지진의 원인

각국의 지진 관측소에 기록된 지진 기록(地震 의하면 지구는 끊임없이 지진으로 진동되고 있다. 그리고 수 개월 내지 수 년에 한 번씩은 대단히 큰 피해를 주는 지진으로 파괴되는 지역이 있다. 1950 년 여름, 그리이스 서쪽에 있는 섬에 일어난 강진 (强震)은 그 섬의 모든 도시를 폐허로 만들었다. 1950년 8월 히말라야 산맥 동단의 앗샘 (Assam)에서는 5~6분씩 계속된 지진이 수 주간에 수십 번 일어나서 10만 평방마일이나 되는 산지의 급사면에 큰 산사태(landslide)를 일으켜서 골짜기를 메웠다. 이 때문에 골짜기 상류에 모였던 막대한 양의 계수(溪水)는 사태로 막혔던 곳을 터뜨리고 큰 홍수를 일으켰다. 1923년 9월에는 일본 동경 부근에 큰 지진이 일어났다. 동경만에 정박 중이던 어떤 배의 선장이 목격한 바에 의하면 요꼬하마(橫濱)시의 건물들은 마치 바닷물결처럼 굽실거리다가 모두 쓰러져 버렸고 동시에 먼지가 충천하고 불바다로 변했다고 한다. 동경은 지진의 피해보다도 화재로 파멸되었다. 이 때의 사망자는 14만 명이다. 1903년에는 같은 곳에서 20만 명이 사망하였다. 그러나 역사상 가장 큰 인명 피해는 1556 년에 중국 산서성에 일어난 지진으로서 83 만 명이 사망하였다. 이탈리아도 지진이 많은 곳이며 시실리 (Sicily)는 1509 년, 1599 년, 1783 년 및 1908 년에 큰 피해를 입었다. 1908년에는 높이 38 ft 의 지진해파의 공격을 받았다. 1755년에는 포르투갈의 리스본(Lisbon)이 높이 50 ft 의 지진해파(또는 쓰나미)로 해안이 휩쓸렸다. 최근에 일어난 것으로는 1985년 9월 멕시코에서 발생한 지진으로 인명 피해는 약 2만 명이었다.

 

 

지진의 원인

1. 단층지진(斷層地震)

지각은 탄성체(彈性體:elastic body)인 암석으로 되어 있다. 그러므로 탄성 한도 이내에서 변형되면 지각 표부(地殼表部)는 판유리처럼 어느한도까지는 구부러졌다가 힘을 제거하면 원형으로 돌아간다. 그러나 한도를 넘으면 깨진다. 미국 서해안의 샌프란시스코에서 동남으로 길게 뻗어 있는 산안드레아스 (San Andreas) 단층 양측의 여러 지점은 1847년부터 측량망(測量網)으로 연결되어 있어 각 지점의 상대적 이동이 점검되고 있다. 1906년의 지진이 일어난 후에 측량하여 본 결과 양쪽의 지괴는 수평으로 7m나 어긋났으며 단층의 서쪽은 크게, 동쪽은 작게 북서쪽으로 이동하여 결국 단층의 동쪽은 남쪽으로, 그 서쪽은 북쪽으로 이동한 결과를 나타냈음을 알았다. 이렇게 단층으로 인하여 일어나는 지진을 단층지진 (fault earthquake)이라고 한다.

지진은 확인되나, 단층이 발견되지 않는 경우가 많다. 그러나 단층은 수평 방향으로나 수직 방향으로 무한히 연속되는 것은 아니고 소멸되어 없어진다. 만일 지하 깊은 곳에 생긴 단층이 지표로 향하여 소멸된다면 지진은 전해질지라도 단층은 발견되지 않을 것이다. 화산 지대에서 멀리 떨어진 곳에 일어나는 큰 지진의 대부분은 단층지진일 가능성이 많다. 대양저산맥에는 변환단층 (transform_fault) 이 산맥의 연장 방향과 거의 직각인 방향으로 다수 발달되어 있어서 단층 양쪽의 대양지각이 서로 반대 방향으로 움직이며 지진을 일으킨다. 산안드레아스 단층은 변환단층으로 밝혀져 있다.

 

2. 베니오프대(Benioff zone)의 지진

세계에서 지진이 가장 많이 일어나는 지대는 환태평양 지진대 (環太平洋 地震帶)이다. 일찌기 베니오프(Hugo Benioff, 1899~1968)는 해구(海溝:trench)에 따라 천발지진이 많고, 해구 옆의 대륙 쪽에는 중발지진이, 더 먼 곳에서는 심발지진이 일어난다는 사실을 발견하였고 그 지진의 진원은 해구에서 대륙 쪽으로 기울어진 면 위에 분포한다는 사실을 밝혔다. 후의 지진학자들은 베니오프가 지적한 지진이 많이 발생하는 면을 베니오프대라고 명명하였다. 그런데 판구조론이 나온 후에는 베니오프대가 섭입대 (攝入帶:subduction zone)와 일치한다는 사실을 알게 되어 베니오프대는 섭입대와 같은 것으로 생각되게 되었으나 실제로는 전자는 지진대이고 후자는 대양암판(대양지각을 포함함 암석권으로 두께 약 100km)이 해구에서 다른 암판 아래로 들어가는 지대를 말한다. 섭입대에서 발생하는 지진의 영향을 가장 많이 받는 곳은 환태평양 지대로서 이 지대는 화산대와 지진대가 겹쳐져 있고 습곡산맥이 발달되거나 호상열도가 분포되어 있는 지대이다. 영향을 받고 있는 수렴지대 (收斂地帶:covergent zone)에 해당한다. 이렇게 보면 전기한 대양저산맥 정선부·변환단층 · 베니오프대 · 모두가 판구조론으로 설명할 수 있는 지대임을 알 수 있다. 따라서 단층 지진과 다음에 설명할 화산지진은 거의 모두 판구조론의 이론으로 해석이 가능한 것들이다.

 

3. 화산지진(火山地震)

활화산 주위에도 소규모의 지진이 많이 일어난다. 이는 지하에서 마그마가 유동하거나 방출된 가스가 지각의 왜력 (歪力)을 일으켜 지각을 움직이게 하는 데 원인이 있는 것으로 생각된다. 화산이 폭발할 때에는 지진이 일어나고 새로이 화산이 생겨날 때에도 일어난다. 이렇게 화산에 관계 있는 지진을 화산지진 (volcanic earthquake)이라고 한다. 지하에 마그마가 관입하여도 지진이 일어날 수 있다. 이것도 화산지진에 속하는 것이다. 대양저산맥에는 그 능선부에 따라 V자 모양의 열곡 (裂谷:rift valley)이 발달되어 있다(p. 159). 이 열곡은 맨틀에 일어난 대류로 상승하는 마그마가 대양지각에 첨가되는 곳으로서 이 때문에 열곡 양쪽에 새로운 대양지각이 생긴다. V자형의 열곡에 따라서도 많은 지진이 발생하는 것은 마그마와 관계 있는 것으로 생각되며, 역시 화산지진으로 해석되어야 할 것이다.

 

4. 그 밖의 원인

지하에 생긴 큰 공동(석회암이나 석고층에 생긴 동혈)의 천정이 떨어지면 소규모의 지진이 생길 수 있다. 이런 지진을 함락지진(陷落地震:depression earthquake)이라고 하며 이는 지하에 가용성(可溶性) 암석이 분포되어 있는 곳에 국한된다. 이 밖에 대규모의 사태가 일어나면 작은 지진이 생긴다. 또 인공적으로는 폭발물을 지중에 묻고 폭발시켜 인공지진을 일으킬 수 있다.