{{위키데이터 속성 추적}}
[[파일:2002 Wangqing Earthquake Seismic History.png|280px|섬네일|동해 주변의 지진 분포 지도. 제일 오른쪽이 [[섭입대]]인 일본 해구이다. 파란 색으로 처진 한반도 북부 해역 일대가 규모가 큰 심발지진이 자주 발생하는 [[훈춘-왕칭 심발지진대]]이다. [[일본 해구]]에서 중국 [[만주]]로 갈수록 주요 지진의 발생 진원 깊이가 점점 깊어지는 모습(아래 그래프)를 보인다.]]

'''심발지진'''(深發地震, Deep-focus earthquake)이란 지하 300km 이상 또는 100km 이상의 깊은 곳의 [[지각]]간의 [[운동]]과 [[충돌]]로 인하여 발생되는 [[지진]]이다. 보통 심발지진은 침강하는 해양판 [[암석권]]과의 [[수렴 경계]] 지역인 [[슬래브 (지질학)|슬래브]]에서 일어난다. 이는 [[베니오프대]]라고도 알려진 섭입대 아래에 있는 암석권 지역이다.<ref name=Frolich1989>{{저널 인용|last=Frolich |first=Cliff |title=The Nature of Deep-Focus Earthquakes |journal=Annual Review of Earth and Planetary Sciences |year=1989년 |volume=17 |pages=227–254 |doi= 10.1146/annurev.ea.17.050189.001303 |bibcode=1989AREPS..17..227F}}</ref> [[중발지진]]처럼 [[해구]]같은 [[특수]]한 곳에서만 일어나며, 지진의 [[진원지]]가 깊기 때문에 [[천발지진]]이나 중발지진보다 지표에 도착하는 [[힘]]도 얼마 되지 않아 가장 피해가 적다. 또 지진의 진앙지에서 가까운 곳의 지진동보다 먼 곳의 지진동이 더 강한 [[이상진역]]이라는 현상이 나타나기도 한다.

== 발견 ==
아주 깊은 곳에서 일어나는 지진이 일어난다는 첫 주장은 1922년 [[허버트 핼 터너]]가 처음으로 그 주장을 밝혀 과학계의 이목을 끌었다.<ref>{{저널 인용 |last=Green|first=Harry W.|title=The mechanics of deep earthquakes|journal=Annual Review of Earth and Planetary Sciences|date=995|volume=23|doi=10.1146/annurev.earth.23.1.169 |page=169}}</ref> 1928년 [[와다치 기요]]는 당시 지진은 얕은 곳에서만 일어난다는 생각을 깨뜨리고 암석권 아래에서 일어나는 지진의 존재를 증명하였다.<ref name=Frohlich2006 />

== 특징 ==
심발지진은 [[표면파]]가 거의 발생하지 않는다.<ref name=Frohlich2006 /> 진원의 깊이가 매우 깊기 때문에 지진의 에너지가 표면까지 올라와 [[지진파]]를 만들어내기가 매우 어렵다. 진원에서 [[지진계]]까지 심발지진파가 이동하는 경로는 이질적인 물질이 있는 [[상부 맨틀 (지구)|상부 맨틀]]과 연약한 [[지구의 지각]]을 한번씩 지나간다.<ref name=Frohlich2006 /> 이때문에 얕은 곳에서 일어난 지진보다 실체파의 [[감쇠]]와 [[잔향]]이 적어지며 실체파의 크기가 더 크게 느껴진다.

가장 깊은 곳에서 발생한 지진은 1930-40년대 [[순다 해구]]에서 발생한 3차례의 지진으로 깊이는 680-690 km로 추정된다. 또한 [[2015년 오가사와라 제도 서쪽 해역 지진]]도 발생 깊이가 682 km로 측정되었다.<ref>{{웹 인용 |url = https://www.data.jma.go.jp/svd/eqdb/data/shindo/Event.php?ID=196226 |제목 = 震度データベース検索 （地震別検索結果） |저자 =  |출판사 = 일본 기상청 |언어 = ja |날짜 = 2015년 5월 30일 |확인날짜 = 2020년 5월 6일 |archive-date = 2020년 11월 4일 |archive-url = https://web.archive.org/web/20201104104427/http://www.data.jma.go.jp/svd/eqdb/data/shindo/Event.php?ID=196226 }}</ref> 이 발생 깊이 하한은 상부 맨틀과 하부 맨틀의 경계인 [[전이대]]의 아래 경계와 거의 비슷하다.<ref>{{웹 인용 |url = https://www.kyoshin.bosai.go.jp/kyoshin/gk/publication/1/I-2.1.1.html |제목 = 2.1.1 世界の地震分布 |저자 = 木下繁夫 |출판사 = 일본 방재과학기술연구소 |언어 = ja |날짜 = 2000 |확인날짜 = 2023-04-18}}</ref>

