자연으로의 대비를 위한 끊이지 않는 연구
과학의 범주를 넘어 하나의 직업으로 발전
▲일본 구마모토 현 지진 |
최근 불의 고리를 중심으로 전 세계에 지진이 발생하고 있다. 각 나라에서 도미노처럼 발생하는 지진으로 사회, 경제적인 피해가 증가하고 있다. 지난 4월, 일본 구마모토 현과 남미 에콰도르에서 발생한 지진의 여파로 수백 명의 사망자와 수만 명에 이르는 이재민이 발생했다. 이처럼 지진을 포함한 자연재해는 예측이 어려워 대비를 하기가 쉽지 않다. 하지만 최근 자연재해를 극복하기 위한 전문가들이 다양한 시도가 주목받고 있다.
지진예측을 위한 다양한 시도
태풍, 홍수, 폭설 등 예측 가능한 자연재해와 달리 지진은 현재까지 정확한 예측은 어렵다고 전문가들은 말한다. 윤원태 기상청 지진화산관리관은 “지진을 예측하기 위한 다양한 시도가 이어지고 있지만, 과학적으로 검증된 방법은 아직 없다”고 말했다. 지진은 지층 속 깊은 곳에서 발생하므로 이를 파악하는 게 다른 자연재해와 달리 어렵다. 구마모토 현 연쇄 지진의 원인은 활단층으로 추정되는데 이런 활단층이 일본에만 2,000개 이상 분포하고 있다. 이런 단층은 땅속 수십㎞에 있어 변화 양상을 파악하는 게 쉽지 않다.
현재 과학자들은 지진 예측을 위해 다양한 방법을 시도해 왔다. 그중엔 곰·전갈 등 동물의 예지능력을 이용하려는 시도도 있었다. 중국 등에서 이런 시도가 이어지고 있지만 아직 성공 사례는 없다. 지진 연구에서 가장 앞섰다는 일본도 단층 이동을 분석해 지진 발생 가능성이 가장 큰 지역을 꼽아 발표하는 것에 그치고 있다. 한국에서도 지진 예측 연구가 진행되고 있다. 김규범 서울대 지구환경과학부 교수가 대표적이다. 김 교수는 지난해 동굴 속 방사성 물질을 이용한 지진 예측법을 발표해 주목을 받았다. 2011년 동일본 대지진 발생 한 달 전부터 경북 울진 성류굴에 설치한 기체 감지장치에서 방사성 물질인 토론과 라돈 농도가 급상승한 것으로 나타났다는 연구 결과였다. 김 교수는 “라돈과 토론을 동시에 측정해 분석한 결과 지진 전조현상을 구분할 수 있었다”고 말했다. 지진 발생을 전자기 신호와 연결해 분석하는 작업도 진행 중이다. 일본 홋카이도 대학의 헤이키 고스케 교수는 2015년 지진 발생으로 지각이 움직이기 전에 지표면과 공기의 전자기 신호가 변화하는 것을 확인했다고 발표했다. 그의 주장은 지각이 움직이면서 지구 대기의 이온층을 바꾸기 때문에 전자기 신호가 변화하는 것을 관측하면 지진 예측이 가능할 수도 있다는 것이다.
다양한 지진예측 방법이 연구되던 중 IBM은 최근 가장 정밀한 지구 맨틀 흐름 모델로 고든벨상(Gordon Bell Prize)을 수상했다. 이들은 IBM 왓슨을 이용해 모델을 추정, 플레이트 움직임에서 언제 어디서나 지진이나 분화가 발생할지 예측한다. 지각 내부에 있는 맨틀은 철과 마그네슘을 함유한 바위층이다. 상부 100km 암석권은 개체에서 지표 부근이 지구의 지각 변동 원인이 되고 있다. 그 아래쪽은 맨틀 물질이 융해되어 있어 수직이나 수평 흐름을 만들어낸다. 과학자들은 주로 열에 의해 맨틀이 상승하는 위치와 내려앉는 과정에서 맨틀 흐름이 플레이트에 움직임을 주는 것으로 보고 있다. 서로 엇갈리거나 부딪치면 플레이트 움직임이 지진의 근본적인 원인이 된다. 따라서 맨틀 흐름에 따라 플레이트가 어떻게 움직이고 어디에 부하가 걸려 있는지를 기반으로 한 모델링은 지진이 언제 어디서 발생할지 예측하는 걸 도와줄 수 있다. 하지만 화산폭발은 맨틀의 흐름과 직접적인 관계가 없으므로 IBM도 화산 활동을 정확하게 예측할 수 있지는 않다고 말한다. 하지만 왓슨에 대량 데이터를 입력하고 슈퍼컴퓨터를 쓰면 지금까지 간과해온 지각의 비정형 패턴을 찾을 수 있다고 예측하고 있다.
▲스톰체이서용 개조차량 |
토네이토를 쫓는 스톰체이서
1996년 개봉한 트위스터는 끔찍한 토네이도에 아버지를 잃은 주인공이 토네이도 추적대를 결성해 사투 끝에 결국 베일 속에 있던 토네이도의 비밀을 풀어내는 영화이다. 영화와 같이 토네이도가 발생했을 때 토네이도에 접근하거나 중심으로 들어가 크기, 전개 방향, 이동 속도 등의 관련 자료를 현장에서 수집해 토네이도에 대한 연구 자료로 제공하는 전문가들을 일컬어 스톰체이서라고 한다. 이들은 토네이도의 발생원인과 예측을 목적으로 하는 과학자가 있는 반면, 토네이토를 촬영한 영상을 방송국에 판매하거나 직접 방송을 함으로써 상업적인 이익을 얻고자 하는 이들도 있다. 미국 디스커버리 채널에서는 스톰체이서란 제목의 특수 차량을 타고 토네이도의 발생과 소멸 전 과정을 카메라에 담기 위해 고군분투 하는 모습을 그린 다큐멘터리 프로그램을 시즌제로 편성하기도 했다. 하지만 스톰체이서라는 명칭처럼 위험성이 높아 실제 사고가 발생하는 경우도 있다. 2013년 미국 오클라호마주 엘리노를 강타한 토네이도에 스톰체이서로 널리 알려진 팀 사마라스 등 일행 3명이 사망했다. 이처럼 높은 위험성과 토네이도의 사진이나 동영상을 촬영해 언론에 판매하는 일도 해왔다는 점에서 돈을 벌기 위해 목숨을 걸고 폭풍 속으로 뛰어든다는 부정적인 시각도 있다. 특히, 토네이도 영상을 원하는 언론들이 경쟁을 부추겨 위험을 부른다는 비판이 제기되고 있다. 하지만 아직도 미국에는 토네이도만 전문적으로 추적하는 폭풍추적자들이 100여 명에 달하는 것으로 알려졌다.
