다시 분출하면 이 나라 인구의 90퍼센트 가량이 사망할 겁니다.” 이런 화산들의 경우 인사르를 이용한 분출 예측의 정확도는 지표 상태에 좌우되어, 바위가 많거나 불모지인 경우가 눈이나 수목으로 뒤덮인 경우보다 이미지가 또렷하다. 네이플의 주민들은 베수비우스가 사진이 잘 찍힌다는 점을 알면 기뻐할 것이다.
더욱이 다행스럽게도 최근의 인사르 영상들에서는 지표 변화가 거의 눈에 띄지 않는다. 하지만 네이플이 위험에서 벗어난 건 아니라고 클라우디오 프라티가 말한다. 그는 밀란 폴리테크닉 대학 전기공학자이자 교수로 인사르 연구가 전문이다. “때가 되면 화산 폭발이 엄청낙세 빠르고 격렬하게 진행됩니다”라고 그가 말한다.
기존에는 과학자들이 지진 데이터에 의존해 화산 폭발을 예측했다.
하지만 화산 폭발들 중 절반 이상이 사전에 아무 징후가 없다.
인사르는 저속 촬영 인공위성 장치로 화산 활동이 발생하기 전 나타나는 지각 변동을 기록한다.
1. 지구 상공 500마일에 위치한 원격 감지 위성이 레이더 에너지파를 발사하면 지구 표면에 흩어졌다가 위성으로 반사되어 돌아온다. 광파와 달리 레이더파는 구름을 관통할 수 있고, 밤에도 똑같이 잘 전파된다.
2. 몇주 후 인공위성이 똑같은 궤도를 두 번째로 통과하면서 다시 레이더파를 방출해 지형 변화가 있는지 정밀하게 기록한다.
3. 끓는 용암이 화산 깊숙한 곳에서 솟아오를 때 인사르를 장착한 위성들이 지상 센서들로는 감지되지 않는 표면 변형을 기록한다.
허리케인
해수면 밑 6미터 지점에서 뉴올리언즈는 최고의 표적이다.
야심찬 신형 제방 시스템이 위험을 줄여줄 것이다.
1900-2004년 희생자 : 110만 명
위험 지역:뉴올리언즈 캐리비언 방글라데시
스콧 카이저는 미국과 전세계에서 초강력 허리케인으로 타격을 입을 가능성이 가장 높은 도시를 잘 알고 있다. 그 도시는 “뉴올리언즈”라고 미국기상청 열대 태풍 프로그램 관리자인 카이저가 말한다. “이 도시는 해수면보다 낮은데다 미시시피강과 폰차트레인 호수를 양옆에 끼고 있어 수리학적으로 볼 때 최악의 장소입니다.”
하지만 최악의 상황은 폭풍 해일이 발생해 허리케인의 진행 방향 외곽을 따라 거대한 파도가 형성되는 거라고 그가 설명한다. 뉴올리언즈는 거대한 해일이 한 차례만 발생해도 도시 전체가 물에 잠길 수도 있다.
정착민들이 미시시피 강변을 거주하기 좋은 곳으로 결정하기 오래 전 이 강은 정기적으로 제방을 넘어 토사와 진흙이 주변 습지대에 쌓였다. 1927년 대규모 홍수로 300명이 사망하고 강병 지역을 따라 60만 명의 이재민이 발생한 뒤 시 지도층에서는 집중호우에도 강물이 넘어오지 못하도록 7.5미터 높이로 제방을 쌓기로 결정했다. 주민들은 모기에 의해 전염되는 황달 때문에 고통을 겪기도 했다. 1817년부터 1905년까지 이 질병으로 4만 명이 사망했다.
