2024년 노토반도 지진
지진 > 흔들림과 피해의 관계

일본 강진관측망(K-NET)의 관측 결과에 따르면 이번 본진에서 가장 큰 지반 가속도를 관측한 곳은 시카정의 K-NET도기 관측점으로 최대 2,828 gal의 가속도를 관측했다. 일본 기상청은 같은 지점의 최대 지반 가속도를 2825.8 gal로 측정했다. 그 외에도 노토반도 북부의 많은 관측점에서 최대 가속도가 1 g, 최대 지반 속도는 1 m/s를 넘어 2007년 노토반도 지진이나 2023년 오쿠노토 지진 당시 관측값을 넘어선 곳이 많았다.
이번 지진으로 일본 기상청에서 진도7을 관측한 시카정 가노(K-NET 도기, 계측진도 6.69)와 와지마시 몬젠정 하시리데(와지마시청 몬젠종합지소, 계측진도 6.5) 외에도 기상청의 지진 정보에 발표되는 지점은 아니지만 K-NET 아나미즈(계측진도 6.58) 관측지점은 진도7에 해당하는 심한 흔들림을 감지했다. 관측 지점끼리 비교할 경우 K-NET 아나미즈 주변은 목조건축물의 완전붕괴율이 22.8%로 피해가 매우 컸던 반면 K-NET 도기 0%(잠정)으로 피해가 거의 없었다. 시카정 아카사키 지역은 피해가 적어 "기적의 마을"이라 불리기도 한다.
교토 대학 방재연구소 연구진은 같은 진도에서 피해 차이가 발생한 이유가 K-NET 아나미즈에서는 건축물에 영향을 크게 미치는 주기 1~2초의 탄성가속도 응답 스펙트럼이 컸던 반면, K-NET 도기에서는 주기 0.5초 이하의 극단주기 탄성가속도 응답 스펙트럼이 두드러저 가속도가 컸고, 비공식적이지만 주기 1~2초의 탄성가속도 응답 스펙트럼이 작아 가속도 성분이 차이가 있었기 때문이라고 밝혔다. 이런 주기 1초에서 2초 사이의 지진동은 "킬러 펄스"라고도 부르며 목조 주택에 피해를 입히기 매우 쉬운 진동으로 알려져 있다. 한편 K-NET 도기에서 관측된 초단주기 지진동은 묘비나 등롱이 붕괴되기 쉬운 지진동으로 알려져 있으며 실제로 K-NET 도기 주변에서는 많은 묘비나 등롱 피해가 확인되었다. 그리스의 크레테 기술대학 에안옐리아 가리니 교수는 이러한 매우 짧은 주기의 지진동은 보통 규모 M5.5 이하의 지진에서 발생하는 것으로 규모 M7.6 규모의 큰 지진에서 이런 것은 전례가 없는 일로 매우 놀라운 일이라고 주장했다. 또한 K-NET 아나미즈는 2007년 노토반도 지진 당시 역시 주기 1~2초에 해당하는 탄성가속도 응답 스펙트럼이 커 주변 주택의 완전붕괴율이 19%로 큰 피해를 입었다. 다만 이후 재건되거나 당시 무너지지 않고 남았던 주택 등 건물이 내진성이 높아진 상황에서 발생한 피해라는 점을 고려해야 하며 이번 상황도 마찬가지로 주기 1~2초의 탄성가속도 응답 스펙트럼이 컸던 1995년 효고현 남부 지진 당시 JR 산요 본선(JR 고베선) 다카토리역(현 효고현 고베시 스마구) 주변이나 2016년 구마모토 지진 당시 구마모토현 마시키정에 버금가는 피해가 발생했다.
진도6강으로 발표된 와지마시 후게시정(구 와지마 측후소의 가나자와 지방 기상대 와지마 특별지역기상관측소에 병설)과 와지마시 가와이정(K-NET 와지마) 주변도 목조 건축물의 완전붕괴율이 30% 정도로 진도7의 시카정 가노보다도 훨씬 큰 피해를 입었다. 이는 K-NET 와지마의 지진동 주기 1~2초에 해당하는 탄성가속도 응답 스펙트럼이 K-NET 도기(시카정 가노)에서보다 훨씬 컸기 때문이다. 도다 교수는 시카정에서 지진동의 주기가 짧아진 이유는 와지마시나 스즈시보다 지반이 더 단단하기 때문이라고 밝혔다. 주식회사 Be-do가 실시한 상시미동(지진이 없는 경우에도 항상 발생하는 미세한 지반의 진동) 조사 결과 지진 발생 당시 지반이 흔들리는 정도를 나타내는 표층지반증폭률은 우치나다정 니시아라야가 2.29, 와지마시 몬젠마치도게 1.24, 시카정 도기 1.69 등에 비해 시카정 아카사키에서는 도기 지역의 60%에 미치지 못하는 0.98로 매우 낮게 나왔으며 재해방재과학기술연구소의 지진헤자드스테이션에 따른 5단계 평가에서는 가장 덜 흔들리는 A등급으로 집계되어 이런 차이 때문에 피해 지역마다 상황 차이가 발생했다고 추정된다. 지진동이 가장 크게 측정된 주기인 지진의 우수주기 또한 아카사키가 0.294초로 위의 4개 지점 중 가장 주기가 짧았다. 지반이 단단할수록 더 빠르게 전파되는 S파를 이용한 연구에서 S파의 속도가 300 m/s에 도달하는 깊이는 니시아라야에서 65 m 이상, 도기에서 22.5 m, 도게에서 14 m인 반면 아카사키에서는 2.5 m였으며 다른 3개 지점에서 확인된 역전층(지반이 깊을수록 S파의 전달 속도가 오히러 느려지는 층)도 확인되지 않았다. 와지마시 중심부에서 위와 같은 방법으로 조사한 결과 피해가 컸던 가와이정에서는 표층지반증폭률이 2.68로 지진헤자드스테이션의 평가에서 가장 흔들리기 쉬운 E등급을 받았고, 지진의 우수주기도 0.84초로 길고 S파 속도가 100 m/s에 도달하는 깊이는 약 10 m, 300 m/s에 도달하는 깊이는 약 50 m로 매우 깊어 지반이 연약하고 흔들리기 쉬울 뿐 아니라 액상화도 일어나기 쉬운 곳이라고 추정되었다. 이렇게 가와이정의 측정 결과를 일본 건축기준법에 적용한다면 가장 연약한 지반으로 분류되는 제3종 지반, 즉 벽체 두께를 보통의 1.5배(제3기층 등 견고한 지반 지역과 비교하면 2배)로 시공해야 하는 지반에 속한다. 옹벽 붕괴 등이 발생한 산간지역인 와지마시 호리마치에서도 표층지반증폭률이 1.56, 우수주기 0.53초, S파 속도가 300 m/s에 달하는 깊이가 25 m로 산간지역 중에서는 연약한 지반이었다. 이 지역은 지진헤자드스테이션의 헤저드맵에 개제된 표층지반증폭률에 비해 실측값이 1.5배 이상 크게 측정되었기 때문에 연구소는 실측을 통해 지반의 단단함을 조사하는 것이 필수적이라고 결론내렸다.