== 물리적 발생 과정 ==
깊이가 얕은 [[천발지진]]은 취성 [[파괴]]와 평평한 표면의 마찰 이동으로 암반에 쌓인 [[변형 에너지]]가 갑자기 방출되면서 일어난다.<ref name="KeareyKlepeis2013">{{서적 인용|last1=Kearey |first1=Philip |author2=Keith A. Klepeis |author3-link=Frederick J. Vine |author3=Frederick J. Vine |title=Global Tectonics |edition=3 |year=2013 |publisher=John Wiley & Sons |isbn=978-1-118-68808-3}}</ref> 하지만 심발지진이 발생하는 물리적 과정은 잘 알려져 있지 않다. 300 km 이상의 깊이에서는 압력과 온도가 매우 높아져 섭입된 암석권 암반은 취성 변형을 보이지 않고 응력에 대해 [[소성 (물리학)|소성]] 변형을 보여야 한다.<ref name=Frohlich2006>{{서적 인용|last=Frohlich |first=Cliff |title=Deep Earthquakes |year=2006 |publisher=Cambridge University Press |isbn=978-0-521-82869-7}}</ref> 심발지진의 단층핵형성과 지진파의 전파에 대한 몇 가지 물리 모형이 제안되었지만 현재까지 정확한 발생 과정은 심부 지구물리학에서 미해결 문제로 남아 있다.

아래 4개 소문단에서는 심발지진의 발생 과정을 설명하는 물리 모델 이론에 대해 설명한다. 고체-고체 [[상전이]] 이론을 제외하고 심발지진의 발생 과정에 대한 나머지 이론은 현대 과학계에서 엇비슷한 근거를 가지고 있다.

=== 고체-고체 상전이 ===
심발지진에 대해서 최초로 등장한 발생 이론은 물질이 더 높은 [[밀도]]와 작은 [[부피]]로 [[상전이]]되면서 순간 [[폭축]]이 일어나 흔들린다는 설이다.<ref name=Frohlich2006 /> [[감람석]]-[[첨정석]] 상전이는 깊이 410 km 지점에서 발생하는 것으로 추정된다. 고체-고체 상전이 이론에 따르면 410 km 이상 깊이로 침강한 해양판 암반의 준안정 상태 감람석이 급격하게 첨정석으로 상전이하는 과정이 발생한다. 이 반응으로 암반이 급격하게 밀도가 늘어나 폭축을 일으켜 지진을 일으킨다는 가설이다. 하지만 이 이론으로는 심발지진에서 나타나는 [[모멘트 텐서]] [[지진면해]]의 뚜렷한 등방성 해를 설명할 수 없기 때문에 대부분 지지를 받지 못하고 있다.<ref name=Frolich1989 />

=== 탈수 취화 ===
물의 비중이 높은 광석에서 탈수 반응이 일어나면 침강한 해양 암반의 [[슬래브 (지질학)|슬래브]]의 [[공극수압]]이 증가한다. 여기서 슬래브의 유효 정상응력이 감소하고 일반적으로 가능한 정도보다 훨씬 더 깊은 곳에서 기존 단층면이 미끄러지는 일이 발생할 수 있다.<ref name=Frolich1989 /> 몇몇 연구자들은 대부분의 탈수 반응이 깊이 150-300 km(5-10 GPa)에 해당하는 깊이에서 발생 현상이 완료되므로 이 방식으로는 깊이 350 km 이상의 지진 활동은 설명할 수 없다고 주장하고 있다.<ref name=Frolich1989 />

=== 변형단층 혹은 안티크랙 단층 ===
변형단층(Transformational faulting)은 안티크랙 단층(anticrack faulting)이라고도 하며 고운 결의 전단대에서 전단응력에 반응해 광물이 더 높은 밀도의 상으로 상전이되는 현상을 말한다. 이런 변형은 최대 전단 응력 평면을 따라 일어난다. 또한 이런 단층면을 따라 급속 전단 현상이 발생해 천발지진과 비슷한 매커니즘으로 지진이 발생할 수 있다. 온도에 따라 다르지만 대략 320-410 km 깊이에서 [[준안정]] 감람석이 감람[[와즐레이트]]로 전이되는 현상이 대표적인 불안정 단층화 현상의 후보이다.<ref name=Frohlich2006 /> 이 가설에 대한 반론으로는, 위의 이론이 맞기 위해선 단층 발생 지역이 매우 차가워야 하며, 광물에 수산화기 결합이 거의 없어야 한다는 조건이 있어야만 가능하다. 온도가 더 높아지거나 수산화기 결합이 더 많다면 감람석이 가장 깊은 지진 발생 깊이 전까지 계속 안정적으로 유지된다.