“그래서 사람들은 늪의 물을 빼버리기로 했죠”라고 미 육군 뉴올리언즈 공병단의 선임 프로젝트 매니저인 알 아오미가 말한다. 제방이 완성되고 늪지대의 배수가 끝나자 이 시는 한때 거주가 불가능했던 지역까지 뻗쳐 나갔다. “하지만 늪에서 물을 빼버리고 나자 지반이 가라앉기 시작했습니다”라고 그가 말을 잇는다.
시 전체가 9밀리미터씩 침하
현재 뉴올리언즈에는 해수면보다 최대 6미터까지 낮은 지역들이 있고, 시 전체가 매년 9밀리미터씩 침하되고 있다. “이 때문에 뉴올리언즈가 태풍에 가장 취약한 곳이 되었습니다”라고 미육군 공병단의 존 홀이 말한다. “물은 항상 낮은 곳으로만 모이기 때문입니다.”
세이퍼-심슨 허리케인 척도에 따르면 카테고리 5 태풍은 “풍속이 시속 155마일 이상이고 폭풍해일 높이가 5.4미터 이상인 것”이다. 이런 강도의 허리케인이 직접 뉴올리언즈를 강타하는 경우는 500-1,000년만에 한 번 꼴로 매우 드물지만 만약 이런 태풍이 해안을 덮칠 경우 그 여파로 인한 해일로 멕시코만과 인접한 폰트차트레인 호수가 범람해 제방을 넘어서면서 이 도시가 최대 12미터 높이의 물에 잠기게 된다.
일단 이런 사태가 발생하면 제방이 “욕조 역할을 한다”고 미육군 뉴올리언즈 공병단 해안 공사 책인자인 할리 위너가 설명한다. “극히 희박한 일이기는 하지만 가능성은 있습니다”라고 위너가 지적한다.
뉴올리언즈는 허리케인 방어 프로젝트를 거의 완료했는데, 7억4천만 달러 규모의 이 계획은 나오미의 지휘하에 도시 전체를 카테고리 3급 폭풍해일로부터 보호할 제방으로 둘러싸는 작업이다. 한편 미육군의 위너와 다른 사람들은 작년에 이곳을 위협했던 이반 같은 카테고리 5급 해일을 방어할 수 있는 새로운 제방 형태를 고려하고 있다.
첨단 대기순환 모델 도입
어디에 얼마나 높이 제방을 쌓을 것인지 결정하기 위해 엔지니어들은 ADCIRC(첨단 대기순환 모델)라는 3차원 컴퓨터 시뮬레이션 프로그램을 도입했다. ADCIRC는 해저와 해안 지형, 풍속, 조류 변화, 해양 깊이, 수온 등 수십 가지 자료를 통합해 뉴올리언즈의 어느 지역에서 폭풍해일이 발생할지 정확하게 차트로 작성한다.
하지만 카테고리 5급 해일 방어 계획은 아직 초기단계에 불과해 이 장벽이 완성되려면 앞으로 수십년이 걸릴 수도 있다. 그때까지 이곳 주민들은 요행을 바라고 살아야 할 것이다.
해일 방어
뉴올리언즈가 가라앉을수록 새롭고 더 큰 제방이 세워진다.
미육군 엔지니어들은 매년 플로리다를 강타하는 태풍들과 같은 급인 카테고리 3급 태풍을 방어할 보호 장치 시공을 거의 끝마쳤다. 현재 이 도시에서는 현존하는 지상의 교량들을 가로질러 카테고리 5급 폭풍해일을 막는 방벽을 건설하려는 보다 원대한 구상이 고려되고 있다.
제방들이 1927년 이후 미시시피강 범람을 막아왔다[1]. 현재는 6미터 높이의 방벽들이 이 도시에서 가장 낮은 지역들을 보호하고 있다[2]. 고려중인 카테고리 5 방어장치[3]의 몇 가지 가능한 계획들 중 그림에 보이는 계획안에서는 일부 구간이 12미터까지 달하는 강철과 콘크리트 제방들로 7.5미터 높이의 해일을 방지하도록 되어 있다.
