북한의 2017년 6차 지하 핵실험 이후 풍계리 만탑산 일대의 지진 활동이 수년간 지속해서 증가하며 기존 단층을 따라 조직화됐다는 연구 결과가 나왔다. 핵실험 직후 발생한 여진성 지진이 수일에서 수 주 내 감소하는 기존 사례와 달리, 핵폭발로 누적된 지각 손상과 응력 변화가 시간이 흐르면서 기존 단층을 재활성화했을 가능성이 제시됐다.
18일 부산대학교에 따르면 이 대학 지질환경과학과 김광희 교수 연구팀은 중국 청두이공대, 중국과학원, 중국지진국, 산둥대 연구진과 함께 한국과 중국 동북부에서 관측된 17년간의 연속 지진파 자료를 분석해 이 같은 결과를 도출했다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스(Science)’에 게재됐다.
연구팀은 2006~2017년 풍계리 만탑산 일대에서 실시된 6차례 핵실험 가운데 규모가 가장 컸던 2017년 6차 핵실험 이후의 지진 활동에 주목했다. 분석 결과 핵실험 이후 지진이 단기간에 잦아들지 않고 수년간 증가했으며, 시간이 흐를수록 만탑산 주변 2개의 북북서 방향 기존 단층대를 따라 지진이 집중되는 양상이 뚜렷해졌다.
연구팀은 반복된 핵실험이 지각 천부에 균열과 손상을 누적시키고 주변 응력장을 변화시킨 뒤, 응력 재분배 과정에서 이미 임계 응력에 가까웠던 기존 단층의 미끄러짐을 촉진한 것으로 해석했다. 핵폭발이 끝난 뒤에도 지하 암반 내부의 손상과 응력 변화가 장기간 지속될 수 있다는 의미다.
이번 연구는 핵실험 이후 지진 활동을 단기 현상으로만 판단해서는 안 된다는 점에서도 의미가 크다. 특히 포괄적핵실험금지조약(CTBT) 검증 과정에서 핵실험 수년 뒤 발생하는 지진까지 장기 관측 자료와 단층 분포, 응력 변화 등을 종합해 분석할 필요성이 제기된다.
김 교수는 “2017년 핵실험 후 지진 활동이 곧바로 잦아들지 않고 수년간 이어졌으며, 시간이 지나면서 기존 단층을 따라 분포가 뚜렷해졌다”며 “핵폭발 이후에도 장기간 지진 관측 자료를 축적해 개별 지진을 장기적인 물리 과정 속에서 해석할 필요가 있다”고 말했다.