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장주기지진동(長周期地震動)에 대한 간단한 이해

마드리갈, 2024-04-23 00:41:01

조회 수
42

요즘 지진관련 정보에서 자주 등장하는 용어로 장주기지진동(長周期地震動, Long-period Ground Movement/LPGM)이 있어요. 저주파이다 보니 저주파지진동(低周波地震動)으로도 불리는 이 현상에 대해 간단히 설명하고 자료를 제시해 볼께요.

일단 모식도로 본 장주기지진동은 이런 것.

30il-1.jpg
이미지 출처
(장주기지진동이란, 카지마건설 내진진단-내진보강 웹사이트, 일본어)

이 모식도에서 상정하는 지진은 일본의 태평양측(太平洋側)에 일어날 것으로 여겨지고 있는 대지진인 남해트라프거대지진(南海トラフ巨大地震). 그런데 진앙(震央)은 흔들림이 적은 반면 단단한 암반 사이에 있는 두껍고 부드러운 퇴적층 위에 세워진 건물은 의외로 큰 진동에 취약하게 되어요. 게다가 도쿄(東京), 나고야(名古屋), 오사카(大阪) 등의 대도시들은 대부분 문제의 퇴적층 위에 세워진 곳이 많아요. 장주기지진동은 이래서 위협적이죠. 실제로 2004년의 니이가타현츄에츠앞바다지진(新潟県中越沖地震, M 6.8) 당시에는 200km 떨어진 도쿄의 고층빌딩의 엘리베이터 와이어가 끊어지거나 2011년의 동일본대지진(東日本大震災, M 9.0) 당시 700km 떨어진 오사카의 55층 빌딩의 엘리베이터가 정지하거나 내장재나 방화셔터 등이 손상되는 피해도 일어났어요.
그리고 2024년의 첫날에 발생한 노토반도지진(能登半島地震)에서도 장주기지진동이 관측되었어요.

그러면 그 다음은 개별 건물에 미치는 영향.

30il-2.jpg
이미지 출처는 위의 것과 동일해서 생략할께요.

여러모로 피해가 많아요. 천장에 설치한 기기가 넘어진다든지, 문틀이 뒤틀려서 갇힌다든지, 정전이 일어난다든지, 천장이 떨어진다든지, 가구가 넘어지거나 미끄러져 움직인다든지, 엘리베이터 케이블이 풀리거나 끊긴다든지 하는 문제가 일어나고 엘리베이터 이용자가 갇힐 수도 있어요. 물론 물리적인 피해가 없더라도 거주자의 심리적 불안은 당연히 가중되기 마련이구요.

지진대비에서 세계최고의 수준을 보이는 일본에서조차도 장주기지진동은 2023년 2월 1일에야 긴급지진속보 대상으로 편입되었을 정도로 아직은 대비의 역사가 길지 않다 보니 일본의 미디어에서는 장주기지진동 관련자료를 잘 정리해서 보도하고 있어요.
이 진동의 단계는 크게 4개의 계급으로 나누어져요.

img_02e21d9ac15b6ee4e14457342142d156750464.jpg
이미지 출처
(노토반도지진에서 "계급 4" 를 관측 "장주기지진동" 이란 긴급지진속보의 대상에, 2024년 1월 2일 TBS NEWS DIG 기사, 일본어)

각 계급은 이렇게 되어요. 수가 커질수록 격심해져요.
계급 1. 블라인드 등이 크게 움직인다
계급 2. 찬장의 식기나 서가의 책이 떨어지는 경우가 있다
계급 3. 서 있는 게 곤란해진다
계급 4. 기어가지 않으면 움직일 수 없다

올해의 노토반도지진에서는, 기어가지 않으면 움직일 수 없는 상황까지 나왔다는 의미.
게다가 14층 이상의 건물에서 피해를 받기 쉽다는 것도 알려져 있어요. 고층빌딩의 경우 10분 이상 계속 흔들릴 수 있다 보니 기존건물의 내진능력 보강 및 신규건물에서의 강화된 내진(耐震), 제진(制震) 또는 면진(免震) 등의 구조설계가 필요해져요.


이렇게 장주기지진동에 대해 간단히 정리해 보았어요.
지진 관련사항에 대한 이해에 도움이 되길 바랄께요.
마드리갈

Co-founder and administrator of Polyphonic World

2 댓글

Lester

2024-04-27 12:11:11

지진 관련해서는 옛날에 비주얼 박물관이라고 하는 과학전집에서만 봤습니다. '화산' 편에서 같이 다루고 있더군요. 학습만화가 아니다보니 실제로 지진이 일어나면 어떻게 해야 한다는 행동지침 같은 건 없었지만 대다수가 실제 사진으로 이루어져 있었기에 더욱 기억에 남았던 것 같습니다.


해당 책자에서는 진도나 매그니튜드로 지진의 세기를 분류했던 것 같은데 일본에서는 계급이라는 독자적인 표기를 쓰는 건가요? 아니면 편의상 축약한 것이려나요?

마드리갈

2024-04-27 12:22:06

지진과 화산은 자연의 힘이 얼마나 무서운지를 잘 드러내는 대표적인 사례죠. 사실 원자폭탄만 하더라도 그 위력이 상상하기 힘들 정도로 끔찍한데 지진과 화산은 그 원자폭탄을 "따위" 로 전락시켜 버릴 정도의 레벨이니...


그런데 말씀하신 3가지 개념이 모두 달라요. 즉 진도도 매그니튜드도 계급도 모두 다른 것이죠.

매그니튜드(Magnitude)는 지진의 절대적인 크기를 말하는 것이고 정수가 1 증가할 때마다 방출되는 에너지는 32배로 증가하고 위력의 증가율도 동일해요. 즉 정수가 2 증가하면 위력은 1,000배 이상이 되어요.

진도(震度)는 일본에서 독자적으로 고안된 체계인데 이것은 지진이 생활에 미치는 영향을 보이고 있어요. 지진은 절대적인 크기도 중요하지만 진원이 깊은가 얕은가에 따라 실질적으로 미치는 영향은 각각 다르기 마련이라서 그에 따른 별도기준도 필요해요. 이것은 1, 2, 3, 4, 5약. 5강, 6강, 6약 및 7의 10단계로 분류되어 있어요.

본문에 소개된 계급은 지진의 직접적인 효과가 아닌 장주기지진동의 정도를 나타낸 것이죠. 즉 지진이 일어나지 않은 곳이라도 다른 곳에서 발생된 지진으로 인해 발생한 저주파지진동의 영향을 받을 수 있다 보니 이것을 위해서 새로운 기준이 만들어졌어요.

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