{{위키데이터 속성 추적}}
[[파일:Focal_Mechanisms.svg|오른쪽|섬네일|250x250픽셀|여러 단층에서의 대표적인 발진기구를 그린 그림. 왼쪽부터 이상적인 주향이동단층, 역단층, 정단층의 발진기구이다.]]
'''발진기구'''(發震機構, fault-plane solution) 또는 '''단층면해'''는 [[지진]]시에 [[진원]]에 작용하는 단층의 움직임을 모델로 계산해 2차원 기하학적으로 투영한 그림을 의미한다.<ref>{{Kotobank|発震機構}}</ref><ref>{{웹 인용|url=https://www.usgs.gov/natural-hazards/earthquake-hazards/science/focal-mechanisms-or-beachballs?qt-science_center_objects=0#qt-science_center_objects|제목=Focal Mechanisms... or "Beachballs"|확인날짜=2021-05-28}}</ref> '''지진의 매커니즘'''(Focal mechanism), '''진원 매커니즘''', '''지진 발생 매커니즘'''이라고도 부른다.<ref>{{웹 인용|url=https://www.scienceall.com/tag/%eb%b0%9c%ec%a7%84%ea%b8%b0%ea%b5%ac/|제목=발진기구 과학문화포털 사이언스올|언어=ko-KR|확인날짜=2021-05-28|archive-date=2022-08-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20220811140031/https://www.scienceall.com/tag/%EB%B0%9C%EC%A7%84%EA%B8%B0%EA%B5%AC/|url-status=}}</ref>

단층면해를 구하는 방법으로는 "초동발진기구해"(초동해)와 "센트로이드/모멘트/텐서해"(CMT해) 두 종류가 있다. 초동발진기구해는 여러 [[지진계]]에서 관측한 P파 데이터를 해석하여 계산할 수 있어 많이 사용한다. CMT해는 장주기 지진파를 해석하여 계산하기 때문에 규모가 일정 이상인 지진에서만 사용하지만 센트로이드(지진에서 가장 단층차가 큰 곳)에서 발진기구를 해석하기 때문에 보다 실제 지진에 가까운 결과를 낼 수 있고 [[단층]] 운동의 규모도 계산할 수 있다.<ref>Sipkin, S.A., 1994, Rapid determination of global moment-tensor solutions: Geophysical Research Letters, v. 21, p.1667–1670.</ref>

== 단층 매개변수 ==
{{참고|단층}}
발진기구해에서는 주향, 경사각, 미끄럼각 3가지 요소를 계산해서 결정한다.<ref>{{웹 인용|title=用語解説 |url=https://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/gijyutu/gijyutu6/toushin/attach/1330592.htm |website=www.mext.go.jp |accessdate=2022-04-04 |publisher=文部科学省}}</ref><ref>{{웹 인용|url=https://www.data.jma.go.jp/svd/eqev/data/mech/kaisetu/mechkaisetu2.html|제목=気象庁｜地震・津波｜発震機構解と断層面|확인날짜=2021-05-28}}</ref> 이 셋을 하나로 묶어 [[단층]] 매개변수라고 부른다.

* '''주향''' - 단층면을 지표면(수평면)까지 연장했을 때 단층면과 지표면이 만나는 직선의 방향을 말한다. 보통 진북을 0°로 하여 시계방향으로 늘어나며 이동방향을 나타내는 화살표 오른편에 단층면이 온다. 기호는 φ<sub>θ</sub>라고 쓴다.
* '''경사각''' - 단층면을 지표면(수평면)까지 연장했을 때 두 면이 이루는 각도를 말한다. 수평면상이면 0°이며 최대 90°가 될 수 있다. 기호로는 δ라고 쓴다.
* '''미끄럼각''' - 단층면 아래쪽 지층(하반)에 대한 단층면 위쪽 지층(상반)이 미끄러진 방향을 말한다. 주향 방향을 0°로 하여 시계반대방향으로 늘어난다. 기호로 λ라고 쓴다.

[[정단층]], [[역단층]], [[주향이동단층]]은 아래와 같이 미끄럼각으로 분류할 수 있다.

