한국의 지진 지진 발생 지역
한반도에서 발생한 지진의 절반 정도가 이 지역에서 발생하였는데, 규모 2.5 이하의 미소 지진은 한반도 전체 지역에 비하여 매우 많이 발생하는 편이지만, 규모가 3.0 이상인 중규모 지진의 횟수는 한반도 전체 지역에 비하여 적다. 이는 활성단층이 많이 분포하는 연구지역의 특성상 응력이 쌓여서 한번에 분출되는 큰 규모의 지진보다 활성단층이나 주변의 미세한 단층들이 미끄러지며 응력이 분산되어 작은 규모의 지진이 많이 발생되는 것으로 추정된다.
경주, 포항, 감포 일대와 평해 일대, 동해안 일대에 지진 에너지 방출량이 상당히 높다는 것을 알 수 있는데, 이는 경상 분지 일대에 발달한 단층과 상당한 연관이 있을 것이라 사료된다. 지진 방출량이 높게 나타나는 지역에는 많은 소규모의 단층들이 분포하고 제4기에 움직였던 단층들과 단층 노두가 많이 나타나는데 이러한 단층들에 의해 오늘날 지진 활동이 일어나고 있고, 앞으로 유발될 지진 활동과도 깊은 연관성이 있을 것이다. 또한 조사된 바에 의하면 동해안의 해저에는 후포 단층이 분포하고 있고, 포항 북부에도 연안을 따라 발달된 단층들이 존재하므로 이러한 단층들과 지진의 발생이 밀접한 관련이 있다고 생각하였다. 또한 경도 130° 부근에서 남북 방향으로 지진의 활동이 활발하게 나타난 것을 보아 해저에 단층의 분포 가능성이 있다는 것을 알 수 있다. 그러나 경도 130° 부근 지역에 대한 상세한 해저 단층의 분포는 알려진 바가 부족하여 앞으로 많은 연구가 필요할 것으로 보인다.— 경상분지 일대의 지진 활동과 단층과의 관계 분석 (2015)
기상청의 실제 지진 자료는, 대구-경북 지역―대부분이 경상 분지에 포함된다―의 지진 발생 횟수가 타 지역보다 높음을 보여준다. 한국의 지진 목록 문서에도 나와 있지만, 2016년과 2017년을 제외하고도 일부를 제외한 거의 모든 연도에서 대구-경북 지역의 지진 발생 횟수가 타 지역보다 높은 것을 알 수 있다. 지진 중에는 2016년 경주 지진과 같이 대규모의 지진도 있지만, 대부분은 소규모 지진이다. 1999년~2015년 연평균 발생 횟수는 5.8회로 한반도 전체 지역에서 가장 발생 횟수가 많은 것으로 나타났다. 다만, 아래 표에서 보듯이 경상 분지 남부에 해당하는 소위 '부울경'(부산-울산-경남) 지역은 울산광역시 해역을 제외하고는 지진이 활발하지 않다. 이는 아마도 이 지역의 단층 밀도가 낮기 때문인 것으로 생각된다. 이 지역에서 단층은 동부의 양산 단층대와 울산 단층대, 장대 단층을 제외하고는 거의 없다.
지진에 의한 피해는 지진의 규모에 따라 크게 좌우되지만, 같은 규모의 지진이라도 천부 지반구조에 따라 크게 변할 수도 있다. 특히 분지의 경우, 지진 에너지가 분지 내에 갇혀 증폭되어 큰 피해를 입는 경우가 흔하다. 경상 분지의 경우 퇴적 분지로 이루어져 있어 다른 지역에 비해 동일 규모의 지진에 대한 위험도가 다른 지역에 비해 높다고 할 수 있다.
