여러분은 지진을 직접 경험해 본 적이 있나요? 땅이 갑자기 흔들리는 순간의 공포와 혼란은 여전히 생생하게 기억에 남을 것입니다. 심할 경우 벽이 기울거나, 건물이 무너져 내리기도 하죠. 이처럼 지진은 지구의 표면이 갑작스럽게 흔들리는 현상입니다. 특정 원인으로 지구 내부 한 곳에서 급격한 응력 변화가 일어나면 지진 에너지가 방출됩니다. 이 에너지로 인해 형성된 파동이 지표면까지 전파되면 땅이 흔들리게 되죠. 그런데 이러한 자연 현상은 왜 일어나는 걸까요? 지진은 단순한 자연 재해가 아니라, 복잡하고 다양한 요인에 의해 발생합니다. 지진의 원인을 자연적인 요인과 인공적인 요인으로 나눠 좀 더 자세히 살펴보겠습니다. 자연 지진이 발생할 경우, 지층은 단층을 따라 순간적으로 움직입니다. 이때 단층에 쌓여 있던 응력이 방출돼 진동이 발생합니다. 단층은 무엇일까요? 단층은 지구 내부에서 힘을 받은 지각이나 판의 일부가 두 조각으로 끊어져 어긋난 지질 구조입니다. 지구 내부 응력이 지속적으로 축적되는 단층에서는 지진이 발생할 수 있습니다. 이때 이 단층의 길이는 수 센티미터에서 수천 킬로미터까지 매우 다양합니다. 단층에서 단층면 위에 있는 지괴를 상반, 아래에 있는 지괴를 하반이라고 합니다. 단층은 단층면에 어떤 힘이 작용하느냐에 따라서 세 가지로 구분할 수 있습니다. 장력에 의해 상반이 아래로 움직이는 경우를 정단층, 압축력에 의해 상반이 위로 움직이는 경우를 역단층이라 합니다. 단층면을 따라 분리된 두 지괴가 주향과 평행하게 움직이는 경우도 있는데, 이는 주향이동단층이라고 합니다. 이러한 단층 작용은 지형의 형성에 큰 영향을 미칩니다. 단층은 지표에서부터 지각 깊은 곳까지 확장될 수 있으며, 지표에 드러나지 않는 단층 또한 존재합니다. 이러한 단층을 buried fault 또는 blind fault라 부릅니다. 이 단층의 존재는 지진 발생으로 알려지거나, 지구 물리 탐사를 통해 발견되기도 합니다. 지진 발생 후 지진 관측망에 기록된 여진의 위치를 분석하면, 2차원 지도에는 선 모양의 구조가, 3차원 모델에는 면 모양의 구조가 드러납니다. 이를 통해 단층의 위치와 단층면의 형태를 확인할 수 있습니다. 큰 지진의 발생으로 지표에 드러나지 않은 단층의 존재와 그 크기가 알려진 사례가 종종 있습니다. 1995년에 발생한 규모 6.9의 일본 고베 지진은 고베 남서쪽 아와지 섬 아래의 단층에서 발생했습니다. 지진 발생 후 이 단층이 도심지 아래의 단층과 연결돼 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 2016년 대한민국 경주에서 발생한 규모 5.8의 지진은 기존에 확인되지 않았던 단층에서 발생했습니다. 이 지진은 지표 파열을 동반하지 않아 지표 지질 조사만으로 단층의 존재를 파악할 수 없었습니다. 상세한 지진 모니터링을 통해 그 존재를 알게 된 것입니다. 앞서 설명한 지진들은 모두 활성단층에서 발생했습니다. 활성단층은 최근 지질시대에 활동했고, 미래에 다시 활동할 수 있는 단층을 의미합니다. 이에 대한 정의는 지질 환경에 따라 다르기에 나라마다 다를 수 있습니다. 일반적으로 1만 년 이내에 활동한 단층을 활성단층으로 간주합니다. 현재 전 세계적으로 활성단층의 분포와 그 단층에서 발생한 지진의 특성에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 원자력 발전소, 댐과 같은 주요 시설의 구조적 안정성을 위해서 활성단층에 대한 정보가 사전에 확보돼야 합니다. 인공지진이 발생하는 사례도 살펴보겠습니다. 인간이 지각 내부 응력을 인위적으로 변화시켜 땅이 흔들리는 현상을 인공지진 또는 유발지진이라 합니다. 인공적인 요인으로는 핵실험, 대규모 폭발, 광산 개발, 댐 건설 등이 있습니다. 대부분의 인공지진은 언제 어디에서 발생했는지를 알 수 있기 때문에 단층 현상으로 발생하는 자연 지진과 구분할 수 있습니다. 미국의 경우, 2009년부터 중부와 동부에서 유발지진이 급속히 증가하고 있습니다. 급증한 지진 발생은 지하에 고압의 물을 넣어 셰일 지층을 깨면서 그 사이에 있는 가스를 채취하는 수압파쇄와 밀접한 관련이 있는 것으로 파악됩니다. 대부분의 지진 규모는 3에서 4 사이지만, 2016년에 발생한 두 건의 지진은 규모가 5.0을 넘어 큰 피해가 발생했습니다. 북한에서는 핵실험을 2006년부터 2017년까지 6차례 진행했는데, 마지막 6차 핵실험은 지난 핵실험 중 가장 큰 위력으로 2016년 경주 지진에 버금가는 규모였습니다. 이렇게 지진은 자연적 원인과 인간의 활동 모두에 의해 일어날 수 있습니다. 자연 지진은 지구 내부의 단층에서 발생하는 응력 변화로 발생하고, 인공 지진은 핵 실험이나 댐 건설 등으로 발생합니다. 지진의 다양한 원인을 이해하는 것은 지진 대비책을 마련하고, 지진 발생 시 피해를 최소화하는 데 중요한 역할을 합니다. 지진에 대한 지속적인 연구와 교육은 더 안전한 미래를 위한 기반이 될 것입니다.