현무 5 관련해서 알아보다가 생각난김에 목표물인 평양쪽 지질을 한 번 확인해봄.

일단 한반도는 대부분이 화강암이라고 알고 있는 사람들이 많을텐데, 사실 그렇지 않음. 화강암이 많긴 하지만 대부분은 퇴적층이고, 이후 비교적 최근(쥐라기~백악기쯤)에 화산폭발로 인한 화강암 관입이 생긴걸로 추정되고 있음. 이때 우리나라의 대표적인 화강임 지대가 생기는데, 대보화강암(주로 흑운모화강암)과 불국사화강암(자철석이 많이 함유되었다함)으로 구분함.

서울에 있는 것은 대보화강암으로, 북한 평양근처 대보면 쪽에서 충상단층(땅이 밀어올려진 흔적)을 발견해서 붙인 이름임. 그럼 쉽게 생각해서 평양 근처에서 충상단층이 발견됐으니, 평양도 단단한 화강암 지대일까? 싶은데... 사실은 그게 아님.

1. 지오빅데이터 플랫폼(지오빅데이터 오픈플랫폼 (kigam.re.kr))

> 지질학적 정보를 얻고 싶으면 한국 지질자원연구원에서 운영하는 지오빅데이터 오픈 플랫폼으로 가면 지질도를 확인할 수 있다. 그래서 확인한 한반도의 지질정보는 다음와 같다.

<대한민국의 지질도 + 지도>

왼쪽이 지질에 따른 분류고 오른쪽이 일반 지도다. 색깔이 알록달록한걸 볼 수 있을텐데, 이는 지반이 생겨난 연도와 종류에 따라 각기 색을 구분해놨기 때문이다.

<지질도 내 색깔이 의미하는 내용>

보면 퇴적층인지 화강암인지 편마암인지 규암인지 + 퇴적했다면 어떤 시기부터 퇴적이 되었는지가 같이 나와있는데, 이걸 색깔별로 구분할 필요는 없다. 클릭하면 지도에 다 나온다.

2. 서울의 지질도

평양을 보기 전에 먼저 서울의 지질도를 확인해보자.

<서울 강북 지질도>

약간 빨간색으로 덧칠된 부분이 강북지역 전체를 덮고 있는데, 이게 바로 우리가 말하는 개딴딴한 화강암이다. 클릭하면 나오는 설명에 나와있듯 대보화강암 계열이고, 빈곳이 없이 아예 강북 전체를 통으로 덮고있다. 즉 이것은 북한산에서 이어지는 하나의 화강암 암괴로, 무시무시한 압축강도를 자랑하기에(대략 120MPa수준, 일반 콘크리트의 30MPa의 4배) 지하철 공사할때 공사비가 엄청 드는 요인이기도 하다.

반면 강북외 다른쪽은 색깔이 옅은데, 강남쪽을 한 번 살펴보면 다음과 같다.

강남은 연초록색인데, 지층을 확인해보면 대부분 '~층군'이라고 적혀있는데 지층의 구성이 퇴적암으로 구성된 것을 알 수 있다.

즉 서울도 강북은 화강암, 강남은 퇴적암 지형으로 구성되어있다고 봐야하는 것이다. 전체가 다 화강암질은 아니고, 강남쪽에는 지반이 약해서 문제가 있다면 강북은 너무 개딴딴해서 땅을 뚫을수가 없어서(=돈이 많이 들어서. 뚫기는 다 뚫는다.) 문제가 생기는 경우가 많은 것을 이 지질도로 확인 할 수 있다.

3. 평양의 지질도

그럼 우리의 목표, 평양을 살펴보자. 평양은 사실 '평원'에 위치한 도시인데, 이런 평양 근처의 지역을 '평양평야'라고도 부른다. 산이 가득한 우리나라에서 그나마 특이하게도 넓은 평원이다.

<국토 지질도 축소판>

평양이 위치한 곳을 보면 붉은색 계열의 화강암 같은 심성암이 지반을 이루고 있는 곳이 아니라, 고생대부터 충적된 충적평야인것을 알 수 있다. 그리고 기본적으로 평양일대는 석회암 기반 충적평야이고, 이는 평양의 기반이 석회암이란 것을 짐작하게 해준다.

<평양근처 세부 지질도>

보면 평양 근처의 색깔은 푸른색, 연푸른색, 초록색, 그리고 선명한 빨간색(화강암의 분홍색이 아닌, 선명한 빨강)으로 구성되어있다. 그럼 우리 김정은 동지가 계시는 곳을 주변으로 좀 더 세밀하게 봐보자.

북한의 원래 주석궁인 금수산 태양궁전이 김일성이 무덤이 되어버린뒤부터 김정일과 김정은은 '조선로동당 중앙위원회' 청사에서 지내고 있는데, 대략적인 위치가 표기된 곳이다. 지질정보를 보면 '대석회암층군' + '~층군'이라고 되어있는데 이는 기본적인 석회암 지반에 여러가지 지층이 쌓인 충적층인 것을 의미한다. 즉 기반은 화강암이 아닌 퇴적암이며, 평균적으로 퇴적암은 화강암에 비해 강도가 떨어진다. 특히 '무른' 석회암이 기반이니 서울 강북에 비해선 지반이 연약한 편이다.

