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지진 20717 20718

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원준 봉

on 25 June 2015

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Transcript of 지진 20717 20718

지진
지진
지진이란 지구적인 힘에 의하여 땅속의 거대한 암반이 갑자기 갈라지면서 그 충격으로 땅이 흔들리는 현상을 말한다. 즉 지진은 지구내부 어딘가에서 급격한 지각변동이 생겨 그 충격으로 생긴 파동, 즉 지진파가 지표면까지 전해져 지반을 진동시키는 것이다.
지진이 일어나는 원인인 에너지가 발생된 점을
진원
, 진원에서 수직으로 연결된 지표면을 진앙이라고 한다.
진앙
은 진원에서 가장 가까운 지표이기 때문에 가장 큰 피해를 입는다.
지진파의 종류
지진파의 특징 : 성질이 다른 물질에 부딪히면 반사하거나 굴절하며, 통과하는 물질의 종류에 따라 속도가 달라진다.
P파 : 전파의 속도가 가장 빠름. 종파이며, 진폭이 작다. 고체, 액체, 기체 모두 통과

S파 : 두 번째로 도착하는 파이며 횡파. 고체만 통과

L파 : 주로 지표면을 따라 전파하는 표면파로 진폭이 매우 커서 피해 규모가 가장 크다. 전파 속도가 가장 느리다. 레일리파와 러브파 두 종류가 있다.
- 레일리파 : 지진파가 전파될 때 지표면의 입자가 지진파의 진행 방향을 포함하는 지표면에 수직인 평면 내에서 타원을 그리며 운동한다. 지진으로부터 생긴 레일리파의 진폭을 여러 곳에서 관측함으로써 지진 발생 원인을 알아낼 수도 있다.
- 러브파 : 지표면의 입자가 지진파의 진행 방향에 직각인 수평면 내에서 좌우로 진동한다. 이러한 좌우 진동은 건물에 막대한 구조적 피해를 입힌다.
지진의 원인
지진의 직접적인 원인은 암석권에 있는 판의 움직임이다. 이러한 움직임이 직접 지진을 일으키기도 하고 다른 형태의 지진 에너지원을 제공하기도 한다. 판을 움직이는 힘은 다양한 형태로 나타나는데, 침강지역에서 판이 암석권 밑의 상부맨틀에 비해 차고 무겁기 때문에 이를 뚫고 들어가려는 힘, 상부 맨틀 밑에서 판이 상승하여 분리되거나 좌우로 넓어지려는 힘, 지구내부의 열대류에 의해 상부맨틀이 판의 밑부분을 끌고 이동하는 힘 등이라고 생각할 수 있으나, 이것들이 어느 정도의 비율로 작용하는지는 정확히 알 수는 없다.
탄성반발설
지면에 기존의 단층이 존재한다고 가정하고 이 단층에 가해지고 있는 힘(탄성력)에 어느 부분이 견딜 수 없게 되는 순간 급격한 파괴를 일으켜 지진이 발생한다는 이론이다.
지진발생시, 파쇄전 암석의 양쪽은 변형이 없는 위치로 급속히 튕겨가고 이 운동은 파쇄부에서 멀어질수록 감소한다. 지진에 의한 진동은 처음엔 파쇄면의 작은 면적에서 시작되며 이 면적은 곧 빠른 속도로 팽창해 나간다. 파쇄와 이에 수반하는 진동이 맨 처음 시작되는 지각내의 한 점을 진원이라 부른다. 지진발생시 방출된 에너지는 파쇄되기 직전 변형된 암석의 탄성에너지이다.
그러나 모든 지진들이 단층운동으로 일어난다고 설명하는 것에는 불충분한 면이 많다. 무엇보다 지진이 단층운동에 지나지 않는다고 하면 단층을 움직이는 힘은 어디로부터 유래하는가가 다음의 문제로 되는데 이것을 설명하는 학설이 판구조론이다.
판구조론
판구조론에 따르면 지구의 표층이라고도 하는 수십km 혹은 그 이상의 두께를 가진 암석권은 유라시아판, 태평양판, 북미판 등 10여개의 판으로 나뉘어져 있다. 이들은 각각 서로 부딪치거나 밀고 때로는 서로 포개지면서 각각 매년 수cm 정도의 속도로 점성이 있는 맨틀위를 제각기 이동하고 있다. 이러한 지각판들의 운동은 그들의 가장자리 사이의 마찰에 의하여 경계부위에서 저항을 받는데 이는 두 개의 벽돌을 맞대고 문지를 때 미끄러지지 않으려는 것과 같다.
그러나 지구적인 힘이 판의 마찰저항을 초과할 수 있는 단계에 도달하면 갑작스런 미끄러짐이 일어나며 이것이 바로 지진이다. 따라서 지진이 발생하기 쉬운 지역은 보통 판경계 부근이지만 판내부에서도 종종 지진이 발생하고 있다. 판과 판의 경계에서는 마그마가 분출하기도 쉽기 때문에 지진발생 빈번지역과 화산이 주로 발생하는 지역은 서로 유사하게 마련이다. 따라서 이 이론은 대규모 수평면운동이 지진, 화산 및 조산현상의 원인임을 설명하였다.
일본의 지진은 대부분 태평양쪽에서 발생하고 있는데, 이것은 판경계지진으로 태평양판과 필리핀판이 유라시아판 밑으로 충돌·침강하고 있기 때문이다.
인공적 원인