경주시와 양산 단층
경주시는 2016년 규모 5.8의 지진이 발생한 곳이며, 양산 단층과 울산 단층 등 대규모 지진이 발생한 곳이다. 최근 연구에 따르면, 양산 단층과 덕천 단층 사이에서 2016년 경주 지진을 유발한 단층이 새로 발견되었다. 이 단층의 이름은 내남 단층으로 깊이 10~16 km 에 있는 소규모 단층인데, 여러 조각으로 쪼개져 복잡한 구조를 띠고 있다. 연구팀은 경상도 부근에 작용하고 있는 힘이 내남 단층이 활동하기에 유리한 방향으로 가해지고 있다며 2016년 지진 규모를 넘는, 최대 규모 6.1의 지진이 발생할 가능성도 있다고 분석했다. 월성원자력발전소는 내남 단층은 약 25 km 떨어져 있으며, 내남 단층에서 규모 6.1의 지진이 발생한다고 가정했을 때 원전에 도달하는 에너지는 0.134g로 월성 원전 내진 설계 0.2g보다는 낮은 수준으로 평가되었다. 따라서 내남 단층에서 규모 6.1의 지진이 난다고 해도 원전 시설에는 무리가 없을 것으로 보인다.
밀양 단층
밀양 단층은 타 단층에 비해 미소 지진이 상당히 많이 발생하는 편이다. 2009년부터 2016년까지 매년 밀양 단층 일대에서 평균 5회의 지진이 발생한 것으로 집계되고 발생 지진이 지표조사로 알려진 밀양 단층의 방향을 따라 선형적인 배열을 보인다. 2013년에는 20회의 지진이 밀양 단층 전역에서 발생하여 지하에 밀양 단층 혹은 아직 알려지지 않은 미지의 활성단층의 존재를 암시한다.
2019년 12월 29일 15시 32분 밀양시 밀양 단층 가까이에서 리히터 규모(ML) 3.5의 지진이 발생하였다. 이후 부산대학교에서 본진 후 발생하는 여진을 정밀 분석하기 위하여 임시지진관측소 개소를 설치하였다. 본진 3일 후인 2020년 1월 1일 여진이 발생했는데, 두 지진의 진앙은 비슷하나 PS시 분석 결과 본진은 지하 19.49 km, 여진은 지하 9.93 km 지점에서 발생한 것으로 분석되어 지진을 발생시킨 단층이 상하로 10 km 이상 연장될 가능성을 지시한다.
부산대학교(2022)는 2016년 경주 지진 이후 부산대학교 지구물리연구실과 원자력안전위원회가 운영한 임시 지진 관측망을활용해 밀양 단층 일대의 지진 활동을 분석하였다. 지진은 특정 깊이에 집중되지 않고 지하 5~20 km 깊이에서 발생하며 지표조사를 통해 확인된 밀양 단층의 서편에서 발생한다. 지진의 분포 특성에 따라 밀양 단층을 남부(S1)와 북부(S2)로 구분하였으며, 전반적으로 지표 조사로 확인된 밀양 단층과 유사한 진원분포가 나타난다.
부산광역시와 울산광역시
울산광역시와 부산광역시는 각각 울산 단층과 양산 단층대가 지나가는 대도시이며, 고리 및 월성원자력발전소 또한 이 지역에 위치한다. 그 중에서도 부산광역시는 특히 위험한 지역인데, 양산 단층대가 지나는 부산광역시는 조선 시대 규모 3~4의 지진이 몇 차례 발생한 바 있으며, 최근까지도 미소 지진이 부산 내륙에서 꾸준히 발생하고 있음이 확인되었고, 이러한 미소 지진의 발생은 지하에 지진을 유발하는 (단층) 구조의 존재 가능성을 의미한다. 부산광역시는 양산 단층과 동래 단층 그리고 일광 단층의 단층선을 따라 도심지가 발달하였고, 무계획적으로 경사지나 매립지가 개발되어 있으며 인구밀도가 높고 노후 건물이 많은 지역이다. 이들 지하 단층에서 중규모 이상의 지진이 발생할 경우 산사태, 연약지반에서의 지반 증폭 효과 등이 동반될 가능성이 크므로 지진에 매우 위험하고 취약한 지역이라 할 수 있다.
