3월 12일 14시 16분경 일본 산리쿠 해안에서 규모 9.0의 세계적인 강진이 발생했다. 이에 따라 기초과학연구소와 자연과학대학에서는 지진에 대한 전반적인 이해를 돕고자 17일 ‘일본 동북 관동 대지진’을 주제로 세미나를 개최했다. 세미나는 지구환경과학과 서용석 교수와 물리학과 김용은 교수가 지진의 발생메커니즘, 아오모리 원자력발전소(이하 원전) 사고, 최근 지구촌 대지진과의 차이점, 원전 폭발 원인 등을 쉽게 풀어 설명해주면서 진행됐다.
  일본 동북부 관동지역에서 일어난 지진은 단층이 형성된 태평양판과 북아메리카판(이하 북미판)의 충돌 때문으로 분석됐다. 충돌 이유는 정확하게 밝혀지지 않았으나, 해저 섭입대(subduction zone) 부근에서 태평양판이 북미판 아래로 수렴되면서 충돌한 판과 판 사이에서 응집된 에너지가 밖으로 분출됐다. 강진이 일어남과 동시에 10~15m 정도의 물줄기 상승으로 거대 쓰나미가 형성됐고, 육지 해안가에 부딪히면서 그 높이와 파괴력이 걷잡을 수 없이 커졌다.
 

  일본은 유라시아판, 북미판, 필리핀판, 태평양판 총 4개의 지각 판에 접촉돼 있어서 지리적으로 취약할 뿐만 아니라 작년 초부터 올해까지 많은 인적·물적 피해를 낸 환태평양 지진대에 속해 있다. ‘불의 고리’라고 불리는 환태평양 지진대는 태평양 밑에 있는 가장 불안정하고 약한 지대로 전체 지진의 80%를 일으킨다. 강진이 일어났던 아이티, 뉴질랜드, 칠레 지역도 여기에 포함된다.
  현재 일본지진의 결과로 후쿠시마의 ‘제 1원전 폭발로 인한 방사성 물질 유출’이 시각을 다투는 문제점으로 떠오르고 있다. 일본 후쿠시마 원전은 제 1원전 1~6호기, 제 2원전 1~4호기로 총 10호기를 이용하는 발전소다. 비등수형 원자로에서 우라늄, 플루토늄과 같은 원자량이 매우 큰 원소들이 일으키는 연쇄반응을 통해 생긴 열로 경수로의 물을 데우는데 그 과정 중에 발생한 수증기로 터빈을 돌려 에너지를 형성한다. 방사성원소의 붕괴에 따라 방출되는 입자선 및 복사선을 방사선, 방사선을 띠는 물질의 세기를 방사능, 물질이 방사능을 가진 성질을 방사성이라고 한다.
  제1원전에서 12일 1호기 수소 폭발로 인해 방사능 유출, 14일 3호기 수소 폭발, 15일 2·4호기 수소 폭발이 일어났다. 1호기의 경우 지진과 쓰나미로 인해 전력공급에 이상이 생기면서 냉각수 공급 중단이 원인으로 작용했다. 우라늄으로 이뤄진 핵 연료봉은 지르코늄으로 둘러싸여 있는데, 전력 공급이 안 되는 상황에서 노심의 온도가 비정상적으로 높아졌다. 이 때문에 노심이 녹는 노심 용해가 일어나 연료봉의 피복제에서 나온 지르코늄이 냉각수와 반응해 수소를 발생시켜 수소 폭발이 일어났다. 수소는 원전 중심부인 격납용기와 원전의 1m 두께의 외벽 건물 사이 공간에 차 있다가 압력에 의해 분출됐다.
  2호기의 경우 원자로 격납용기 증기통풍구가 막히면서 냉각수 주입이 차단됐다. 생성된 증기를 액화시키는 서프레션 풀(압력억제 풀)의 설비 이상으로 원자로 안에 있던 냉각수가 순환되지 못해 증기가 만들어져 연료봉이 수면 위로 노출돼 수소 폭발이 일어났다.
  현재 3호기의 경우 원료봉 주변의 열을 식히기 위해 계속적으로 저수조에 물을 부어 식히고 있다. 또한 후쿠시마 제1원전 국제 원자력 사고 등급(INES)은 4단계에서 5단계로 상향 조정됐으며 일본 당국은 일어난 사고 대처 방법에 대해 끊임없이 논의 중에 있다.
  서용석 교수는 일본지진과 관련해 세계에서 일어난 각 지진들의 특징을 비교했다. 올해 2월 22일 뉴질랜드 남부도시 크라이스트처치에서 일어난 지진은 일본에서 일어난 지진의 유형과 같다. 뉴질랜드 남섬 지하 5km가 진원지로 통신두절, 건물 붕괴 등의 피해를 입었고 사망자 147명과 실종자 200명, 피해액은 120억 달러로 추산됐다.
  2008년 5월 12일 중국 쓰촨성(四川省)의 청두로부터 북서쪽으로 90km 떨어진 곳에서도 규모 8.0에 달하는 강진이 일어났다. 대륙충돌경계에서 인도판이 히말라야 산맥 방향으로 이동하면서 중국이 속해있는 유라시아판과 충돌했다. 유라시아판이 밀리면서 룽먼산 단층끼리 다시 부딪쳐 사망자 약 7만 명, 도시기능마비, 산사태, 건물 붕괴·매몰 등의 상당한 피해를 가져 온 대지진이었다.
  1995년 1월 17일에 있었던 고베지진은 활성단층의 활동으로 섭입대의 육지판 내부에서 일어난 것으로 규모 7.3이었다. 당시는 수많은 건물과 공장시설 및 고속도로·철도·통신시설이 파괴되면서 물적 피해 1400억 달러, 사망자 6300여 명, 부상자 2만 6804명의 인적 피해가 있었던 것으로 추정됐다.
  우리나라 역시 지진의 위험에서 벗어날 수 없다. 지진이 발생한다면 충북 북쪽, 경남 남쪽, 평양지역과 서해와 동해 부근의 대륙이 피해의 직접 대상이 될 수 있다. 예상되는 재해유형은 도심지 파괴, 산사태, 도로 사면 붕괴, 댐 손상, 공단부지 붕괴 등 지반이 약한 곳에 큰 영향이 미칠 것으로 추정된다. 지진재해는 불가항력적이기 때문에 신속하고 정확한 예측 연구가 절실히 필요하다. 비록 연구가 불충분하더라도 재해전달체계 구축, 대피훈련, 대응 매뉴얼 구축, 취약지구에 대한 보강대책을 제대로 세운다면 피해를 줄일 수 있다.

이은희 기자
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