해일 발생
난카이 해구는 한 지각 판이 다른 지각 판 아래로 깔리는 장소다. 가끔씩 두 지각 판이 서로 들러붙어 마찰을 일으키는데, 이렇게 되면 위쪽의 지각 판이 결국 부러지게 된다. 이 힘이 해저에 큰 충격을 주어 해면을 널뛰게 하는 것이다. 그 결과 사방팔방으로 거대한 해일이 퍼지게 된다.
단층 추적
대개 큰 쓰나미는 지하 수km 지점이 진원지다. 여기서 풀려난 에너지가 단층을 타고 움직인다. 단층이 지면에 평행하다면 이 에너지는 부드러운 암반 속을 이동하면서 산란된다. 그러나 난카이 해구의 두 지각 판 사이 경계면을 촬영한 최근의 3차원 영상에 따르면 주 단층에서 수직으로 뻗어 나온 새로운 단층이 있다. 지진파는 이 단층을 타고 해저로 올라와 엄청난 양의 바다물을 밀어내는 것이다.
드릴 작업
치큐호는 폭 50cm, 길이 300m 길이의 분할식 파이프를 목표 단층 위에 꽂는다. 그리고 나서 30cm 폭의 드릴 날을 파이프 속으로 들여보내고 드릴 유체(流體)를 밀어 넣는다. 드릴이 바위를 파헤치는 동안 유체는 내부 파이프와 외벽 사이의 빈 공간을 통해 드릴이 파낸 바위 찌꺼기를 지면으로 올려 보낸다.
바위 과학
드릴 센서는 암석의 온도와 압력 자료를 모은다. 또한 암석 표본도 채취한다. 더 깊이 파내려 가면 해저 아래 9km까지 파내려갈 수 있다. 과학자들은 수 백 만 년간 쌓인 암석을 연구하고 이들을 분석해 지진과 관련된 특징을 찾아낼 것이다. 예를 들면 암석 안의 물이 너무 많아질 경우 단층대에 윤활 효과를 주기 때문에 단층대가 미끄러질 것을 예측할 수 있다.
관찰
2012년이 되면 이 구멍 맨 밑바닥에 놓인 기기들이 지진의 최초 발생음을 포착할 것이다. 이 데이터는 시추공 위로부터 해안으로 연결된 광섬유 케이블을 통해 전달될 것이다. 또는 시추공 위의 기록 장치에 저장되었다가 배로 전달할 수도 있다.
1. 주 단층선
2. 단층 균열
3. 밀려난 물
4. 지진파
5. 깔린 지각 판
6. 필리핀 해 지각 판
7. 시추 구멍
8. 광섬유 케이블
9. 지진계
10. 바위 찌꺼기
11. 드릴 날
지난 1,300년간 일본 남서해안 앞의 두 지각 판 사이에 있는 길이 800km의 난카이 해구는 세계에서 가장 활발한 쓰나미 진원지였다. 현재 국제 과학자팀은 여러 해에 걸쳐 이 진원지의 지하를 6.4km 파들어 가는 프로젝트에 착수했다. 난카이 해구 지진대 실험, 일명 ‘난트로사이즈’라고 부르는 이 프로젝트는 쓰나미 진원지를 파고 들어가 쓰나미의 실체를 밝히는 첫 번째 시도가 될 것이다.
텍사스 대학의 지구물리학자인 네이선 뱅즈는 “우리는 현재 바다를 어디든지 감시할 수 있다”면서 “하지만 단층이 어떻게 작용하는지 알지 못하면 어떤 지진이 쓰나미를 일으킬지 영원히 알 수 없다”고 말한다.
드릴로 해저를 파 들어가기 전인 지난해. 일본의 과학 탐사선인 치큐호에 탄 과학자들은 하나의 지각 판이 다른 지각 판의 아래로 미끌어져 들어가는 단층대의 3차원 영상을 포착했다. 이 영상을 본 과학자들은 파야 할 곳이 어딘지 더 잘 알 수 있었지만 바위 속에 깎아지른 새 단층이 있다는 것도 알게 됐다.
뱅즈는 거의 수직을 이루고 있는 이 단층을 연구하면 난카이 해구에서 리히터 지진계로 8도 이상의 강진이 150년마다 일어나는 이유를 알게 될 것이라고 믿고 있다.
연구자들이 앞으로 4년 동안 드릴로 해저를 6.4km 뚫고 휘젓게 되면 더 많은 연구결과가 나올 것이다.
그들은 지진계 및 다른 기기들을 구멍으로 들여보내 단층대를 실시간으로 관찰할 것이다. 대부분의 과학자들이 쓰나미 예보가 정말 가능할지 의심스러워하지만 이들이 구한 정보는 다른 쓰나미 진원지를 파악하는 데 도움이 될 것이다.
과학자들은 난카이 해구로 알려진 일본 해안의 해저에서 수많은 사람들을 죽인 쓰나미가 왜 일어났는지 알아내려고 하고 있다.
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