어떤 지진들은 인간에 의해 발생하기도 한다. 원인이 되는 인간활동으로는 화석연료나 지하수의 개발, 저수지, 인공적인 폭발, 큰 건물의 붕괴 등이 있다. 암석 사이의 공극에 물이 차거나 빠지거나 하면 암석의 강도가 변하기 때문에 지진이 발생할 수 있다.
- 저수지에 의한 지진중에서 가장 큰 지진은 1967년 12월 10일 인도 마하라슈트라 서부의 코이나 지방에서 일어났던 규모 6.3의 지진이다.
- 핵실험, 채석장 발파, 가스 폭발 등 인공적 원인을 발파라고 하며, 이로 인한 지반진동을 학술적으로 발파 진동이라 한다. 폭발에 의한 지진 중 가장 큰 지진은 1961년 소련의 핵무기 실험 때 관측되었다. '이반(차르봄바)'이라고 이름붙인 50 메가톤급 핵폭탄을 터트렸는데, 이때의 규모는 7이나 되었으며 이때 생긴 지진 충격파는 지구를 3번이나 왕복할 때까지 관측되었다.
자연적 원인
지진의 기록
PS시 : 지진 기록에서 P파가 도착한 후 S파가 도착할 때까지의 시간을 말하고 초기 미동 계속 시간이라고도 한다.
PS시를 알면 진원거리와 진앙의 위치를 알 수 있다.

진원까지의 거리 : D = (Vp*Vs/Vp-Vs)*ps시 (D : 진원거리 Vp : p파속도 Vs : s파속도)

진앙까지의 거리 : 진앙까지의 거리는 PS시에 비례하여 PS시가 클수록 진앙까지의 거리가 멀어짐을 알 수 있다.(주시곡선 이용)

진앙의 위치와 진원의 깊이 : 세 곳의 관측소(A, B, C)에서 어느 한 지진의 초기 미동 계속 시간(PS시)을 관측하여, 식으로 진원까지의 거리를 구한 것을 반지름으로 하여 지도상에 원을 그린다. 이 세 원의 공동 현의 교점이 진앙(P)이 된다.
지진의 세기
- 규모 : 지진이 발생했을 때 방출되는 실제 에너지의 양. 진원거리에 관계없이 일정. 아라비아 숫자로 표시하며 소수 첫째 자리까지 표시
- 진도 : 지진에 의한 피해 정도를 나타내는 것. 일반적으로 진원거리가 가까울수록 피해가 크다. 로마 숫자로 표기(Ⅰ~ⅩII 단계로 구분)
릭터 규모
릭터 규모는 지진의 강도를 나타내는 단위로서, 로 표기한다. 1935년, 미국의 지진학자 찰스 릭터가 지진파를 측정해 지진의 에너지를 추정하는 방법을 개발하였다. 릭터 규모는 지진계에서 관측되는 가장 큰 진폭으로부터 계산된 로그값을 바탕으로 만들어진 단위이다. 예를 들어, 릭터 규모 5.0의 지진이 갖는 진폭은 릭터 규모 4.0의 지진보다 진폭이 10 배 크다.
지진 발생시 방출되는 에너지는 그것의 파괴력과도 밀접한 관계가 있는데, 이때 발생하는 진폭의 ³/₂제곱만큼 커진다. 그래서 릭터 규모가 1.0 만큼 차이나게 되면, 방출되는 에너지는 배만큼 커지게 되고, 릭터 규모가 2.0 차이를 보이면 배의 에너지가 방출된다는 뜻이다. 방출되는 에너지의 크기를 알아보기 편하게 31.6 대신 32로 반올림 표기하기도 한다.