산사태
사전 대피를 돕기 위한 새 재난지도와 감시 시스템을 통해
주민들은 재난이 다시 불어닥친다는 것을 알 수 있을 것이다.
위험 지역:중앙아메리카, 중앙아시아
1900-2004년 희생자 : 45,000명
산사태와 토사 붕괴, 토사 유입 등 명칭은 각기 달라도 결과는 모두 같다. 정상 상태에서는 안정된 토양이 심하게 유실되는 것이다. 이런 사태들은 너무 많은 물이 가파른 경사지에 포화되거나 지진으로 지반이 흔들려 약해질 때 발생한다. 이 현상은 어느 곳에서나 발생할 수 있지만 중앙아메리카는 가파른 언덕과 잦은 강우, 불안전한 화산 지반으로 인해 가장 위험한 지역이다. 미 지질연구소(USGS)의 산사태 지질학자인 에드 하프는 이 지역 토양을 “서로 연결된 유리 조각들 같다”고 묘사한다. 이런 응집력 덕분에 토양이 거의 수직에 가까운 경사지에서도 미끄러져 내리지 않고 들러붙어 있을 수 있다고 그가 설명한다.
하지만 지진이 발생하면 화산토가 불안정해진다. “이런 토양을 흔들면 무너져 내립니다”라고 하프가 말한다. 게다가 이런 토양은 스폰지 같은 특성이 있어서 많은 물을 흡수한 끝에 결국 결합력이 느슨해진다. 1998년 허리케인 미치가 중앙아메리카를 덮쳤을 때 폭우로 수백 건의 산사태가 발생했다. 집중호우로 인해 경사지가 물이 차고 지반이 약해지면서 무너져 내린 산더미 같은 진흙들에 니카라과 카시타 화산 근처에 살던 수천 명의 주민들이 매몰됐다.
새 중앙아메리카 ‘재난지도’
그 이후 작성된 새 중앙아메리카 “재난지도”는 관리들에게 산사태 발생 가능 지역에 대한 안내서 역할을 한다. 이런 지도들을 만들기 위해 지질학자들은 NASA의 원격 감지 위성 테라에 탑재된 ASTER(첨단 우주 열방출 및 반사측정기)를 이용한다.
ASTER는 지구의 사진들을 14가지 파장으로 촬영할 수 있고, 픽셀당 15평방 미터의 선명한 데이터를 포착할 수 있다. 지상에 보다 가까운 곳에서 과학자들은 LIDAR(빛 탐지 및 분류)로 불안정한 지역의 지도를 작성한다. 통상 경비행기나 헬리콥터에 탑재되는 LIDAR 카메라는 레이더 같지만 무선파 대신 펄스광을 이용한다.
허리케인 미치 후 USGS는 중앙아메리카에서 인명을 구조하기 위해 지상에 기후 감시망을 설치하는 것이 최선책이라고 결정했다. 이 기관에서는 과테말라와 온두라스, 니카라과와 엘살바도르용 380만 달러짜리 네트워크를 설계하고 자금을 지원했다. 현재 56개의 관측소가 있는데, 각 관측소에서는 강우량과 강의 수위를 실시간으로 측정해 이 자료를 무선 전파로 인공위성에 전송한다.
미상시 5분마다 정보 전송
“중앙아메리카에 이 정보를 직접 받을 수 있는 지역들이 있습니다”라고 이 망 구축에 관여한 USGS의 표면수 전문가 마크 스미스가 말한다. “자료는 세 시간마다 전송되지만 이 장비에는 한계치가 있어서 집중호우가 내리기 시작하면 비상모드로 바뀌면서 정보를 5분 정도마다 전송합니다.” 다음에 대형 허리케인이 중앙아메리카를 강타하면 테구씨갈파와 온두라스, 좀포페라와 엘살바도르처럼 허리케인 미치로 인해 최악의 산사태가 발생했던 불안정한 구릉지에 주택과 농장이 있는 주민들은 재난이 다시 불어닥치리라는 것을 미리 알 수 있게 될 것이다.