* 정단층 - 주향 성분이 없는 순수한 정단층은 미끄럼각이 270°이며, 이 숫자에서 멀어질수록 주향 성분이 커진다.
* 역단층 - 주향 성분이 없는 순수한 역단층은 미끄럼각이 90°이며, 이 숫자에서 멀어질수록 주향 성분이 커진다.
* 주향이동단층 - 정단층이나 역단층 성분이 없는 순수한 주향이동단층은 좌수향의 경우 0°, 우수향의 경우 180°이며 이 숫자에서 멀어질수록 정/역단층 성분이 커진다.

== 초동발진기구해 ==
[[파일:Plan nodal.png|280px|섬네일|초기 미동의 인장/압축 분포를 진원구(focal sphere)로 그린 그림. 흰색 점 구역이 P(press), C(Compressional)이라고 부르는 누르는 힘(횡압력), 검은색 점 구역이 T(tension, tensional)이라고 부르는 당기는 힘(장력)이다.]]
[[파일:Focal mechanism 01.jpg|280px|섬네일|진원구를 그리는 과정. 가운데 진원(F)을 진원구의 중심으로 두고 압축력과 인장력의 방향을 구한다.]]

각 지진관측소의 P파 진동이 '장력'인지 '압력'인지(위아래로 진동하는 파동일 경우 제1파가 위인지 아래인지) 파악한다. 예를 들어 압축(Compression)을 받는 지역에서는 첫 진동이 진앙에서 밀어나는 식의 진동을 느낄 것이며 반대로 팽창(Dilatation)을 받는 지역은 진앙으로 끌려가는 느낌의 진동을 받게 된다.{{sfn|이기화|2016|p=271}}

이를 통해 각각의 관측점과 [[진원]] 사이 상대 위치나 속도 구조를 바탕으로 사출각(take-off angle)과 방위각(azimuth)을 구하고 구면에 각 장력과 압력의 분포를 그리면 진앙을 중심으로 압축과 팽창이 교대되는 4개 구역을 구할 수 있다.{{sfn|이기화|2016|p=271}} 압력과 장력의 분포는 공의 중심을 지나는 직교하는 두 평면으로 나눌 수 있다. 이렇게 서로 직교하는 2개 면을 구한 것이 초동발진기구해이다.{{sfn|이기화|2016|p=272}} 초동해는 단층면만을 구하기 위해 사용하는 것으로 [[지진의 규모]]를 구하기 위해서는 다른 방법을 사용해야 한다.

1920년대 [[시다 도시]] 등의 지진학자들이 P파 초기 진동의 4사분면 분포를 발견하면서 지진의 단층면을 유추하는 결정적인 단서로 많은 지진의 초동기구해를 구하고자 했다. 하지만 초동해를 구하기 위해서는 수십 곳 이상의 관측점에서 관측한 명확한 P파 초기 진동파형이 필요하며 해의 정확도도 관측점의 분포에 크게 의존해 관측 지점들과 먼 지역의 지진은 초동해를 구하기 어려웠다.

1970년대 장주기 지진계가 등장하고 계산 환경이 변하면서 CMT해 계산 방법이 정립되어 규모가 큰 지진의 발진기구해는 CMT해를 이용하는 경우가 늘었다. 특히 규모가 큰 지진은 P파 초기 진동이 불분명한 경우도 많고, [[초기미동|초기 단층파괴]]와 주진동의 매커니즘이 달라 초동해로 지진의 단층면해를 명확히 알 수 없어 CMT를 주로 사용한다. 하지만 규모 4 미만의 지진은 장주기 진동의 폭이 작아 CMT해 계산이 어려워 초동해를 통한 발진기구 계산을 하는 경우가 많다.