- 에너지 E(erg)와 릭터 규모(M)의 관계식


해당 TNT양

0.0 - TNT 15g
1.0 - TNT 480g
2.0 - TNT 15kg
3.0 - TNT 480kg
4.0 - TNT 15t
5.0 - TNT 480t
6.0 - TNT 15kt
7.0 - TNT 480kt
8.0 - TNT 15Mt
9.0 - TNT 480Mt
규모
진도
수정 메르칼리 계급
현재 대한민국에서 사용하는 기준이다. 19세기 후반 귀세피 메르칼리 신부가 개발하고 1921년 해리 O.우드와 프랭크 노이만이 수정한 진도 계급을 말한다. 미국에서 시작되어 여러 나라에서 사용하고 있으며 대한민국에서는 2001년 1월 1일 부터 사용하고 있다.
지진의 종류
지진 예보
지진 대피 요령
지진계
지진은 크게 인공지진과 자연지진으로 나뉜다. 인공지진이란 땅속에서 화약을 폭발시키거나 지하핵실험 등으로 지진과 유사한 현상이 일어 나는 현상을 말한다. 이와 관계있는 용어로 유발지진이 있는데 이는 인공지진은 아니지만 인간의 행위가 원인이 되는 지진으로서, 깊은 우물에 대량의 물을 주입하거나 높은 댐을 만들어 저수할 경우 그 부분에서 지진이 일어나는 경우를 일컫는다. 자연지진은 사람의 행위가 원인이 되지 않는 지진을 말한다. 이는 또한 발생원인이나 형태를 기준으로 다음 3가지 지진으로 분류한다. 지진의 종류는 구조지진, 함몰지진, 화산지진 이렇게 세가지로 구분할 수 있다.
실제로 일어나는 대부분의 지진은 구조지진으로서 지구내부에서 대규모의 변형을 일으키는 힘의 원동력인 구조력에 의하여 축적된 탄성에너지가 일시에 방출되는 현상에 기인하는 것이다. 화산지진은 화산지역에서 화산폭발이 원인이 되어 발생하는 지진이며, 함몰지진은 지각 내부 어디에서 연약한 지반이나 공동이 내려앉으면서 발생하는 지진이다.
한편, 진앙거리 600km를 기준으로 그보다 가까운 것은 근거리 지진으로, 먼 것은 원거리 지진으로 구분한다. 또한, 진원의 깊이에 의해 70km미만은 천발지진, 70km∼300km사이는 중발지진, 300km이상은 심발지진이라 부른다. 제한된 공간과 시간내에서 상대적으로 규모가 가장 큰 지진을 본진이라 하고 그 앞에 나타난 지진은 전진, 그 뒤에 발생한 지진은 여진이라 한다. 본진이라 할 만한 지진이 없을 경우에는 이들을 통틀어 무리지진, 군발지진 혹은 지진군이라 한다. 또한 사람의 몸으로 느낄 수 없고 지진계에만 기록되는 지진을 무감지진, 사람이 느꼈으면 유감지진이라 한다.