또 한 가지 근심거리
L.A.에서 샌프란시스코와 시애틀에 이르기까지 계곡 붕괴 사태가 빈발하자 개발 속도가 가속화되면서 더욱더 불안정한 지역으로 변모하고 있다. “솔트레이크시티에서는 절벽 가까이에까지 건물을 짓고 있습니다. 주변을 둘러보면 거대한 암석들이 놓여 있습니다”라고 지질학자 에드 하프가 말한다. “이렇게 말하는 사람들도 있을 겁니다. ‘봐, 이 바위들이 여기 떨어졌잖아. 중력은 늘 작용하는 거야.’”
쓰나미
쓰나미의 발원지를 개략적으로 알 수는 있지만 정확히 말하기는 매우 어렵다.
따라서 기존 조기경보 시스템에 DART(심해 측정 및 쓰나미 보고) 부표를 추가했다.
지질학자들에게 다음번 대형 쓰나미 발생 가능 지역을 물어보면 하나같이 북미의 태평양 북서 해안이라고 대답할 것이다. 이곳은 캘리포니아 북부에서 뱅쿠버 섬에 이르는 해안을 둘러싼 680마일의 단층 카스카디아 섭덕션 존이 있는 곳이다.
지난해 12월 부러지면서 인도양의 쓰나미를 발생시킨 구조판과 유사한 카스카디아는 지질학적 전투지로 후안데푸카 해협과 북미판들이 서로 비껴가는 곳이다.
전면부에서 발생하는 지하의 압력이 결국 동남아시아에서 그랬던 것처럼 분출될 수 있다. 지질학자들은 이를 “메가트러스트 지진”이라고 하는데, 이 지진이 내부 판 트러스트라는 지역에서 밑으로 파고 드는 판과 올라타는 판 사이에서 발생하기 때문에 붙여진 명칭이다.
해안선 1-2미터 가라앉을 수도
이렇게 강력한 내부 판 침몰 지역에서 발생하는 지진은 리히터 스케일로 강도가 9까지 나갈 수 있다고 에릭 게이스트가 말한다. 그는 USGS의 지구물리학자로 카스카디아에서 발생한 쓰나미가 어떻게 태평양 북서부 지역들을 덮치게 될지 보여주는 컴퓨터 모델을 개발했다.
“이런 대형 지진이 발생할 경우 해안선이 1-2미터 가라앉을 수도 있습니다”라고 그가 말하면서 이런 붕괴가 순식간에 발생할 수 있다고 지적한다.
“이 모델에 의하면 쓰나미로 인한 파고가 20미터 이상이 될 수도 있습니다.” 오레곤주의 시사이드나 캘리포니아주의 크레센트 시티, 워싱턴주의 웨스트포트 같은 장소들은 수분만에 사라져버릴 수도 있다.
과학자들은 카사카디아의 균열이 정확히 언제 발생할지 예측하기 어려워했다. 이 단층은 오랫동안 조용한 상태였기 때문에 지진의 진동수를 에측하기가 까다로운 것이다.
지질학적 단서들에 의하면 과거 3,500년 동안 주요한 진동이 카스카디아를 따라 일곱 번 발생해 과학자들은 이곳에서 지진해일이 3-5세기마다 발생한다고 믿게 되었다.
GPS 수신기 수십곳 지상타워에 설치
과학자들은 1700년에 대규모 쓰나미가 태평양 북서해안을 덮쳤었다는 증거를 찾아냈다. 이들은 같은 해 대형 쓰나미가 발생했다는 일본의 기록을 추적한 결과 워싱톤과 오레곤주 해안을 따라 내륙 토양에 대양 모래층이 묻혀있는 걸 발견했다.