이번 지진의 흔들림에 대해 가리니 교수는 스즈시 내 진앙과 매우 가까운 지점에서는 처음에는 0.35 g~0.45 g 정도의 가속도는 약하지만 아주 가까운 곳에서 전해지는 흔들림이 처음으로 왔고, 약 10초 후 진앙에서 5~50 km 정도 서남쪽에 위치한 가장 단층이 크게 파괴된 지역에서 온 가속도가 0.76~0.86 g 정도의 강한 흔들림이 전파되었다. 이후 첫 번째 흔들림이 전해진 후 약 35초 후 진앙에서 동북쪽으로 약 50 km 떨어진 깊은 단층에서 이보다는 덜 격렬한 흔들림과 서남쪽으로 약 70 km 떨어진 매우 얕은 단층에서 온 흔들림이 한 데 전달되어 60초 이상 매우 긴 흔들림이 지속되었다. 위와 같이 총 3개 지진동으로 구분할 수 있으나 진앙에서 서남쪽으로 30~35 km 떨어진 와지마시 중부까지 오면 이 3개의 흔들림은 겉으로 보기에 거의 구별할 수 없고 대부분의 지진동 성분이 서남쪽에서 온 성분으로 되었다고 주장했다.
| 진도 | 관측지점 | 계측진도 | 최대 지반 가속도 PGA(cm/s2) | 최대 지반 속도 PGV(cm/s) | 목조건물의 완전붕괴율 (%) | 2007년 당시 완전붕괴율 (%) |
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| 7 | 시카정 가노 (K-NET 도기) | 6.69 | 2725.0 2825.8‡ | 83.7 | (0) 참고치* | - |
| 7 | 와지마시 몬젠정 하시리데 (와지마시청 몬젠종합지소) | 6.5 | 786.7‡ |  | (28.6) 잠정치 | 19.3 |
| 7 | K-NET 아나미즈 | 6.58 | 1220.7 | 151.4 | 22.8 | 19.2 |
| 6강 | 와지마시 후게시정 (와지마 특별지역기상관측소)  | 6.2 | 795.9‡ |  | 29.1 | 5.1 |
| 6강 | 와지마시 가와이정 (K-NET 와지마) | 6.22 | 1627.6 1628.1‡ | 88.7 | 31.5 | 3.0 |
| 6강 | 스즈시 쇼인정 (K-NET 쇼인) | 6.29 | 847.1 916.7‡ | 132.2 | (45.7)** 잠정치 |  |
| 6강 | 스즈시 오타니정 (K-NET 오타니) | 6.26 | 1468.5 1466.5‡ | 103.1 | (46.4) 잠정치 |  |
| 6강 | 스즈시 미사키정 (기상청) | 6.1 | 1193.9‡ |  |  |  |
| 6강 | 노토정 마쓰나미 (노토정 우치우라종합지소) | 6.2 | 732.8‡ |  |  |  |
| 6강 | KiK-net 우치우라 | 6.31 | 788.3 | 115.2 |  |  |
| 6강 | KiK-net 스즈 | 6.25 | 766.1 | 117.0 |  |  |
| 6강 | 아나미즈정 오마치 (K-NET 오마치) | 6.33 | 992.0 1001.1‡ | 106.4 | 1.4 |  |
| 6강 | 나나오시 카키요시마치 (다쓰루하마지구 커뮤니티 센터) | 6.1 | 732.0‡ |  |  |  |
| 6강 | 나나오시 노토섬 코다정 (노토시마지구 커뮤니티 센터) | 6.2 | 643.4‡ |  |  |  |
* 주변 주택 수가 4채로 적기 때문에 참고치이다. ** 2023년 5월 발생한 오쿠노토 지진 당시 8.1%가 완전 붕괴되었으며 이 당시 피해 주택은 완전붕괴율 계산시 분모와 분자에서 제외했다. ‡ 기상청의 최대 가속도값(3성분 합성값)