한반도 남동부지역에서 발생한 미소지진 특성

Abstract

한반도 남동부지역에서 발생한 미소지진 특성을 규명하기 위하여 울산 및 경주 부근에 20개의 광대역 관측소를 설치하여 임시지진관측망을 구축하였다. 2011년 9월부터 2013년 2월까지 35˚ N부터 36.2˚ N와 128.5˚ E부터 129.7˚ E까지 범위에 대하여 지진 발생을 관측하였다. 관측망을 구성하는 모든 관측소는 온라인으로 연결되어 있지 않아서 기록되는 모든 연속 자료를 주기적으로 직접 방문하여 백업을 받아서 서버에 모두 저장하는 방식으로 진행하였다. 하루에 20개 관측소에서 기록된 자료를 모두 통합하여 1개의 덤프파일로 제작하여 연구기간 일 수만큼 총 547개의 덤프파일을 지진분석에 활용하였다. 이 덤프파일들은 SeisComP3 소프트웨어 패키지에 입력파일로 사용되어 이벤트 검출을 시도하였다. 방대한 양의 자료를 짧은 시간 내에 실시간으로 시뮬레이션(Playback)하여 이벤트를 검출하기 위해서 SeisComP3에 설정한 가상 오프라인 Seedlink로 파형자료가 빠르게 입력 할 수 있도록 모듈을 설정하였다. 이벤트를 검출할 때 규모가 작은 지진을 검출할 수 있도록 트리거 변수를 설정하고, 검출 방법은 STA/LTA 알고리즘을 이용한 자동 피킹 방법을 사용하였다. 1년 6개월 동안 총1202개의 이벤트가 검출되었고, 연구지역에서 발생한 850개의 이벤트만을 사용하여 추가분석을 실시하였다. 획득한 이벤트 자료에는 자연지진뿐만 아니라 인공지진도 다수 포함되어 있기 때문에, 인위적 또는 자연적 발생 원인을 확인하여 지진 분포 특성을 정확히 확인하는 것이 연구지역의 지진활동도 특성 및 지질구조와의 연관성을 규명하는데 매우 중요하다. 먼저 낮 시간과 밤 시간에 발생한 이벤트의 분포를 확인하기 위해서 1시간마다 이벤트 분포 변화를 조사하였다. 모든 이벤트에 대하여 지진파형을 직접 확인하여 뚜렷한 인공지진과 자연지진의 특징을 갖는 두 개의 그룹으로 분류하였다. 그 결과 전체 이벤트 중에 약 70%가 인공지진으로 분류되었고, 나머지 약 250개의 자연지진을 확인할 수 있었다. 이벤트의 발생 시간을 살펴보았을 때 인공지진으로 분류된 이벤트의 발생 시간이 낮 시간에 집중되어 있는 것을 알 수 있고, 반면에 자연지진은 24시간 전체에 거의 균등하게 분포한다. 자연지진으로 분류된 이벤트의 진앙은 경주 남동쪽과 울산 북쪽 지역에 우세하게 분포한다. 이 지역에서 발생한 이벤트를 Velellipse 위치결정 알고리즘을 이용하여 정밀 진원 재결정을 실시하였다. 진원 재결정된 이벤트는 특히 소위 울산단층 북동부 지역에 집중적으로 분포하였다. 하지만 짧은 관측기간 동안 얻은 이벤트의 공간적 분포를 이 지역의 지표단층 분포와 관련하여 설명하기에는 어려움이 있다. 진원 재결정된 이벤트의 단층면해 분석을 실시하였다. 단층면해 분석결과로부터 주향이동 또는 경사이동 등의 다양한 단층운동이 결합되어 있음을 알 수 있다. 대부분의 단층면해에서 압축 축은 동-서 방향을 보이고 있으며, 이러한 특징은 이 연구를 통하여 관측한 미소지진 활동이 한반도에 작용하는 광역 응력장에 순응한 결과로 해석할 수 있다. 연구지역의 지구조운동 특성과 지진 분석 결과를 결합하여 해석한 결과, 소위 울산단층 상반에 해당하는 지역에서 광역 응력장에 영향을 받은 미소지진 발생 양상은 한반도 남동부의 다른 지역에 비하여 높은 지진활동도를 나타낸다.