화산의 경우처럼 인사르는 카스카디아 주변 해안선 변형을 모니터하는 데도 유용하다. 게다가 PANGA(태평양 북서해안 GPS망)라는 네트워크의 일부인 GPS 수신기들이 수십 곳의 지상 타워에 설치되어 과학자들이 볼 수 없는 미세한 단층선 이동을 매일 측정한다.
지진이 발생하면 서부 해안과 알래스카 팔머 소재 알래스카 쓰나미 경고 센터의 연구원들이 가장 먼저 알게 된다. 이 센터는 태평양연안 국가들에 150개의 지진 센서와 태평양 전역에 해수면 측정기 100개를 설치해 놓고 있다.
최근에는 기존 조기경보 시스템에 DART(심해 측정 및 쓰나미 보고) 부표를 추가했다. 이 부표들은 태평양의 정상적인 조수 상태를 기록한다.
하지만 이런 조수간만의 변화가 해저 5,400미터 지점에서 3센티미터만 변해도 시스템이 자동으로 비상 쓰나미 모드로 전환되면서 최신 변화 상황을 위성으로 전송한다. 그렇지만 이런 정교한 장치에 과다하게 의존하게 될 수도 있다고 게이스트가 경고한다.
공식적인 경보는 이미 늦는다
어떤 경우에는 카스카디아가 해안에서 100마일도 안 떨어진 곳에서 진로를 바꾸기도 한다. 지진이 단층의 어느 부분에 타격을 입히는가에 따라 단 몇 분만에 쓰나미가 상륙할 수도 있다.
DART 부표와 지진 센서들은 해안선 쓰나미 경보를 울리고 지진 발생 인근지역에 라디오 방송으로 알리겠지만 주민들이 대피하기에는 이미 늦는다. “가장 어려운 문제는 해변에 있는 사람들에게 심한 진동이나 바닷물이 빠져 나가는 게 느껴지면 공식적인 경보를 기다리지 말고 바로 행동하라고
알려주는 점입니다”라고 게이스트가 말한다.
파도 감시기
쓰나미 감지 성능이 탁월한 다트(DART) 부표
심해 지진 중에는 쓰나미가 수반되지 않는 것도 있다. 하지만 쓰나미가 수반될 경우 대부분 태평양의 카스카디아 단층처럼 한 대륙판이 다른 대륙판 위로 포개지는 퇴각 지역을 따라 발생한다. 심해 측정 및 쓰나미 경고(DART) 부표는 세계 최고 성능의 대규모 해일 경보장치이다. 하지만 이 장치가 얼마나 효과적일지는 아직 밝혀지지 않았다. 이 장치는 광범위한 테스트를 받았지만 1998년 가동을 시작한 이후 이 장치가 설치된 지역에서는 아직까지 쓰나미가 발생하지 않았다.
1. 해저에 설치된 바닥 압력 기록계가 조수 상황을 기록해 이 자료를 수면의 부표에 15분마다 전송한다.
2. 쓰나미는 파도와 집중호우로 구성된다. 파도가 머리 위로 지나가면 압력으로 인해 기록계의 수정 진동계가 더 빠르게 진동한다. 집중호우 동안 이 진동계는 느려진다. 이 압력차가 비정상적으로 클 경우 다트 부표는 1분에 한 번씩 자료를 전송한다.
3. 수중 센서로부터 자료를 받은 후 수면 부표는 이 자료를 위성을 통해 알래스카와 하와이의 감시 센터로 보낸다. 만약 쓰나미가 감지되면 피해 예상 지역에 수분내에 경보가 발령된다.
또 한 가지 근심거리
카나리 섬 9시간. 이는 쓰나미 파도가 카나리 섬의 발원지에서 출발해 인구밀도가 높고 해수면보다 낮은 미국 동부해안에 이르기까지 걸리는 시간이다. 아프리카 화산 쿰브레 비에자의 서부 경사로에는 과학자들이 화산이 폭발할 경우 잘려 나가 바닷속에 빠질 거라고 믿는 35마일짜리 느슨한 바위 판이 있다. 그럴 경우 최고 24미터 높이의 파도가 뉴욕에서 플로리다를 덮치게 될 것이다.