=== 전단 불안정 및 열폭주 ===
전단 불안정은 소성 변형으로 발생되는 열이 전도되어 빠져나가는 속도보다 더 빠르게 쌓일 때 발생한다. 그 결과 전단 영역 내부가 가열되고 물질이 약화되며 이 때문에 국소적인 변형이 더 강해져 열이 더 쌓이는 [[양성 피드백]] 루프 현상인 [[열폭주]]가 발생한다.<ref name=Frohlich2006 /> 암석의 약화가 계속되면 최대 전단 응력 영역을 따라 부분적인 용융 현상이 발생할 수 있다. 지진을 유발하는 소성 전단 불안정은 자연상에서 기록되지 않았으며, 실험실의 연구에서도 이를 보인 적은 없었다. 따라서 심발지진과 전단 불안정의 관계는 단순화한 물질 특성과 유동학을 사용해 물리 법칙을 모델링하는 수학 모델에서만 확인되었다.

== 심발지진대의 예시 ==
=== 주요 지진대 ===
==== 동아시아 및 서태평양 ====
[[태평양판]]과 [[오호츠크판]], [[필리핀해판]]이 만나는 경계 지역은 전 세계에서 심발지진이 가장 활발하게 발생하는 지역으로 규모 M<sub>w</sub>8.3의 [[2013년 오호츠크해 지진]]을 비롯해 수많은 대지진이 발생했다. 또한 태평양판이 오호츠크판 아래로 섭입하면서 발생하는 심발지진대로 [[훈춘-왕칭 심발지진대]]가 있다. 이런 심발지진은 전부 맨틀 깊숙히 섭입되어 밀려난 태평양판의 내부 응력으로 발생한다.

==== 필리핀 ====
필리핀해판과 [[순다판]]의 경계는 대부분 [[섭입대]]이며 이 단층으로 필리핀 지역이 부분적으로 융기하고 있다. 필리핀해판이 섭입해 들어가면서 지표 아래 깊이 675 km 지점에서까지 심발지진을 일으킨다.<ref>{{웹 인용|title=M 4.8 - Celebes Sea |url=https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/usp000988z/executive |website=earthquake.usgs.gov |accessdate=26 December 2019}}</ref> 필리핀 지역의 대표적인 심발지진으로 규모 M<sub>w</sub>7.7의 1972년 심발지진이나 규모 M<sub>w</sub>7.6, 7.5, 7.3 3차례 일어난 [[2010년 민다나오 지진]]이 있다.

==== 인도네시아 ====
[[오스트레일리아판]]은 순다판 아래로 섭입하면서 인도네시아 남부 지역을 융기시키며, 계속 섭입한 판은 깊이 675 km 깊이까지 심발지진을 일으킨다.<ref>{{웹 인용|title=M 4.6 - Banda Sea |url=https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/usp0009y2n/executive |website=earthquake.usgs.gov |accessdate=26 December 2019}}</ref> 대표적인 이 지역의 심발지진으로 규모 M<sub>w</sub>7.9의 1996년 지진과 M<sub>w</sub>7.5의 2007년 지진이 있다.

