경북 경주에서 지난 12일과 19일 두 차례 지진이 발생하기 1~5일 전 진앙지 주변 지하 암반수 수위가 크게 증가했던 것으로 나타났다.
정상용 부경대학교 지구환경과학과 교수는 경북 경주시 산내면 의곡리에 설치된 지하수관 측정 자료에서 지진이 발생하기 전 지하수위 변동이 잘 나타난다고 26일 밝혔다.
정 교수는 "지진이 발생하면 응력이 암석에 그대로 전달되면서 액체인 지하수 수위가 올라갔다가 지진이 발생하면 응력이 해소되기 때문에 다시 내려간다"고 주장한 뒤 "지진으로 발생한 응력이 지하수로 전달되면서 수위 변동에 곧바로 영향을 미치는 것"이라고 덧붙였다.
정 교수는 특히 경북 경주 진앙지인 내남면에서 서쪽으로 불과 12km 떨어진 관측소 지하 암반 주변으로 응력이 계속 증가하고 있어 당분간 여진이나 더 큰 지진이 올 가능성이 있다고 분석했다.
국토교통부는 지난 1995년부터 지역 또는 유역별 대표 지점에 지하수의 수위나 수질의 변동상황을 실시간으로 관측할 수 있도록 지하수 관측소를 설치했다. 현재 국내에 설치된 지하수 관측소는 402곳에 달한다.
경주 산내면 지하수 관측소에 기록된 자료에 따르면 지난 11일 지표면 기준 1.79m 떨어져 있던 지하 암반수가 하루만에 49cm가량 상승하면서 1.3m까지 올라왔다.
이후 다음날인 지난 12일 오후 7시 44분께 경북 경주 남남서쪽 9km 내륙에서 규모 5.1 지진이 일어났고 오후 8시 32분께 또 한차례 규모 5.8의 추가 지진이 발생했다.
지난 14일 지하 암반수 수위는 또다시 솟구쳤다. 이날 지하수는 전날보다 40cm 이상 상승하면서 지표면에서 불과 0.91m 떨어진 곳까지 올라왔다.
지하 암반수 물줄기는 지난 16일 10cm이상 증가해 0.81m로 집계됐고 17일에는 추가로 40cm가량 올라 지표면 기준 0.4m 떨어진 지점까지 상승했다. 지하 암반수는 18일까지 조금씩 올라 지표면 기준 0.38m 까지 올라왔다.
지난 19일 오후 8시 32분께 규모 4.5의 강한 여진이 경북 경주지역에서 발생했고 부산, 울산, 경남까지 여파가 미쳐 진도가 감지됐다.
하지만 26일 현재까지도 지하 암반수 수위는 지표면에서 불과 0.39m 떨어진 지점에서 내려가지 않고 있다.
정 교수는 "이 지역은 지하수 심도가 65m에 달하는데, 평소 (지하수)수위가 1.9m 인 것과 비교하면 (현재 0.39m는)상당히 높은 수준"이라며 "여진이나 큰 지진을 통해 다시 압력을 해소하면서 (수위가)내려가게 될지, 아니면 이 상태가 당분간 유지가 될 지 아직은 알 수 없다"고 말했다.
또 "해외에서는 지하 암반수와 지진과의 연관성을 밝혀내는 연구가 10여년 전부터 이뤄지고 있지만 우리나라의 경우는 첫 사례"라며 "게다가 이처럼 지진과 지하 암반수 수위가 잘 매치되는 사례 또한 드물다"고 지적했다.
하지만 지역에 따라 지하 암반 성분과 특성이 다르고 진앙지에서 떨어진 위치도 다르기 때문에 지진과 암반수 사이에 나타나는 양상이 조금씩 차이가 날 수도 있다는 점도 제기했다.
정 교수는 "지하수위 상승이 갑자기 일어나는 것이 아니라 응력의 증가로 지속적으로 나타나고 있다"며 "경주 지진발생이 한반도 내부의 원인이라면 지하수위 변동이 순간 크게 일어났다가 줄어드는 양상을 보일테지만 계속 증가하는 것으로 볼때 지난 2011년 3월 일어난 일본 후쿠시마 지진 여파일 가능성이 높다"고 설명했다.
이어 "현재 양산단층을 따라 지진이 계속 일어나고 있는데 지하수 관측소를 지진발생지역 또는 원전 주변에 설치해 놓으면 앞으로 지진 예측에 도움이 될 것"이라고 전했다.
하지만 이같은 연구 사례를 당장 지진예측시스템으로 도입하기에는 아직 이르다는 주장도 나온다.
기상청 국가지진감시과 이지민 연구관은 "지하수 변동을 사전에 감지할 수 있다면 다른 지진도 물론 예측할 수 있을 것"이라며 "하지만 이번 사례는 지진이 발생한 이후 확인한 일시적인 사례일수도 있고 항상 일치한다고 확신하기는 아직 이르다"고 말했다.