지진
우리가 예측할 수 있는 것은
“대형 지진”으로 가장 큰 피해를 입을 지역이 어디인가 뿐이다.
위험 지역:인도 이란 터키
1900-2004년 희생자 : 180만 명
지진에 관해 우리는 이미 많은 것을 안다. 지진은 지각의 큰 조각들인 단층이 일종의 지질학적 교통체증에 걸릴 때 발생한다. 미약한 진동과 지구를 뒤흔드는 강도 8 이상 지진들간의 차이는 판 사이의 압력이 상대적으로 약한 곳인지 수백만 년간의 축적된 압력이 분출되는 곳인지에 따라 달라진다.
하지만 이런 지진이 정확히 언제 발생할지 계산하기는 결코 쉽지 않다. “지진 예측에조차도 근접하지 못하는 수준입니다”라고 칼테크의 지구물리학 및 토목공학 교수인 토마스 히튼이 말한다. 과학자들이 지진 발생 시점을 예측하지는 못하지만 가장 큰 피해가 발생할 지역에 관해서는 상당히 정확하게 예측할 수 있다. “가장 위험한 곳은 보강 콘크리트로 지어진 6~10층짜리 건물들이 즐비한 도시들입니다”라고 히튼이 말한다.
테헤란 이스탄불 위험지역 경고
그는 이란의 테헤란과 터키의 이스탄불을 지목하는데, 이 두곳 모두 인구가 1,200만 명이 넘고 길고 깊으며 강력한 지진 단층들이 근처에 있다. 하지만 더욱 치명적인 곳은 인도 북부의 거대한 히말라야 트러스트 단층이다. 이곳과 인접해 있는 인도의 세 지역 인구는 모두 2,500만 명이 넘는데 대부분 취약한 콘크리트나 동양식 건물에 거주한다. 칼테크 지각판 관측소 소장이자 지질학 교수인 장 필립 어보우악은 작년에 네팔을 방문해 히말라야 단층부를 조사했다.
“카트만두와 델리 북부의 데라둔 사이에 있는 대부분의 단층지역에서 지난 200년간 대형 지진이 발생한 적이 없습니다”라고 그가 말한다. “조만간 이 단층이 균열되면 인도 북부의 인구밀도와 수분 흡수력이 높은 토양 상태, 건축물들의 구조로 미루어 볼 때 엄청난 사상자가 발생할 겁니다.” 히튼은 인사르와 GPS 같은 도구들을 “지구상에서 압력이 축적되는 지역을 알려주는 놀라운 장비”라면서 높이 평가했다.
이란과 터키, 인도에는 별 도움이 안되겠지만 다행스럽게도 USGS와 국립과학재단이 손을 잡고 만든 어스스코우프(EarthScope)에서 해저 3,000미터의 산 안드레아 단층에 “지진 경고” 센서를 매설하고, 태평양 연안과 북미 판들을 따라 수백 개의 GPS 센서들과 압력계를 설치한다.
전세계 분산설치된 135개 지진 감시계
하지만 현재 전세계 지진 빈발 지역을 위한 최고의 기술적 해결책은 전세계 지진 네트워크(GSN)인데, 이 네트워크를 구성하는 135개의 지진 감시계들은 전세계에 분산 설치된 채 지진을 실시간으로 기록해 자료를 위성이나 인터넷으로 전송한다.
GSN은 지진 감시계처럼 작동하면서 지진 발생시 이를 기록하고 분류한다.
GSN 자료는 결국 전세계 지진 활동 데이터베이스로 통합된다. 이 자료를 총체적으로 분석하면 단층 분열의 전조가 되는 경향이나 패턴을 밝힐 수도 있을 것이다.
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >
