지질자원연구원 이수형 박사팀, 국내 지하수 수위 변화감지
문경서 7.8 본진에 수위 7㎝ 상승, 7.5 여진엔 3㎝ 하락 관측
강진으로 지하수 유입·유출 영향 가능…지속적인 연구 필요
이번 튀르키예 강진은 7400㎞ 떨어진 우리나라 지반뿐만 아니라 지하수 수위에도 큰 영향을 준 것으로 확인됐다.
한국지질자원연구원(KIGAM)은 이수형 박사 연구팀이 지난 6일(현지시각) 발생한 튀르키예 강진의 본진(규모 7.8)과 여진(규모 7.5) 이후 국내 지하수 관측정 두 곳인 문경과 강릉에서 큰 폭의 지하수 수위 변화가 감지됐다고 14일 밝혔다.
문경 관측정에서는 본진 이후 지하수 수위가 7㎝ 상승한 뒤 여진땐 3㎝ 수위 하강을, 강릉 관측정에서는 본진 후 3㎝의 수위 상승이 탐지됐다.
지진이 일어나면 지진파에 의해 지하수가 있는 대수층 주변의 암석들에 압력이 가해지고 대수층에 압축과 팽창이 발생해 지하수 수위는 상승과 하강의 반복현상인 ‘오실레이션(oscillation)’이 일어난다.
지하수를 함유한 지층인 대수층(aquifer)은 모래, 자갈, 실트, 점토 등 공극량이 많은 것으로 구성된다. 모래, 자갈, 사력의 혼합물은 공극의 크기도 커서 지하수가 잘 유동하는 반면에 실트나 점토는 공극의 크기가 작아 지하수 이동이 어렵다.
특히 문경 관측정에서는 튀르키예 강진의 본진과 여진에 따른 지하수 수위 여파가 뚜렷하게 감지됐다.
국내에서 유일하게 지진-지하수 변화 연구를 수행 중인 이수형 박사팀은 그동안 인도네시아 강진(2010년 규모 7.7), 동일본 대지진(2011년 규모 9.0), 네팔 강진(2015년 규모 7.8)은 물론 9300㎞ 떨어진 뉴질랜드 강진(2021년 규모 7.8) 당시에도 지하수 수위 변화를 관측, 연구해 국제학술지에 발표했었다.
강력한 지진이 발생하면 지하수의 급격한 유동으로 유출과 유입이 불규칙적으로 일어날 수 있다. 지하수가 풍부한 대수층이나 방사성폐기물 부지 및 오염 지역 등 지중환경에 심각한 영향을 미칠 수 있기 때문에 지진-지하수 연계 점검을 통한 지속적인 연구가 필요하다.
이수형 박사는 “이번 관측 연구를 통해 강진이 발생하면 수천 킬로미터 떨어진 곳에서도 지각의 흔들림뿐만 아니라 지하수에도 영향을 줄 수 있다는 결과를 확인했다”며 “지진과 연계한 지하수 관측과 분석 연구를 꾸준히 수행해 보이지 않는 보물인 지하수의 보존과 활용을 위해 노력하겠다”고 밝혔다.