이하 퍽큐시마 형의 글을 보고나서,
"동일본 대지진은 1000번 이상 발생한 작은 지진때문"

거기 소개된 논문의 본문이 입수되는 바람에,
내용이 또 궁금해지는 바람에, 이하에 옮겨봄...
3.11 이후로 자기 삶이 바뀌었다는 사람이 종종 있는데,
나도참 지갤에서 가지가지 하는거같음...
옮겨보지만, 내용에 대해서 책임지는건 아님.
내용에 관한 얘기는 잘아는 형들이 나서주기 바람.

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"동일본대지진 발생전에 나타난 슬로우슬립의 전파(傳播)"
카토 아이타로(조교) 등.. 히라타 나오시(교수)
토쿄대학 지진연구소

2012.1.20 Science 게재
"Propagation of slow slip leading up to the 2011 Mw 9.0 Tohoku-Oki earthquake"

■성과 개요
2011년 동북지방 태평양바다 지진(동일본대지진의 지진을 일컬음) 발생전 약한달간에
발생한 지진활동을 해석한 결과, 본진의 파괴개시점을 향하는 슬로우슬립의 전파가,
거의 같은 영역에서 두번 일어났었다는 것을 밝혔다.
이런 슬로우슬립의 전파가 불러일으키는 힘의 집중에의해, 본진 발생이 촉진된 가능성이 있다.

슬로우슬립 : 판경계나 지하의 단층이, 지표에 큰 흔들림을 초래하지 않은채, 천천히 움직이는 현상.
세계적으로 그 존재가 최근에 확인되고 있다.
슬로우슬립 일어난 곳은 힘을 해방하지만, 반대로 그주변에 힘이 모인다.

■배경과 데이타
몇몇 큰지진 전에 작은지진 활동이 선행된 것으로 보고되어있다. 이것을 전진활동이라한다.
그러나 전진활동에서 본진발생에 이르는 지진활동의 추이에 대해서는, 밝혀지지않은 부분이 많아 잘모른다.
2011년3월11일 발생한 동북지방 태평양바다 지진의 경우, 본진발생까지의 약한달간에,
최대M7.3지진을 포함한 전진활동이 본진주변에 일어난 사실이 기상청 등에의해 보고되었다(그림1).

전진활동 중에는 노이즈와 식별하기 어렵거나, 활발한 지진활동에 의한 복잡한 관측파형 속에 묻혀서,
기상청이 보고한 지진리스트(기상청 카탈로그)에 포함되지않기도 한 미소지진이 많다.
우리는 진원역에 근접한 기반적 지진관측망에 기록된 연속파형 데이타에 주목해,
지진파형과의 상호상관해석을 함으로써, 기상청 카탈로그에 포함되지않은 다수의 미소지진을 검출하고,
새로운 진원 카탈로그를 구축했다(합계1416개, 그중 기상청에의한것은 333개).
즉, 기상청 카탈로그에 포함된 전진 하나하나를 기준지진으로삼아 유사한 파형을 연속파형 데이타에서
검색한 것이다.



그림1. 전진활동과 본진과의 위치관계.
희색, 노랑색 원:기준지진으로삼은 기상청 카탈로그의 진앙.
붉은색 별표:기상청 카탈로그에 포함된 작은 반복지진의 진앙.
오른쪽위 삽입 그림은 선행연구(이데 등, 2011)에의한 본진때의 슬립양분포.
기준선과 원접은 그림2 세로축 방향을 나타냄.

■연구 성과
새로 구툭한 지진 카탈로그를 자세히 분석함으로써, 본진의 파괴개시점으로 향하는 진원이동이,
거의같은 영역(그림2의 EMZ~Earthquake Migration Zone, 지진활동 이동영역)에서
두번이나 일어난 것을 알았다.

첫번째 이동은 2월중순~말까지 계속되고, 그 이동속도는 하루2~5km였다(그림2).
두번째 이동은 3월9일의 M7.3최대전진의 발생후에 나타났다. 그 이동속도는 하루평균10km이고
서서히 느려졌다.

지진활동도를 보자면, EMZ북쪽(M7.3진원보다 북쪽)에서는, M7.3발생직후부터 활발히 활동하고,
여진활동의 경험칙인 개량 오오모리 공식(주1)에따라, 시간과 함께 감소했는데,
EMZ내에서는 지진활동이 하루쯤 쳐져서 최대가 되었다.

