2017년 포항 지진…"얼마든지 예측 가능했다" 네이처에 논문

고려대 이진한 교수, 연구결과 네이처 커뮤니케이션에 발표 

지난달 19일 경북 포항시 북구 흥해읍 실내체육관에 설치돼 있던 지진 피해 이재민들의 임시 대피시설이 철거되고 있다. 대피시설 철거는 국무총리실 소속 포항 지진피해구제심의위원회가 최근 제19차 지진피해구제 심의위원회를 열어 한미장관맨션과 대신동 시민아파트를 수리 불가(전파)로 결정함으로써 이재민들의 전파 수준의 보상을 받을 수 있는 길이 열렸기 때문이다. 이재민들은 전파 수준의 보상금으로 새로운 주거지를 마련할 것으로 알려졌다.[뉴스1]

 2017년 11월 국내 지진관측 사상 최대 피해가 발생한 규모 5.5의 포항지진이 정량적으로 얼마든지 예측 가능한 지진이었음이 밝혀졌다. 당시 정부조사단은 포항 지진이 지열발전소의 실증연구에 따른 ‘촉발지진’이며,  지열발전 사업기관과 책임자들이 지진 위험 관리를 부실하게 한 때문이라고 결론 내린 바 있다.

고려대학교는 이진한 지구환경과학과 교수 연구팀이 서어지 샤피로 독일 베를린자유대 교수, 김광희 부산대 지질환경과학과 교수와 함께 2017년 발생한 포항지진이 지열발전소 물 주입 때 발생한 미소(微小) 지진 자료를 과학적으로 관리하고 분석했다면 예측하고 예방할 수 있었다는 것을 정량적으로 입증해냈다고 4일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 네이처의 자매지인 네이처 커뮤니케이션에 게재됐다.

이진한 고려대 지구환경과학과 교수. 최정동 기자

지열발전 유발지진 예측 새 방법 제안

포항지진 발생 이전까지만 하더라도 전 세계적으로 지열발전을 할 때는 물 주입량과 최대지진규모 사이의 전통적 관계식을 이용해‘신호등 체계’(traffic light system)를 만들어 유발지진의 안정성을 확보했다. 신호등 체계란 지하 암반에 물을 주입하면 유발지진이 발생하는데, 이때 발생된 지진규모에 따라 단계별로 대응하는 경보체계와 안전관리체계를 말한다.  하지만 이진한 교수 연구팀은 포항지진의 경우 지하의 단층대에 직접 물을 주입했기 때문에 기존 관계식으로 예측 가능한 규모보다 훨씬 더 큰 규모의 지진이 발생했음을 밝힌 논문을 사이언스에 게재한 바 있다.

이번에 네이처 커뮤니케이션에 게재한 논문에서 이진한 교수 연구팀은 물 주입 시 최대지진규모에 영향을 주는 요인은 물 주입량 이외에도 ▶물 주입 이후 경과시간, ▶지열발전소 부지에 작용하는 지체구조응력이라는 분석자료, 그리고 ▶지진 지수 개념을 이용해 물 주입 시 발생 가능한 최대 지진규모를 예측하는 새로운 방법을 제안하였다.

포항지진 원인

"심부 지열발전 연구, 중단돼서는 안 돼""

이진한 고려대 교수는 “심부(深部) 지열발전은 규모 2 이하의 미소지진은 물론 드물게는 중규모 이상의 지진도 유발할 수 밖에 없기 때문에 그간 단계마다 안전성을 확인하는 신호등 체계를 사용해왔다”며“이번 논문에 소개된 방법은 심부 지열발전소 건설 시 유발지진 안정성 확보를 위하여 필수적인 새로운 신호등 체계 확립에 활용될 것으로 기대된다”고 말했다. 이 교수는 “심부 지열발전은 아직 제대로 이용하지 않고 있는 대표적인 효과적 신재생에너지원”이라며 “체계적으로 관리되지 않은 지열발전 개발로 발생한 지진 때문에 심부지열발전 연구가 중단돼서는 안된다”고 덧붙였다.

이번 연구 결과는 오는 15일 포항지진 4주년을 맞아 포스코국제관에서 열리는 ‘2021 포항지진 국제포럼’에서도 발표되며 온라인(www.pohangeq.or.kr)으로 생중계될 예정이다.

심부지열발전

 지하 4000~5000m를 시추해 외부환경에 영향을 주지 않는 지열에너지 저장공간을 만들고, 그 곳에 물을 주입해 섭씨 150~200도로 가열된 지하수를 이용해 발전과 난방열 공급에 활용한 후 다시 저장공간으로 물을 순환시키는 방식을 말한다.

최준호 과학ㆍ미래 전문기자 joonho@joongang.co.kr