서기 132년,
중국의 학자 장형은
그의 최신 발명품을 한나라의 황실에 소개했습니다.
그의 말에 따르면 이 커다란 항아리는
언제든 왕국에 지진이 발생했을 때 알려주고,
어디로 지원을 보내야 하는지도 가르쳐줄 수 있다고 했습니다.
황실은 다소 의심스러워했습니다.
왜냐하면 어느 조용한 오후에 그 장치가 작동했기 때문입니다.
하지만 며칠 후에 전령이 도움을 요청하러 오자,
그들의 의심은 고마움으로 바뀌었습니다.
오늘날 우리는 더이상 항아리에 의존하여 지진을 감지지는 않지만
지진의 추적은 여전히 여전히 특별한 도전으로 남아 있습니다.
왜 지진은 예측하기 어려울까요?
그리고 어떻게 해야 지진을 더 잘 예측할 수 있을까요?
답을 찾기 위해
우리는 지진이 어떻게 발생하는지에 대해 조금 이해할 필요가 있습니다.
지구의 표면은 지질구조판이라고 불리는
몇 개의 거대하고 들쭉날쭉한
암석 판으로 만들어졌습니다.
이들은 지구 맨틀의 뜨겁고 부분적으로 녹은 층 위에 떠 있고,
일년에 1~20 센티미터 정도로 매우 천천히 퍼집니다.
하지만 이 미세한 움직임들은 상호작용하는 지질구조판에
깊은 균열을 야기하기엔 충분히 강력합니다.
그리고 불안정한 지역에서는
압력의 강도가 심해지며 결국 지진을 유발할 수도 있습니다.
이 미세한 움직임을 감시하는 것도 충분히 어려운 가운데
지진을 유발하는 원인 마저도 아주 다양합니다.
여러 단층선들은 다양한 암석들로 구성되어있습니다.
압력에 강한 암석들도 있고 반대로 약한 암석들도 있으며
암석의 종류에 따라 마찰과 고온에도 다르게 반응합니다.
어떤 암석들은 일부가 용해되어
초고온의 광물로 이루어진 유체가 뿜어져나와 윤활액 역할을 하여
단층선에서의 마찰을 줄여주기도 합니다.
하지만 어떤 암석들은 융해되지 않아
압력이 축적되기 쉽습니다.
이 모든 단층들은 계속 변화하는 중력과
지구의 맨틀 속에서 움직이는 고온의 암석의 흐름에 영향을 받습니다.
그럼 이 숨겨진 변수들 중에 어떤 것을 분석해야 하며
어떻게 이것들을 예측 장비에 적용 할 수 있을까요?
이런 여러 힘은 대부분 일정한 주기로 일어나기 때문에
지질구조판의 활동 주기 또한 다소 일정합니다.
오늘날 가장 믿을 만한 단서는
과거 지진이 일어난 장소와 시간과 관련된 장기적인 예측에서 옵니다.
천년 정도의 단위로 봤을 때
이를 통해서 샌 안드레아스와 같이 매우 활동적인 단층들에서
지진이 일어났어야하는 시기를 예측 할 수 있습니다.
그러나 많은 변수가 있기 때문에
이 방법은 매우 넓은 시간 범위만 예측할 수 있습니다.
더 임박한 사건을 예측하기 위해,
연구원들은 지진이 일어나기 전에 지구에서 일어나는 진동을 조사했습니다.
지질학자들은 지진계를 이용하여
지각의 작은 움직임을 추적하고 이를 도식화 하였습니다.
오늘날 대부분의 스마트폰 또한
기본적인 지진파를 기록하는 것이 가능합니다.
전 세계적 전산망을 이용하여
과학자들은 크라우드 소스의 도움을 받아
진동이 오는 것을 알리는 상세한 경고 체계를 만들 수 있습니다.
유감스럽게도 스마트폰을 이용해서는 지진을 사전에 예측하여
안전 수칙을 실시할 수는 없습니다.
하지만 스마트폰의 상세한 판독은
나사의 Quakeism같은 예측 도구에 도움을 주어
이 도구가 방대한 양의 지질학 데이터를 수집하여
위험한 지역을 식별하게 해줄 수 있습니다.
그러나 최근 연구들은 지진의 가장 확실한 신호가
모든 요즘 센서로는 볼 수 없을 수도 있다는 것을 보여줍니다.
2011년에는
일본의 동쪽 해안에 지진이 발생하기 바로 전,
인근의 연구가들은
놀랄 만큼 높은 농도의 방사능 동위 원소 한 쌍을 기록했습니다.
라돈과 토론이지요.
지진이 일어나기 바로 전, 압력이 지구 표면 위로 고조되면서
미세한 균열은 가스가 표면 위로 방출되도록 합니다.
과학자들은 지진 취약 지역에
라돈과 토론을 발견할 수 있는 광대한 네트워크를 만든다면
일주일 전에 지진을 예방할 수 있는
유망한 경보 시스템이 될 수도 있다고 생각했습니다.
물론 이 기술 중 어느 것보다
단순히 깊은 지구 안쪽을 바라보는 것이 더 도움이 될 것입니다.
더 깊은 곳을 볼 수 있다면
실시간으로 대규모 지질학적인 변화를 추적하여 지진을 예방할 수 있으며,
한 해에 수천만의 생명을 살릴지도 모릅니다.
하지만 현재로서는 앞에 언급된 과학기술들이
필요한 지역에 빠른 대응을 할 수 있도록 도울 수 있습니다.
이제 방향을 알려주는 항아리는 필요없지요.