지진이 발생하면 지진파인 P파와 S파의 도달 시간차를 이용해 지진 발생 위치인 진앙을 결정한다. 그리고 지진파 진폭의 크기 자료로 지진의 강도와 진원을 계산한다. 지하 핵실험과 같은 인공지진의 경우에도 지진파 정보가 핵실험 위치와 규모를 추정하는 데 사용된다. 또한 지진파로 알 수 있는 지진의 규모인 진도는 지진 피해 예측에도 중요하지만 핵실험 같은 인공지진의 경우 핵실험의 심도와 규모 예측에 중요한 수치이다.

올해 초 북한에서의 인공지진을 감지한 후 기상청은 당초 진도 4.3ML을 발표 후 재해석 진도 4.8mb로 수정 발표했다. 진도의 단위사용 적용 오류였다. 진도는 지역규모(ML)와 실체파 규모(mb) 단위가 사용된다. 지역규모는 보통 진앙거리 약 500㎞ 이내의 지진 규모에 사용된다. 국내에서 별다른 언급 없이 발표되는 지진은 지역규모(ML) 단위로 보면 된다. 반면, 발파나 핵실험 같은 인공지진 시에는 실체파 규모(mb)를 사용한다. 인공지진을 지역규모로 측정하면 실체파 규모 측정보다 작게 평가된다.

인공지진과 자연지진은 P파, S파의 파형 형태가 다르기 때문에 쉽게 식별·구분할 수 있다. 특히 핵실험과 같은 인공지진 시에는 음파가 발생하므로 공중음파를 관측·분석하면 더욱 명확히 핵실험 진위여부와 위치정보까지 확인할 수 있다. 지난해 서해 연평도 근해에서 북한이 미사일 발사 실험을 수차례 실시하고도 발사 사실을 부정하였다. 하지만 공중음파는 거짓말을 하지 않는다. 공중음파가 발사 사실은 물론 발사 횟수와 위치까지 정확히 확인시켜줬다. 한국지질자원연구원(KIGAM)은 이번 북한지역에서 발원한 특이신호에 대해 국내 38개 지진관측소 및 중국, 러시아, 일본의 지진관측소 정보와 국내 8개 공중음파 관측소의 관측자료를 분석하여 1월 6일 10시 30분 01초에 41.297N, 129.090E (함경북도 길주군 풍계리)에서 발생한 실체파 규모 4.8 mb의 인공지진이라는 사실을 신속히 확인·보고했다. 이어 중국, 백두산 주변, 러시아의 국외 지진 사이트 정보와 공중음파 자료를 종합 분석하여 풍계리 지역 해발 2180m 인 만탑산 지하 770m에서 핵실험이 이뤄진 것 역시 신속히 밝혀냈다.

재난 정보를 신속·정확하게 발표하는 것이 재난예방과 피해 저감의 핵심이다. 핵실험과 같은 인공지진에서는 음파가 발생하므로 공중음파 탐지가 대단히 중요하다. 특히 분단국가인 우리나라는 이번 북한의 핵실험이나 기타 군사 작전에 대한 상시 감시 활동이 무엇보다 중요하다. 그런데 그동안 북한의 미사일 발사 정보는 국내보다 항상 국외 정보가 앞선다. 이유는 공중음파 관측 장비와 관측시스템 구축 미비 때문이다.

1997년부터 수개 처에 공중음파 관측소에 관측 장비가 설치되었지만, 현재는 관측 장비 노후화가 심하다. 이들 관측 장비의 첨단화와 단주기적 업그레이드는 필수적이다. 관측소의 최신기종 장비교체와 최신 공중음파 분석시스템 구축이 요구된다. 또한 육상 뿐 아니라 북한의 해저 핵실험이나 잠수정 이동 등 군사작전 대비 수중음파 탐지 상시 모니터링 시스템 구축도 반드시 병행하여 이뤄져야 한다. 이원화되어 있는 지진센터의 지진-공중음파 관측시스템을 지진-공중-수중음파 3중 동시 탐지시스템으로 발전시키는 등 인공지진 감지기능 향상이 시급하다. 또한 핵실험의 진위여부, 강도뿐 아니라 어떤 종류의 핵실험인지 탐지도 중요하다. 대기분석이나 낙진 방사능 물질 분석에는 시간이 걸린다. 핵실험 종류 구분의 새로운 신속탐지 방법과 기술 개발도 서둘러야 한다. 위성사진 분석 원격탐사시스템 연계 구축도 고려해 볼 만하다. 민-군 융합연구로 그 해법을 찾아보는 것은 어떨까.

김규한 한국지질자원연구원장

<저작권자ⓒ대전일보사. 무단전재-재배포 금지>