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지진의 기본적인 정보

지진의 뜻

 지진이란, 지진파가 지구 지각의 암석층을 통과하면서 발생하는 갑작스러운 땅의 흔들림을 말함.

규모

규모는 절대적인 지진의 세기이다.

외계에서 측정하던, 미국에서 측정하던 규모는 모두 똑같다.

하지만, 약간의 차이가 있다는것을 알수 있는데, 그것은 각각 규모를 측정하는 방식이 약간씩 달라서 그렇다.

규모는 리히터(릭터) 규모(ML), 모멘트 규모(Mw), 일본 기상청 규모(MJ), 실체파 규모(MB), 표면파 규모(Ms), 등등이 존재한다.

또한, 진도와는 완전히 다른 개념으로, 진도는 상대적이고 표시할때 자연수로 나타내는 반면, 규모는 절대적이고 소수 한자리수까지 나타낸다.

리히터 규모

리히터 규모는 한국 기상청에서 사용하는 규모로, 지진이 방출하는 에너지량을 지진파의 최대 진폭으로 추정한다.

단, 규모가 4~5가 넘어가는 지진은 정확성이 떨어져, 모멘트 규모를 사용하는 편이다.

지진으로 인해 발생하는 에너지(Erg, 에르그, 1erg = 0.0000001J )는 아래와 같은 공식으로 구할수 있다.

log(E) = 11.8 + 1.5ML

모멘트 규모

모멘트 규모 (Mw)는 지진이 한 암반이 다른 암반 위에서 미끄러지는데 얼마나 많은 일을 했는지 측정하는 척도인 지진 모멘트 M0을 기반으로 계산한다.

일본 기상청 규모

일본 기상청 규모(MJ)는 지면의 최대 흔들림 진폭을 통해 계산한다.

모멘트 규모 4.5 ~ 7.5는 거의 일치하지만, 규모가 그보다 커질경우, 일본 기상청 규모는 지진의 규모를 과소평가한다.

실체파 규모

실체파 규모는 mB, mb, mbLG로 나뉜다.

mB규모는 최초로 나온 실체파 규모로, P파와 S파를 기반으로 더 긴 주기로 계산한다.

하지만, 현대에는 거의 사용하지 않으며, MBBB규모를 대신하여 사용한다.

mb규모는 mB규모와 유사하지만, 특정 단주기 지진계에서는 처음 수 초 동안 계측한 P파만 사용한다.

현대에는 3초 이내에 단주기 mb 규모를 측정하며, 광대역 주기의 mBBBB 규모는 최대 30초간 지진파를 측정해 계산한다.

국지적인mbLg 규모는 현무암이나 퇴적암질의 해양 지각이 대륙 지각 아래에 섭입하고 있는 지형에서 잘 맞는 척도이므로 안정된 대륙 지각괴 지역의 지진 측정에 주로 사용된다.

표면파 규모

표면파 규모는 지구 표면을 따라 이동하는 표면파인 레일리파를 통해 측정한다. 

Ms (표면파)규모는 약 6정도까지 ML(리히터 규모) 규모와 일치하며 대략 0.5 정도 차이가 난다. 

진도

MMI(수정 메르칼리) 진도 계급

MMI(수정 메르칼리) 진도 계급은 I ~ XII 12단계로 나누어져 있으며, 자세한 정보는 아래 표와 같다.

MMI(수정 메르칼리) 진도를 JMA진도로 바꾸는 공식

2 * log10(PGA * 9.81) + 0.7

위 공식은 PGA값으로만 구하는 식으로, 이보다 더 정확하게 구하려면, PGV값을 곱하여 하는 식을 사용하는게 좋다.

1.324 + 1.019 ⋅ log(PGA * 9.81* PGV) 

위 공식은 PGV(최고 지상 속도)를 곱해서 구하는 식으로, PGA식보다 더 정확하다.

JMA진도

JMA진도는 0부터 7까지 8등급으로 나뉘며, 자세한 정보는 아래 표와 같다.

지진의 종류

천발지진

천발지진은 지하 70km 이내의 얕은곳에서 나는 지진으로, 지구에서 일어나는 지진중 95%가 천발지진이다.

또한, 중발지진 및 심발지진에 비해 피해가 제일 크다.

중발지진

중발지진은 지하 70km부터 300km사이에서 나는 지진으로, 특수한 환경(특히 해구)에서만 일어난다.

천발지진보다는 피해가 덜하지만, 심발지진보단 피해가 크다는것이 특징이다.

심발지진

심발지진은 300km이하의 깊이에서 나는 지진이다.

판 경계에서 밀도가 낮은 판으로 들어가는 해구에서 발생하며, 천발지진과 중발지진에 비해 피해가 적지만, 매우 넓은 감진 규모를 자랑한다.

또한, 깊이가 너무 깊어 쓰나미(지진 해일)이 발생하지 않으며, 여진도 일어나지 않는다.

그리고 보통 진원에서 가까운 지역보다, 판 경계에 있는 지역에서 진도가 높게 나온다.

이상진역

이상진역

이상진역은 지진파의 전달거리와 진도가 비례하지 않는 특이한 현상으로, 천발지진이 발생했을때보다, 심발지진이 발생했을때 이 현상을 보일 가능성이 높다.

이상진역의 발생 원인

이상진역의 발생 원인으로는 발생 깊이로 인한 진동의 왜곡, 연약지반을 통과할 때의 상대적 증폭, 또는 지진파 전달 경로상의 특이점에 따른 진동 감쇄 효과의 약화를 들 수 있다.

지진파

P파

P파는 종파로, 전파 속도가 5km/s ~ 8km/s로 S파보다 빠르다.

P파는 S파에 비해 진폭이 약해서 큰 피해를 입히지 않는다.

또한, P파는 고체, 액체, 기체를 모두 통과한다.

S파

S파는 횡파로, 전파 속도는 3km/s ~ 4km/s정도이다.

S파는 매질의 입자를 상하좌우로 진동시키며, 진동 방향은 횡파로 진행하는 방향에 수직이다.

또한, S파는 P파에 비해 진폭이 강하여 큰 피해를 불러올수 있다.

러브파

러브파는 표면파로, 보통 전파속도가 2km/s~3km/s정도이다.

기본적으로 횡적으로 운동하며, 분산의 특성을 가지고, 피해가와 진폭이 S파보다 크다.

레일리파

레일리파 러브파와 마친가지로 표면파이고, 전파속도가 2km/s~3km/s정도이지만, 보통 러브파보다는 느리다.

레일리파는 큰 진폭을 갖고 끝 부분에서 역회전 타원형으로 에너지를 발산하므로, 가장 피해가 크다.