두번에 걸친 진원이동을 보인 지진활동에는, 작은 반복지진(주2)가 포함되어있었다.
이들 작은 반복지진은, 판경계상의 미소 고착부분(패치)가 반복해서 미끄러지는 현상으로,
패치주변의 준정적(quasi-static)인 슬립의 지표가된다.
이로부터 진원의 이동은, 본진의 파괴개시점으로 향하는 판경계면상의 슬로우슬립의 전파를
의미한다고 알게되었다.
슬로우슬립에의해 약M7.1상당의 지진 모멘트가 해방되었다고 생각된다.
슬로우슬립의 전파속도(2~10km/일)는 서남일본의 필리핀판위에서 관찰되는 슬로우슬립 이벤트의
전파속도(오바라, 2010)와도 거의 일치한다.



그림2. 검출된 지진의 시공간적 분포.
세로축은 해구축에 평행한 거리(그림1 참조)을 나타낸다.
붉은색 점선은 진원이동의 프론트 위치를 나타낸다.
붉은색 별표:기상청 카탈로그의 작은 반복지진
녹색 별표:작은 반복지진에 유사한 이벤트

■본연구의 의의
2011년 동북지방 태평양바다 지진전에 발생한 두번에 걸친 "슬로우슬립의 전파"가 본진의 파괴개시점으로
힘의 집중을 불러일으켜, 본진발생을 축진시킨 가능성이 본연구에의해 처음으로 제시되었다(그림3).

첫번째에 비해 두번째 슬로우슬립의 전파속도, 슬립량, 슬립속도가 모두 커진것으로보아,
두번째 슬로우슬립이 더 효과적으로 본진의 파괴개시점으로 힘을 집중시켰다고 생각된다.

거대지진 발생에 이르는 판경계에서의 슬립 거동(지진의 직전과정)에 관해 알아내는 데에
매우 중요한 성과를 얻었다.
본성과에 의해, 슬로우슬립 이동에 의해 거대지진의 발생이 촉진된 가능성이 처음으로 제시되었다.

그러나 이러한 현상이 또 일어났다고해서, 반드시 거대지진이 발생한다고 할수는 없다.
슬로우슬립이 이동하는쪽에, 거대지진을 일으킬만한 충분한 탄성에너지가 축적되어있어야 한다.
만약 축적된 에너지가 적으면, 슬로우슬립 이동에의한 힘의 집중이 있더라도, 거대지진은 발생하지 않는다.
반면에, 축적된 에너지가 한계치에 가까우면, 슬로우슬립에따른 힘의 집중에 의해 거대지진 발생이 촉진될
가능성이 생각된다.
거대지진의 발생장소에 에너지가 얼마나 축적되어있은지를, 시공간적으로 파악하는것이 무엇보다 중요하다.
그러기 위해서는 앞으로, 지각변동 관측망이나. 지진 관측망 데이타를 장기적으로 축적하고,
판경계면상의 슬립 거동의 모니터링을 계속할 필요가 있다.

또한, 다른 지진에 대해서도 마찬가지 현상이 있는지, 슬로우슬립이 초래하는 힘의 집중과
지진발생과의 관련성, 에 대해서도 더 알아내야한다.

아울러 거대지진 발생역에 에너지가 축적되어있을때, 슬로우슬립 이동 없이도
거대지진이 발생할 가능성도 있으므로, 지진이 어떻게 시작되고, 어떻게 커지고, 어떻게 끝나는지,
지진의 발생과정에 대한 기초연구가 불가결하다.



그림3. 슬로우슬립의 전파 개념도

■참고 문헌
S. Ide, A. Baltay, G. C. Beroza, Shallow dynamic overshoot and energetic deep rupture in the 2011
Mw 9.0 Tohoku-Oki earthquake, Science, 332, 1426–1429, doi:10.1126/science.1207020, (2011).

K. Obara, Phenomenology of deep slow earthquake family in southwest Japan: Spatiotemporal
characteristics and segmentation, J. Geophys. Res., 115, B00A25, doi:10.1029/2008JB006048, (2010).

■용어 해설
주1. 개량 오오모리 공식:시간에 따라 여진의 수가 감소하는 법칙. 시간 경과에 반비례해서 나타낸 것이
오오모리 공식이고, 그것을 일반화한 것을 개량 오오모리 공식이라 한다.

주2. 작은 반복지진:파형이 거의같은 지진으로, 판경계면상의 미소 고착부분(패치)이 반복해서 슬립하는 현상.
반복지진의 활동도는, 패치 주변의 준정적인 슬립의 지표가 된다.