동시에 평양은 지하수를 파도 물이 별로 안좋다고 알려져있는데, 당연히 석회암 카르스트 지형이기 때문에 물에 석회가 많이 섞여있어서 수질이 나쁠것이다. 그래서 대동강에 의지하는 바가 큰 것으로 알려져있다.

4. 그래서 현무 5로 다 뚫을 수 있나요?

> 지질학상으로는 가능하다고 보인다. 일단 평양지반 자체가 석회암+충적층이기 때문에 화강암 지반보다는 무르다. 얼마나 무르냐를 확인하려면 심도깊은 연구가 필요하겠지만, 대략 짱개식으로 어림짐작은 가능하다.

<암석별 일축압축강도>

위 표는 암석별 일축압축강도(=하나의 돌기둥을 위에서 눌러서 측정한 압축강도)로, X축은 압축강도를 Kgf/Cm^2으로 나타낸거고 Y측은 해당 강도를 가진 암석의 관측빈도다. 즉 'Y축이 가장 높은 것 = 가장 많이 관측되는 최빈값 강도'라고 보면 된다. Shale은 셰일(=진흙퇴적암), Sandstone은 사암, Limestone은 석회암, Granite는 화강암, Gneiss는 편마암이다.

보면 셰일은 주로 500Kgf/Cm^2, 편마암은 1000Kgf/Cm^2, 화강암은 1250, 석회암은 600, 사암은 대략 1000정도의 압축강도(Kgf/Cm^2)를 가진 것으로 볼 수 있으며 1kgf/Cm^2은 대략 0.1Mpa 정도로 보면 되기에 화강암이 120~130Mpa 정도의 압축강도를 가진다는 기존의 상식과 잘 합치되는 결과다.

즉 이 기준으로 볼때 평양은 600kgf/cm^2의 석회암과 500의 셰일, 그리고 1000정도의 사암이 섞여있는 지반일것이다. 즉 화강암보다 확연히 떨어지는 지반을 가지고 있고, 이를 강화콘크리트(=40Mpa ~ 60Mpa정도)로 강화한 수준으로 보여진다.

후하게 쳐서 평균적으로 50~60Mpa 수준의 지반으로 150~300m 수준으로 지반이 구성되어 있다고 보면 될텐데, 16톤의 GBU-57이 아음속으로 떨어지면 대략 60m의 콘크리트(5000psi기준, 5000psi는 34Mpa)를 관통해서 폭발한다. 현무 5이 8톤이고, 마하 10정도로 낙하한다고 생각하면 대략 GBU-57의 8~10배 사이의 운동에너지를 가질것이고 말 그대로 짱개식으로 계산하면 480m~500m정도를 관통할 수 있지 않을까 싶다. (34MPa기준) 그럼 평양 벙커의 경우 그 절반 이하인 240~250m 정도를 뚫고 들어갈텐데, 중요한 점은 저 콘크리트 관통이 콘크리트가 가득 차 있는 수준인지 중간에 공간이 있는 경우인지는 확인해봐야한다는 거다.

벙커안에서 먹고 자고 할테니 당연히 콘크리트 벽과 지표면의 두께는 300m보단 얇을 것이고, 그래서 현무 5라면 벙커 일격사가 가능하다고 판단되는 것이다.

<추가 시뮬레이션>

8톤의 현무가 마하 10으로 내리 꽂힌다면 신의 지팡이 정도의 위력(8.3톤, 마하 11수준)으로 비견해볼 수도 있는데, 이는 물리 시뮬레이션으로 계산한 유튜브가 있길래 가져와봤다. (여기 GBU-57과의 비교계산도 나와있다.)

https://youtu.be/D8-fzFqycK0?si=2ZhyRs

동영상 결론요약 > 마하 11로 가속한 8.3톤의 텅스텐 막대가 GBU-57대비 5.29배 정도 더 강한 물리에너지를 가지니, GBU-57의 관통력보다 5.29배 정도 높음.

GBU-57이 10000Psi(=69Mpa)의 콘크리트를 8m, 5000Psi(=35Mpa)의 콘크리트를 61m 뚫는데

신의 지팡이는 10000Psi 콘크리트를 42.3m, 5000Psi의 콘크리트를 322.6m 정도 관통이 가능함.

즉 현무 5는 신의 지팡이 1발에 맞먹는다고 보면 될거고, 이는 35Mpa의 일반적인 콘크리트 구조물(내부에 빈곳이 없는)을 322.6m 관통이 가능하다.

평양의 경우 50Mpa~60Mpa이므로 대략 61m~322.6m 사이로 관통이 될 것이고, 빈공간이 있을 것이기에 300m 정도 관통이 가능할 것으로 추산된다.

당연히 평양 대심도 지하철과 벙커를 부수기 위해서 만든 현무 5니까 그 정도는 뚫어줘야 정상일것이다.

계산상의 오류는 솔직히 잘 모르겠다. 동영상에서 나온 내용 그대로 써서... 내가 제시한 수치로 재계산 해줄수 있다면 환영!

5. 결론

'현무 5=신의 지팡이 1발', 평양 벙커 300m 관통이 가능할 것으로 보여진다. 안되면 두발 쏘자.