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지진은 지구 내부의 에너지가 지각을 통해 방출되면서 땅이 흔들리는 자연현상입니다. 이 현상은 대규모 재해로 이어질 수 있으나, 그 원리를 이해하면 예방과 대비에 도움이 됩니다.
이번 글에서는 지진이 발생하는 원인과 땅이 흔들리는 이유를 과학적으로 살펴보겠습니다.
지진이 발생하는 원인
지진은 주로 지구 내부의 지각 활동과 관련이 있습니다. 대표적인 원인은 다음과 같습니다.
1. 판 구조론에 따른 판의 움직임
지구의 표면은 여러 개의 거대한 판(tectonic plates)으로 나뉘어 있습니다. 이 판들은 끊임없이 움직이며, 그 상호작용이 지진의 주요 원인입니다.
- 수렴 경계: 두 판이 충돌하며, 하나의 판이 다른 판 아래로 밀려 들어갈 때 강력한 지진이 발생합니다.
예: 일본, 인도네시아 등 환태평양 지진대. - 발산 경계: 두 판이 멀어지며 지각이 갈라지고 새로운 지각이 형성될 때 지진이 발생합니다.
예: 대서양 중앙 해령. - 변환 경계: 두 판이 서로 마찰하며 옆으로 이동할 때 긴장이 축적되어 지진이 발생합니다.
예: 미국의 샌안드레아스 단층.
2. 지각 내부의 응력 축적과 해소
지각은 지속적인 응력을 받으며, 이 응력이 한계점을 초과하면 지각이 갑작스럽게 파열됩니다. 이때 발생한 에너지가 지진으로 나타납니다.
- 단층 활동: 지각의 약한 부분(단층)에서 응력이 집중되며, 단층이 움직일 때 지진이 발생합니다.
- 응력 해소: 오랜 기간 동안 쌓인 응력이 한 번에 방출되면서 지진이 일어납니다.
3. 화산 활동
화산 활동과 관련된 지진은 화산 지진으로 분류됩니다.
- 마그마 이동: 마그마가 지각 내부로 올라오면서 주변 암석을 밀어내거나 균열을 만들어 지진이 발생합니다.
- 화산 폭발: 화산이 폭발하면서 충격파가 발생해 지진으로 이어질 수 있습니다.
4. 인공적 요인
인간 활동에 의해 발생하는 지진은 유발 지진이라고 합니다.
- 광산 작업: 지하 자원을 채굴하면서 지각 구조가 불안정해질 수 있습니다.
- 댐 건설: 대형 댐은 지하수와 하중을 변화시켜 지진을 유발할 가능성이 있습니다.
- 지하 폭발: 핵 실험과 같은 강력한 폭발은 인공적인 지진파를 발생시킵니다.
땅이 흔들리는 이유: 지진파의 작용
지진이 발생하면, 지구 내부의 에너지가 지진파 형태로 방출되며 땅을 흔들리게 만듭니다.
1. 지진파의 종류
지진파는 크게 두 가지로 나뉩니다.
- 내부파(Body Waves)
지구 내부를 통과하며 전달되는 지진파입니다.- P파(Primary Wave): 압축과 팽창을 반복하며 가장 빠르게 이동합니다.
- S파(Secondary Wave): 전단파로, 고체에서만 이동하며 P파보다 느립니다.
- 표면파(Surface Waves)
지구 표면을 따라 이동하며, 땅의 흔들림을 가장 크게 느끼게 합니다.- 러브파(Love Wave): 수평 방향으로 움직이는 파동.
- 레이leigh파(Rayleigh Wave): 위아래로 굴곡을 만드는 파동.
2. 진앙과 진원의 관계
- 진앙: 지진이 발생한 지점의 바로 위 지표면.
- 진원: 지진이 실제로 발생한 지구 내부의 지점.
지진파는 진원에서 방출되어 진앙을 중심으로 퍼지며, 거리가 가까울수록 흔들림이 더 강하게 느껴집니다.
3. 흔들림의 강도에 영향을 미치는 요인
- 지진의 규모: 방출된 에너지의 총량으로, 규모가 클수록 강력한 흔들림이 발생합니다.
- 지진의 깊이: 진원이 얕을수록 지표면의 흔들림이 강합니다.
- 지반의 특성: 단단한 암반보다 느슨한 퇴적층에서 흔들림이 더 크게 느껴집니다.
지진 발생의 주요 영향
지진은 자연재해로서 다음과 같은 영향을 미칩니다.
- 지반 붕괴: 강한 지진은 건물과 구조물의 붕괴를 초래합니다.
- 해일(쓰나미): 바다에서 발생한 지진은 쓰나미를 일으킬 수 있습니다.
- 2차 재해: 화재, 가스 누출, 전력 및 통신 두절 등이 발생할 수 있습니다.
글의 요약
- 지진은 주로 지각 판의 움직임과 응력 해소, 화산 활동 등으로 인해 발생합니다.
- 지진파가 지구 내부와 표면을 통해 전달되며, 땅이 흔들리는 현상을 만들어냅니다.
- 지진의 강도와 흔들림은 규모, 진원의 깊이, 지반의 특성 등에 따라 달라집니다.
중요한 단어 간단 설명
- 판 구조론: 지구 표면이 여러 개의 움직이는 판으로 구성되어 있다는 이론.
- 지진파: 지진 발생 시 지구 내부에서 방출된 에너지가 파동 형태로 전달되는 것.
- 진원: 지진이 발생한 지구 내부의 지점.
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