지진관측소에는 최소 3개의 지진계를 가지고 있다.
수평동지진계2개와 상하동지진계1개를 꼭 가지고 있는데, 수평동지진계는 ↔ 방향인데, 수평동지진계를 서로 교차되도록 놓아서 동서남북으로흔들림을 검사하는것 이다. 상하동 지진계는 ↕ 방향으로, 상하로 든들리는 지진을 검사하는 것이다. 지면의 진동에 반응하는 기계적 장치, 역학적 또는 전자기적으로 지면진동을 확대하는 장치와 기록장치로 구성되어 있다. 기계적 장치는 지면에 고정된 틀과 이에 부착된 자유진자로 구성되어 있다. 틀이 지면과 함께 진동할 때 자유진자는 관성 때문에 뒤에 남게 되어 이들 사이에 발생하는 상대운동을 기록한다.
진자는 그 자체로서 고유진동수를 가지고 있으므로, 만일 지면의 진동이 이보다 훨씬 빠르면 진자는 거의 정지상태에 머물러 지면진동이 완전하게 기록되고, 훨씬 느리면 진자가 틀과 함께 움직여 상대운동이 없게 된다. 따라서 관심을 가지는 지면진동의 주기에 따라 여러 가지 다른 고유진동수를 가지는 지진계가 필요하게 된다. 근래에는 자기테이프를 지진기록에 이용한다. 지진동의 주기와 진폭이 다양하므로 지진계도 목적에 따라 여러 종류가 있다. 지진동의 가속도와 지각의 변형을 측정하는 특수한 지진계도 고안되었다.
최초의 지진계는 200년경 중국에서 발명되었다.
●자연현상

지평면 수준의 변화
-지진이 일어나기 전, 지표가 기울어지거나 융기하는 등 수준면의 변화가 나타나는 것으로 지진을 예지하기도 합니다.

지진활동 비율의 변화
-작은 지진과 큰 지진의 횟수로 비추어 보아 작은 지진이 수차례 일어날 경우 큰 지진이 일어날 수도 있다는 것입니다.

●과학적 방법

지진파(P파)의 속도 변화
-지진이 발생하기 전에는 암석의 성분이 변하기 때문에 지진파의 속도도 변화한다는 것으로 지진을 예지할 수 있습니다.

●첨단설비 이용

라돈 가스 방출
-지진이 일어나기 전, 지진이 일어나는 활성 단층 일대를 따라 대기중으로 불활성 가스인 라돈이 방출된다는 것이 알려져 있습니다.

암석의 전기 저항값
-암석이 고압력 하에서 파쇄부위의 저항값이 크게 변한다는 사실에서 기초한 이론으로 아직 연구중 입니다.

그 외에도 동물의 이상 행동을 조사하거나 지하수나 온천의 변화, 인공위성을 이용한 장기적인 예측이 있디.
- 집안에 있을 경우 행동요령
책상, 침대 밑에서 책상다리를 꼭 잡아야 합니다. 방석 등으로 머리를 보호합니다.
벽 모서리, 화장실, 목욕탕은 비교적 안전합니다. 불을 끄고 가스밸브를 잠급니다.
- 빌딩안에 있을 경우 행동요령
책상, 탁자 밑으로 빨리 대피하세요. 창문, 발코니로부터 멀리 있으세요. 엘리베이터를 이용하면 안 됩니다. 비상계단을 이용해야 합니다.
- 백화점, 극장, 지하, 운동장에 있을 경우 행동요령
지진을 느끼면 좌석에서 즉시 머리를 감싸고 진동이 멈출 때까지 그대로 앉아 있으세요. 안내자의 지시를 잘 따르고 출구나 계단으로 급히 몰려가면 안 됩니다. 지하시설물은 비교적 안전하지만 정전, 침수등에 대처해야 합니다. 넓은 운동장은 지진에 안전합니다.
- 학교에 있을 경우 행동요령
책상 밑에 들어가 몸을 웅크리세요. 넘어지는 선반이나 책장으로부터 멀리 피하여 몸을 보호해야 합니다. 선생님 지시에 따라 행동하면서, 침착하게 운동장으로 대피하세요.
- 지하철을 타고 있을 경우 행동요령
고정된 물체를 꽉 잡으세요. 문을 열고 뛰어내리면, 지나가는 차량에 치거나 고압선에 감전되는 등의 사고가 발생 할 수 있습니다. 차내 안내방송에 따라서 움직이세요.
- 등산이나 여행중에 있을 경우 행동요령
산악, 급경사지에서는 산사태나 절벽이 무너질 우려가 있습니다. 라디오, 자체방송, 안내요원의 지시에 따라 신속히 대피하세요. 해안에서 지진해일특보가 발령되면 높은 지역이나 해안에서 먼 곳으로 신속하게 대피하세요.
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