울산 단층 동편 지진다발지역
울산 단층은 경주시에서 울산만까지 이어지는 북북서 주향의 단층으로, 울산 단층의 동편에서는 말방, 개곡, 입실, 원원사, 이화, 읍천, 수렴 단층 등 총 27곳의 지점에서 제4기 단층이 발견되었다. 울산 단층의 동편에서는 신생대의 동해 확장 시기 수많은 단층 파쇄대가 형성되었으며, 동해 확장이 끝나고 한반도의 주응력 방향이 압축력으로 바뀌어 동해 확장과 동시에 형성된 많은 수의 정단층과 단층 파쇄대가 재활성화되어 지진이 활발하게 발생하는 것으로 알려져 있다.
경주 미소지진 다발지역 또는 울산단층 동편 지진다발지역은 기상청의 지진 분포를 통해 경주시 문무대왕면과 양남면 일대에 해당하는 북위 35.65~35.84°및 동경 129.3~129.45° 범위에서 꾸준한 지진 발생이 확인되는 지역으로, 지질학적으로는 연일구조선과 울산 단층의 동편에 위치한다.
한민희 외(2016, 2017)는 울산 단층 동쪽에서 2010~2014년 사이 미소 지진활동에 대한 분석을 수행하여, 지표조사를 통해 확인된 연일구조선의 남측 분절과, 석읍 단층, 와읍 분지의 경계 단층을 따라 지진이 발생하고 있다는 사실을 밝히고 이곳을 경주 미소지진 다발지역으로 명명하였다. 석읍 단층은 연일구조선 동쪽 4 km 지역에서 연일구조선과 평행하게 달리는 북북서 주향의 단층이다. 311회의 미소 지진을 분석한 결과 지진의 깊이는 연일구조선의 남측 분절에서 8~11 km, 석읍 단층에서 11~12 km, 와읍 분지에서 6~14 km에 이르는 것으로 분석되었다. 그리고 이 지역의 지하에 최소 4개 이상의 지하단층이 존재한다는 사실이 밝혀졌다.
서우석(2021)은 기상청의 지진 분포를 통해 경주시 문무대왕면과 양남면 일대에(북위 35.65~35.84°및 동경 129.3~129.45° 범위)에서 다수의 미소 지진들이 발생하는 것을 확인하고 이를 울산단층 동편 지진다발지역으로 명명하였다. 이 지역에서 최근 10년(2010~2020) 사이 발생한 최대 규모의 지진은 2014년 발생한 규모 3.5의 지진으로, 현재 발생하는 지진 대부분은 규모 2 이하의 미소 지진이다. 이 지역에서 발생하는 지진활동을 분석한 결과 동쪽으로 갈수록 지진 발생 깊이가 깊어지는 동쪽 경사를 보이며, 이는 신생대 동해 확장 당시 형성된 단층의 경사 방향과 유사하다. 동해 확장 이후 한반도의 응력 방향은 북동-남서 혹은 동-서 방향의 압축력이 우세한 것으로 알려져 있는데, 이는 당시 형성된 동쪽 경사를 가진 단층이 재활되어 현재 지진이 발생하고 있는 것으로 해석된다. 울산 단층 동편 지진다발지역은 대부분이 산지로 사람은 많이 거주하지 않지만, 월성원자력발전소 및 중저준위 방사성 폐기물 처리장이 존재하며 인근에서 대규모 지진이 발생하여 해당 시설에 큰 피해가 발생한다면 되돌릴 수 없는 피해가 예상된다.