{| class="wikitable center"
|+발진기구에 따른 단층 유형<ref>{{인용|access-date=2023-01-16|author=Yongliang Wang, Yang Ju, Yongming Yang|date=2018|doi=10.1155/2018/2748408|issn=1070-9622|pages=1–14|periodical=Shock and Vibration|title=Adaptive Finite Element-Discrete Element Analysis for Microseismic Modelling of Hydraulic Fracture Propagation of Perforation in Horizontal Well considering Pre-Existing Fractures|url=https://www.hindawi.com/journals/sv/2018/2748408/|volume=2018}}<!-- auto-translated by Module:CS1 translator --></ref>
!좌수향단층
!우수향단층
!정단층
!역단층
|-
|[[파일:StrikeSlipFault Mirrored.svg|100px]]
|[[파일:StrikeSlipFault.svg|100px]]
|[[파일:NormalFault.svg|100px]]
|[[파일:ThrustFault.svg|100px]]
|-
|[[파일:Left-lateral strike slip.svg|100px|]]
|[[파일:Right-lateral strike slip.svg|100px|]]
|[[파일:Normal dip-slip.svg|100px|]]
|[[파일:Thrust reverse dip-slip.svg|100px|]]
|}

== CMT해 ==
CMT란 센트로이드/모멘트/텐서해의 약자로, 아래 3가지 요소를 동시에 표현하는 단층면해이다.<ref>{{웹 인용|url=https://www.data.jma.go.jp/svd/eqev/data/mech/kaisetu/cmt_kaisetu.html|제목=気象庁｜地震・津波｜ＣＭＴ解とは何か|확인날짜=2021-05-28}}</ref>

* '''C'''entroid - 움직인 단층 내에서 운동량이 가장 컸던 지점
* '''M'''oment - 움직인 단층의 면적과 운동량(에너지)를 나타내는 [[지진 모멘트]] / [[모멘트 규모]]
* '''T'''ensor - 단층이 이동한 방향을 나타내는 [[단층 매개변수]]

CMT해로 추정되는 지진의 '장력', '압력' 분포는 종종 완전한 4사분면을 나타내지 못해 추정 단층면과 약간의 차이가 발생하는 경우가 있다. 이 다른 수치를 "비-이중 결합관계 성분비"(비 D.C. 성분비)라고 하며 종종 단층 운동의 복잡한 정도나 특수성([[화산성 지진]] 등)을 추정하는데 쓰인다. 비이중결합관계 성분비는 선형보상벡터쌍극자(compensated linear vector dipole, CLVD)라고 부르기도 한다. 또한 발진기구해로 계산한 각 관측점의 이론적인 파형과 실제 관측파형의 차이를 주요 감소(VR)이라고 하며 CMT해의 정확도를 측정하는데 쓰인다.

CMT해는 주기 수십초에서 수백초의 [[장주기 지진동]]을 해석하여 지진 시작부터 종료까지 거의 전 시간을 통해 단층이 미끄러지는 모습(발진기구)를 추정할 수 있고 그 규모([[모멘트 규모]])도 구할 수 있다. 다만 장주기 지진파가 충분히 강한 크기로 발산되는 규모 M4 이상의 지진에서만 계산할 수 있다.

== 같이 보기 ==
* [[지진 모멘트]]
* [[지진의 규모]]

== 각주 ==
{{각주}}

== 참고 문헌 ==
* {{서적 인용 |제목 = 모든 사람을 위한 지진 이야기 |저자 = 이기화 |편집자 = 박상준 |출판사 = 사이언스북스 |판 = 1 |날짜 = 2016-10-30 |위치 = 서울 |isbn = 978-89-8371-730-6 |ref = harv}}

== 외부 링크 ==
* {{언어링크|ja}} [https://www.data.jma.go.jp/svd/eqev/data/mech/kaisetu/cmt_kaisetu.html CMT解とは何か] - 일본 기상청
* {{언어링크|ja}} [http://www.hinet.bosai.go.jp/about_earthquake/sec3.2.html 地震の基礎知識とその観測 3.2 発震機構解決定] - 일본 방재과학연구소
* {{언어링크|ja}} [https://www.data.jma.go.jp/svd/eqev/data/mech/ 일본 내 주요지진의 발진기구 데이터] - 일본 기상청
* {{언어링크|ja}} [http://www.fnet.bosai.go.jp/freesia/top.php F-net 広帯域地震観測網] - 방재과학기술연구소
* [http://www.globalcmt.org/ Global Centroid Moment Tensor Project] Global CMT
* [http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqarchives/fm/ Current USGS Fast Moment Tensor Solutions] USGS
** [http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqarchives/sopar/ Moment Tensor and Broadband Source Parameter Search] USGS

{{지진 이론}}

[[분류:지진학]]