==== 파푸아뉴기니, 피지, 뉴질랜드 ====
세계에서 가장 활발한 심발지진이 활동이 일어나는 곳은 태평양판이 [[오스트레일리아판]], [[통가판]], [[케르마데크판]] 아래로 섭입해서 만들어진 섭입대이다. 이곳에서는 지구상 가장 깊은 곳인 깊이 735 km 이상 깊이에서도 지진 활동이 기록되었다.<ref>{{웹 인용|title=M 4.2 - Vanuatu region |url=https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/usp000cryq/executive |website=earthquake.usgs.gov |accessdate=26 December 2019}}</ref> 섭입대의 면적이 매우 넓어 [[파푸아뉴기니]]에서 [[피지]], [[뉴질랜드]]를 중심으로 광범위한 지역에 심발지진이 발생하지만 판의 충돌 각도상 피지와 뉴질랜드 사이 지역의 지진이 제일 활발하며 거의 매일 규모 M4.0 이상의 지진이 발생한다.<ref>{{웹 인용|title=Latest Earthquakes |url=https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/map/#%7B%22autoUpdate%22%3A%5B%5D%2C%22basemap%22%3A%22terrain%22%2C%22feed%22%3A%221577335229881%22%2C%22listFormat%22%3A%22default%22%2C%22mapposition%22%3A%5B%5B-65.5129625532949%2C-288.28125%5D%2C%5B23.96617587126503%2C-91.40625%5D%5D%2C%22overlays%22%3A%5B%22plates%22%5D%2C%22restrictListToMap%22%3A%5B%22restrictListToMap%22%5D%2C%22search%22%3A%7B%22id%22%3A%221577335229881%22%2C%22name%22%3A%22Search%20Results%22%2C%22isSearch%22%3Atrue%2C%22params%22%3A%7B%22starttime%22%3A%221500-01-01%2000%3A00%3A00%22%2C%22endtime%22%3A%222019-12-26%2023%3A59%3A59%22%2C%22maxlatitude%22%3A7.014%2C%22minlatitude%22%3A-57.136%2C%22maxlongitude%22%3A-154.687%2C%22minlongitude%22%3A-225%2C%22minmagnitude%22%3A4%2C%22mindepth%22%3A300%2C%22orderby%22%3A%22time%22%7D%7D%2C%22sort%22%3A%22newest%22%2C%22timezone%22%3A%22utc%22%2C%22viewModes%22%3A%5B%22list%22%2C%22map%22%5D%2C%22event%22%3A%22us70006p12%22%7D |website=earthquake.usgs.gov |accessdate=26 December 2019}}</ref> 이 지역에서 발생한 대표적인 심발지진으로 규모 M<sub>w</sub>8.2, 7.9 2차례 일어난 [[2018년 피지 지진]]과 규모 M<sub>w</sub>7.8의 1919년 지진이 있다.

==== 안데스 지역 ====
[[남아메리카판]] 아래로 섭입하는 [[나스카판]]은 [[안데스산맥]]을 형성시켰을 뿐더러 [[콜롬비아]], [[페루]], [[브라질]], [[볼리비아]], [[아르헨티나]], 심지어는 [[파라과이]] 동쪽까지 깊은 곳에 여러 개의 심발단층대를 만들었다.<ref>{{서적 인용|doi=10.3133/ofr20151031E |chapter=Seismicity of the Earth 1900-2013, seismotectonics of South America (Nazca Plate Region) |title=Open-File Report |year=2015 |last1=Hayes |first1=Gavin P. |last2=Smoczyk |first2=Gregory M. |last3=Benz |first3=Harley M. |last4=Furlong |first4=Kevin P. |last5=Villaseñor |first5=Antonio }}</ref> 이 지역에서는 깊이 최대 670 km 정도 아래 깊이까지 심발지진이 자주 발생한다.<ref>{{웹 인용|title=M 3.7 - Acre, Brazil |url=https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/usp00034d6/executive |website=earthquake.usgs.gov |accessdate=26 December 2019}}</ref> 이 지역에서 일어난 주요 심발지진으로는 규모 M8.2의 [[1994년 볼리비아 지진]], M8.0의 [[1970년 콜롬비아 지진]], M7.9의 1922년 페루 지진 등이 있다.

=== 기타 지진대 ===
==== 스페인 그라나다 ====
[[스페인]] [[그라나다]] 지역은 대략 깊이 600-630 km 지점에서 현대사에 여러 차례 기록할 만한 강진이 발생했다. 대표적인 지진으로 1954년 규모 M7.8의 지진,<ref>{{웹 인용|title=M 7.8 - Strait of Gibraltar |url=https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/iscgem890481/executive |website=earthquake.usgs.gov |accessdate=26 December 2019}}</ref> 2010년 M6.3의 지진이 대표적이다. 하지만 스페인은 알려진 섭입대가 주변에 없기 때문에 계속되는 이 심발지진의 원인은 아직까지 밝혀지지 않았다.<ref>{{뉴스 인용|title=An Enigma Deep Beneath Spain |url=https://seismo.berkeley.edu/blog/2010/04/13/an-enigma-deep-beneath-spain.html |accessdate=26 December 2019 |work=seismo.berkeley.edu}}</ref>

