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반경 250㎞ 내 강진 10초내 탐지 목표

수리연, 초전도 중력경사계 연구

  • 오상훈 국가수리과학연구소 중력응용연구팀장
  •  |   입력 : 2022-06-07 19:15:50
  •  |   본지 14면
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- 울릉도 등 설치… 피해 축소 기대

최근 연구에 의하면 지진 발생 후 P파 도달 이전에 발생한 탄성중력신호의 경우 규모 8.3 이상의 큰 지진에 대해서만 대단위의 지진계 네트워크를 통해 탐지가 가능하다. 그보다 작은 규모의 지진을 탐지하기 위해서는 초고감도의 스트레인미터(strainmeter)가 필요하다. 이는 길이의 변형을 측정하는 장치로, 라이고 같은 중력파 검출기는 훌륭한 스트레인미터 중 하나다.

라이고는 원래 길이 대비 변형된 길이가 십만 경 분의 일() 정도가 변형되어도 감지할 수 있는 초정밀 장치다. 스트레인미터는 라이고와 같은 레이저 간섭계 외에도 초전도 현상을 응용한 중력경사계 (gravity gradiometer), 토션-바 안테나(torsion bar antenna), 원자 간섭계(atom interferometer) 같은 장치가 있다. 이 모든 장치는 천체물리학적 중력파를 관측하기 위해 제안·추진되고 있다. 지구물리학에서 지진을 탐지하기 위해 이보다 낮은 천 조 분의 일() 정도의 변형률 측정 감도로도 충분하기 때문에 탄성중력 변화를 측정하는 최적화된 장치를 개발하는 것은 앞선 천체물리학적 사건을 측정하는 장치보다 훨씬 기술적으로 용이하고 비용도 적게 든다.

국가수리과학연구소는 이런 목적으로 초전도 중력경사계를 개발하기 위해 사전 연구를 하고 있다. 2017년 한국천문연구원, 한국과학기술정보연구원과 공동으로 국가과학기술연구회 선행융합연구사업으로 초전도 중력경사계의 개발과 관련한 선행연구를 수행했다. 이를 이용해 지진을 탐지하기 위한 초전도중력경사계의 개념설계와 스펙, 개발비용 산출 및 응용과학 연구를 진행했다.

아울러 탄성중력신호 검출을 통한 지진 탐지 목적의 초전도 중력경사계를 개발하기 위해 기초 연구를 하고 있다. 대략 규모 7 이상의 지진이 일어날 경우 반경 250㎞에서 발생하는 지진을 10초 이내에 탐지하고 규모를 정확하게 추정하는 것이 가능한 초전도 중력경사계의 개념설계와 관련 연구를 하고 있다.

이는 강원 울릉도 같은 지역에 설치할 경우 근처 지진 탐지는 물론 동해 지진을 통해 동해안에 피해를 입힐 수 있는 지진해일의 조기 경보에도 기여할 것으로 기대된다.
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