측정소 감지시간 역추적…최소 3곳 데이터 종합
지난 9일 북한 핵실험의 최초 징후를 포착한 곳은 대전광역시 유성구 과학단지에 위치한 지질자원연구원(이하 지질연) 지진연구센터다.
지질연은 정부출연 연구원의 한 곳으로 통산 88주년이란 가장 긴 연혁을 가졌음에도 불구, 그간 일반에 잘 알려져 있지 않았다.
북한의 이상 징후를 최초로 감지할 ‘전초기지’로 부상해 세인들의 이목이 집중되고 있는 지질연이 수백km 떨어진 대전서 어떻게 지진파를 감지해냈는지 알아봤다.
◆ 한반도 지각청진기 = 현재 지질연 지진연구센터는 북한이 2차 핵실험을 강행할지도 모른다는 가능성에 무게를 두고 전 연구원이 총 동원돼 3교대 비상근무에 돌입해 있다.
연구원들은 빗발치는 외부전화도 외면한 채 상황판에서 눈을 떼지 못하고 있다는 게 관계자들의 전언이다.
지질환경재해연구부 산하 지진연구센터는 CTBTO(포괄적핵실험금지조약기구)의 국가자료센터업무와 원주관측소(KSRS)를 운영하면서 북한의 핵 실험 징후를 24시간 감시하고 있다. 지진연구센터의 핵심시설은 지진자료분석실이다.
전국 30여 곳에 뿔뿔이 설치돼 있는 지진관측소는 미세한 진동까지 실시간으로 이곳에 타전한다. 연구원들은 지진자료 수집ㆍ분석 시스템에 진동이 접수되면 지진파의 도달 시간을 역추적해 진앙후보지를 가려낸다.
전문가들은 지진파의 전달속도를 통상 초당 6~8km로 보고 있다. 때문에 인도네시아 인근서 발생한 지진의 경우는 10분이 지나서야 국내 관측망에 감지되기도 한다.
하지만 일반에 알려진 것처럼 지진파의 발생지를 가려내는 일이 그리 만만한 일은 아니다. 지진파는 땅속의 지각을 통해 전달되는데 지역에 따라 지질성격 균일하지 않아 도달시간이 달라질 수 있기 때문이다.
특히 이번 핵실험 장소 추정처럼 정확한 위치를 가려내야 하는 경우는 더욱 어려움이 뒤따른다는게 관계자의 설명이다.
◆ 만만치 않은 진앙지 추적 = 각지에 위치한 관측소는 지하 100m 속에 묻혀있는 지진계에 이상 진동이 감지되자마자 유무선 망을 통해 대전 연구원으로 신호를 전달한다.
이를 접수한 연구센터는 지진파가 그려내는 그래프를 판독해 최초 기록지점, 지진의 규모, 진앙지를 역추적한다.
문제는 한곳의 측정소 자료는 지진의 발생 여부를 확인한 것 이상의 가치가 없다는 사실이다. 최소 3개의 측정소의 자료를 종합해야 대략적인 진앙지 추적이 가능하다는 얘기다.
예를 들면 원주, 서울, 대전 3곳의 측정소에서 각각 시간차를 두고 지진파가 감지되면 각 지진계에 도달된 시간을 역산해 원을 그리고, 3개 지점의 원이 교차하는 지점을 진앙 후보지로 꼽는 원리다.
이희열 지진연구센터 책임연구원은 “진앙지 해석은 지질상태는 물론 연구원의 역량과 경험, 분석에 따라 달라질 수 있다”며 “서둘러 결과를 내려면 이번처럼 오차가 수반될 수밖에 없는 일”이라고 말했다.
한편 이렇게 추정된 진앙지는 보다 면밀한 분석 작업을 통해 범위를 좁혀나간다.
이 과정에서 진도 측정은 통상 P파(종파), S파(횡파), 표면파로 분류되는 지진파 중 가장 큰 파형을 선택하는 'ML(Magnitude Local)법', P파만으로 계산하는 'MB(Magnitude Body-wave)법' 등이 적용된다.
지질연의 한 관계자는 "북한의 핵실험 감시는 현재 원주, 김포, 백령도, 철원, 간성관측소가 맡고 있으며 최근 휴선전 인근에도 관측소를 설치해 보다 정확한 감시활동을 펴고 있다"고 설명했다.