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북 핵실험 어떻게 감지했나

인공적인 폭발때 발생하는 지진파 포착




북한이 실제로 핵실험을 실시했는지 여부는 일차적으로 지진파를 관측해 파악할 수 있다.
핵실험이 지하에서 이뤄져 겉으로 파악되지 않을 경우에도 그 여파로 발생하는 지진파는 곧바로 감지되기 때문이다.

한국지질자원연구원의 지진연구센터는 “9일 오전 10시 35분 함경북도 화대군 근처에서 리히터 규모 3.58∼3.7의 지진파가 발생한 것을 강원도 간성관측소와 원주관측소에서 처음 감지했다”고 밝혔다.

국가정보원은 이와 관련해 핵실험이 이뤄진 장소를 지진파가 관측된 화대군 무수단리에서 서쪽으로 48km 떨어진 함북 김책시 상평리로 추정했다.

이 정도 강도의 지진파가 발생하려면 폭발물(TNT)의 양이 최소한 800t은 될 것이라는 게 지진연구센터 측의 추정이다.




지진관측소 위치는 1급 비밀
지질자원연구원은 전국 30여 곳에 지진관측소를 운영하고 있다.

관측소에는 고주파 탐지용 단주기 지진계, 저주파 탐지용 장주기 지진계, 두 종류의 주파수를 동시에 감지하는 광대역 지진계 등 26개의 각종 지진계를 갖추고 있다.

각 지진계의 위치는 지질연구센터 관계자들만 안다. 국가정보원에도 관측 결과만 보고할 뿐 지진계의 위치는 알려 주지 않고 있다.

간성관측소는 최근 북한의 핵실험 여부를 밀착 감시하기 위해 고성군 통일전망대 인근 휴전선 최전방에 설치됐으며 공중음파 자동측정 장비를 갖추고 있다.

원주관측소는 주로 핵실험을 관측하는 곳으로 미군이 1972년 옛 소련과 중국 등 인접국의 핵실험 감시를 위해 설치했다.








지진파와 공중 음파로 핵실험 확인
자연 상태에서 지진이 일어나면 지진계에는 P파와 S파라는 두 가지 지진파가 연달아 기록된다. P파가 먼저 발생하고 S파가 뒤따라오는 것.

보통 P파에 비해 S파가 더 강하고 오래 지속된다.

그러나 이날 지진연구센터의 지진계에 기록된 지진파는 반대로 P파가 더 세게 오랫동안 기록됐다. 지진이 아니라 핵실험 같은 인공 폭발이 일어났을 가능성을 시사하는 대목이다.

이희일 전 지진연구센터장은 “폭발이 일어날 때는 파편이 튀는데 이는 중심에서 바깥으로 밀어내는 힘이 작용하기 때문”이라며 “바로 이 힘이 P파를 발달시키는 원동력”이라고 말했다.

이에 비해 지진은 땅속에서 옆으로 미는 힘이 작용해 암석이 깨지면서 일어난다. 이 힘은 S파를 발달시킨다.

그러나 자연 상태에서도 S파가 아니라 P파가 발달하는 지진이 드물게 일어나기도 한다.

인공 폭발의 경우 지진파와 함께 ‘공중음파’가 발생한다.

공중음파는 폭발물이 터질 때 발생하는 20헤르츠(Hz) 이하의 아주 낮은 주파수를 가진 소리로 사람은 들을 수 없다.

이날 지진연구센터의 저주파 음파센서(일종의 마이크)는 화대군에서 바로 이 공중음파가 발생한 것을 포착했다.

지진이 일어날 때는 공중음파가 나오지 않기 때문에 인공 폭발이 확실해진 것이다.




외국과 지진파 세기 관측값 달라
각국에서 관측한 이번 핵실험 관련 지진파의 강도는 다소 달라 눈길을 끈다.

미국지질조사국(USGS)이 탐지한 지진파의 강도는 리히터 규모 4.2로 한국의 수치보다 높다. 또 일본 기상청은 “북한에서 리히터 규모 4.9의 지진파를 관측했다”고 밝혔다.

외교통상부 이용준 북핵기획단장은 “관측한 위치 각도 방위에 따라 수치가 달라 각 기관이 데이터와 상황 정보를 교환해야 종합적 수치가 나올 것”이라며 “최종 확인은 오스트리아 빈에 본부가 있는 ‘포괄적 핵실험 금지조약기구(CTBTO)’에서 이뤄진다”고 말했다.



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