경상도 북부 (영양군)
1978년 이후 영남권 북부 영역에서 발생된 규모 3.0 이상 진앙 분포지는 안동 단층, 예천전단대, 옥천대와 영남 육괴와의 경계 단층 등 동-서 내지 북북동 방향의 단층을 따라 인지된다. 특히 미소지진이 발생하는 영양군 입암면 지역에서는 남-북~북북동 및 북동, 동북동 주향의 단층들이 다수 발달한다. 미소지진 진앙 자료로부터 분석한 입암면 지역의 선상구조(lineament) 및 단열(斷列)은 남-북~북북동, 북서 방향이며, 이들 방향은 현생 응력장의 영향 하에 활동하고 있을 가능성이 가장 높은 것으로 분석되었다.
경상 분지에서 발생한 역사 지진 목록
다음은 1978년 1월 1일부터 2022년 12월 31일까지 44년간 경상 분지 및 영남 지괴 지역에 해당하는 영남 지방과 호남 지방(경상북도, 경상남도, 대구광역시, 부산광역시, 울산광역시 및 전라남도 일부 지역)의 규모 0 이상의 지진 발생 횟수를 지역별로 나타낸 것이다. 지진 발생 횟수는 기상청의 "국내지진조회", 단층 정보는 한국지질자원연구원의 5만 지질도에 따르며, 행정 구역의 변경 등을 고려하지 않았기 때문에 소폭의 오류가 있을 수 있다. 단층 중 볼드체 처리한 것은 대규모 단층(연장 50km 이상), 기울인 글씨는 활성단층이다.
아래 표를 보면 일부 지역(특히 신안군)은 지진 발생 횟수가 급격히 늘어나는 것처럼 보이나, 이는 실제 지진 발생 횟수가 늘어난 것이 아니라 지진 감지 기술이 발달하고 관측소의 수가 늘어나 감지되는 지진의 수가 늘어난 것이다. 즉 옛날에는 발생해도 감지되지 않았던 규모 2 이하의 미소 지진들이 다수 감지되는 것이다.
평남 분지는 원생대의 상원계가 퇴적한 이후 조선 누층군과 평안 누층군이 퇴적되어 평북·개마 지괴와 경기 지괴 사이에 형성되었다. 지리적으로 평안도와 황해도 일대를 포함하며, 고생대에 형성된 이 분지는 이후 송림 변동, 대보 조산운동 등 지각 변동을 받으면서 내부에 수많은 단층들이 형성되었고 그 영향으로 오늘날까지 지진 활동이 활발하다.
평양시의 경우, 502년 12월에 규모 6.7의 지진이 일어나 "집이 무너지고, 죽은 사람까지 있었다."라는 기록이 삼국사기와 증보문헌비고에 실려있다. 조선민주주의인민공화국의 수도인 평양은 인구와 주요 시설물의 밀집도가 북한에서 가장 높아 만약 과거에 발생하였던 규모 6.7의 지진이 다시 발생한다면, 건물과 시설물 등이 파괴되는 물리적 재해뿐만 아니라 화재나 가스폭발 등으로 인한 2차적인 인명 피해와 물리적 재해가 잇따를 것으로 보인다.
황해도 상원군의 경우, 1565년부터 1566년까지 규모 3.0~4.6의 지진이 상원군 한 지역에서 5개월간 무려 100여 차례나 발생한 바 있다. 조선왕조실록의 기사를 보면 8월부터 12월까지 거의 모든 날짜에 지진이 발생하였음을 알 수 있다. (한국의 지진 목록 문서 참고) 평남 분지 지역의 활발한 지진 활동은 몇몇 단층들의 재활동과 심하게 파쇄된(highly-fractured) 암석과 연관된 것으로 보인다. 평남 분지 내부에는 중생대 송림 변동, 대보 조산운동으로 형성된 북북동, 서북서, 북동, 북서 등 다양한 주향의 단층들이 발달한다. 분지 내부에서 발생한 대규모 지진들은 이들 중생대 단층들의 재활성(reactivation)과 연관된 것으로 보인다.