==== 티레니아해 ====
[[이탈리아]] 서부의 [[티레니아해]]에는 최대 깊이 520 km 지점에서 심발지진이 다수 발생한다.<ref>{{웹 인용|title=M 3.7 - Tyrrhenian Sea |url=https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/usp000eavs/executive |website=earthquake.usgs.gov |accessdate=26 December 2019}}</ref> 하지만 깊이 100 km 이내에서는 지진이 거의 일어나지 않으며 대부분의 지진이 250-300 km 깊이 지점에서 발생한다. 티레니아해에는 천발지진이 발생하지 않기 때문에 이 심발지진은 약 1,500만년 전 섭입을 시작해 약 1,000만년 전 완전히 섭입이 끝나 지구 속으로 사라진 고대의 섭입대 때문에 발생하는 지진으로 추정된다.<ref>{{저널 인용|last1=Anderson |first1=H. |last2=Jackson |first2=J. |title=The deep seismicity of the Tyrrhenian Sea |journal=Geophysical Journal International |date=1 December 1987 |volume=91 |issue=3 |pages=613–637 |doi=10.1111/j.1365-246X.1987.tb01661.x |bibcode=1987GeoJ...91..613A |doi-access=free }}</ref> 계산된 섭입 속도를 볼 때 섭입의 원인은 [[아프리카판]]과 [[유라시아판]] 사이의 섭입일 가능성은 낮으며 유라시아판의 내부 응력으로 발생한 미소판의 섭입으로 보이며 이는 인근에 있는 [[에게해판]]과 [[아나톨리아판]] 소판의 섭입과도 연관성이 있다.

==== 아프가니스탄 ====
[[아프가니스탄]] 동북부에서는 최대 깊이 400 km의 중규모 지진이 자주 발생한다.<ref>{{웹 인용|title=M 5.0 - 4km SSE of Ashkasham, Afghanistan |url=https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10008q25/executive |website=earthquake.usgs.gov |accessdate=26 December 2019}}</ref> 이 심발지진은 [[인도판]]이 유라시아판과 충돌하고 섭입하면서 발생하며, 판이 가장 깊게 섭입된 지점을 중심으로 심발지진이 발생한다.<ref>{{뉴스 인용|title=Cause of Afghan Quake Is a Deep Mystery |url=https://www.nationalgeographic.com/news/2015/10/151026-afghanistan-pakistan-deep-earthquake-faults-geology/ |accessdate=26 December 2019 |work=National Geographic News |date=26 October 2015 |language=en}}</ref>

==== 사우스샌드위치 제도 ====
[[남아메리카]]와 [[남극]] 사이에 있는 섬인 [[사우스조지아 사우스샌드위치 제도]]에서는 최대 320 km 지점에서 심발지진이 다수 발생한다.<ref>{{웹 인용|title=M 4.3 - 132km NNW of Bristol Island, South Sandwich Islands |url=https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us20002dhn/executive |website=earthquake.usgs.gov |accessdate=26 December 2019}}</ref> 이 지진은 [[남아메리카판]]이 [[사우스샌드위치판]] 아래로 섭입하면서 발생한다.<ref>{{저널 인용|last1=Vanneste |first1=Lieve E. |last2=Larter |first2=Robert D. |title=Sediment subduction, subduction erosion, and strain regime in the northern South Sandwich forearc |journal=Journal of Geophysical Research: Solid Earth |date=July 2002 |volume=107 |issue=B7 |pages=EPM 5-1–EPM 5-24 |doi=10.1029/2001JB000396 |bibcode=2002JGRB..107.2149V }}</ref>

=== 주요 심발지진 ===
기록된 지진 중 가장 큰 규모의 심발지진은 2013년 깊이 609 km 지점에서 발생한 규모 M8.3의 [[2013년 오호츠크 지진|오호츠크 지진]]이다.<ref>{{웹 인용| url=https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/usb000h4jh#summary | title=M8.3 - Sea of Okhotsk | publisher=USGS | date=2013-05-25 | accessdate=2013-05-25}}</ref> 현재까지 가장 깊은 곳에서 발생한 지진은 2004년 깊이 735.8 km에서 발생한 규모 M4.2의 바누아투 지진이다.<ref>{{웹 인용|url=https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/usp000cryq#executive|title=M 4.2 - Vanuatu region|website=earthquake.usgs.gov|access-date=2018-01-22}}</ref> 하지만, 확인되지 않았으나 일부 문헌에서는 [[2015년 오가사와라 제도 서쪽 해역 지진]]의 여진 중 하나를 깊이 751 km 지점에서 발생했다고 말하고 있다.<ref>{{웹 인용|title=Deepest earthquake ever detected struck 467 miles beneath Japan|url=https://www.nationalgeographic.com/science/article/deepest-earthquake-ever-detected-struck-467-miles-beneath-japan|publisher=[[National Geographic]]|date=October 26, 2021|accessdate=January 13, 2022}}</ref>

== 같이 보기 ==
* [[천발지진]]
* [[중발지진]]
* [[슬래브 내부 지진]]
* [[이상진역]]

== 각주 ==
{{각주}}

== 외부 링크 ==
*{{두피디아|101013000849950|심발지진}}

{{지진 이론}}

[[분류:지진의 종류]]