단층의 위험성과 단층 작용
레이드는 당시 지진 역사상 처음으로 지진 예측의 가능한 방법을 발견하게 되었습니다. 레이드는 의미 있는 땅의 움직임이 지진 발생 전에 선행된다는 것을 보여 주었습니다. 사실상 이러한 움직임이 경고 즉, 지진의 전조현상(precursors)이라는 것입니다. 존스 홉킨스 대학의 해리 필딩 레이드 교수는 샌 안드레아스 단층의 움직임이 고속도로를 가로질러서 21피트나 빗나가는 것을 보고 새로운 학설을 내세웠습니다. 응력이 쌓여 응력 한계를 벗어나게 되면 지진으로 응력 에너지를 방출하면서 지진을 발생학 되는데, 이 이론을 탄성 반발론이라고 부릅니다.
단층을 지나는 도로를 따라서 반대 방향에서 응력이 쌓여 양쪽 방향으로 암석을 휘어지게 만듭니다. 어느 파괴점에 도달 후 암석을 뚝 부러져서 느슨한 위치로 돌아가게 됩니다. 응력이 단층을 가로질러 지나가는 도로를 따라 반대방향으로 형성되게 됩니다. 그리고 반대방향으로 휘어집니다. 아래는 어떤 파괴점에 도달하면 완화 위치에 도달하게 되면서 도로는 오프셋(offset)으로 남게 됩니다. 단층의 종류 역단층(Reverse Fault) : 이동 블록(moving block, hanging wall) 이 단층 위로 움직입니다. 압축력에 기인하고 축소(shortening)를 초래합니다. 경사각이 45도보다 작으면 Thrust fault(트러스트 단층)이라고 부릅니다. Normaml Fault (정단층) : 이동 블록(moving block, hanging wall)이 단층 밑으로 떨어집니다. Tensional force(장력)에 기인하고 확장(extension)을 초래합니다. 일명 중력 단층 (gravity fault)이라고 불려 오고 있습니다. 경사 미끄러짐 단층(Oblique-slip Fault) : 블록 운동이 상하 좌우 동시에 움직입니다. Shearing force(횡력)과 압축 혹은 장력이 동시에 작용함에 기인합니다. Strike-slip Fault / Tear Fault(주향 단층) : 단층면을 따라 블록의 움직임이 수평입니다. 단층 쪽의 블록이 왼쪽으로 움직이면 좌수 주향 단층 (Left-lateral Strike-slip Fault), 오른쪽이면 우수 주향 단층입니다. Active Fault (활동성 단층)과 Capable Fault (지진 가능 단층) 사할린 네프 테 코르스 지진으로 벌어진 우수 주향 단층은 약 3m의 표면 변위가 생겼습니다. 1995년 1월 17일 일본 고베 지진 운동도 역시 우수 주향 단층인 것으로 밝혀졌습니다. 이것은 전체적으로 태양양판과 유라시아판의 일부인 아무르 판이 충동하면서 아무르판은 서북 방향으로 움직이는 유라시아판의 일부인 아무르 판이 충돌하면서 , 아무르판은 서북 방향으로 움직이는 유라시아판과 반대 방향인 반시계 방향으로 움직이는 현상으로 간주됩니다. 다시 말해서 우리나라 근접에서 일어나는 대부분의 큰 지진은 이직 역의 동일 지체 구조력의 영향 때문에 이와 같은 지진 메커니즘을 자주 보여줍니다. 변위가 최근 지질 시대에 일어났거나 (제4기 ), 지진원이 위치한 곳을 따라 있는 단층을 활동성 혹은 활단층(active fault)이라고 부릅니다. 활단층은 지진이 일으 킬 수 있다고 가정합니다. 특히 계획 중인 프로젝트 기간 중 표면 변위를 일으킬 수 있는 잠재력을 가지고 있는 활단층이나 혹은 활단층 지역을 지진 가능 단층(capable fault)이라고 부릅니다. 일반적으로 단층 지역에서는 단층에 의한 마찰로 매끄럽게 된 암석면 단층 활면(slicken-side)과 단층으로 부서진 작은 알맹이가 지하수 여과를 통해서 만들어진 단층 점토(fault gouge)가 흔히 발견됩니다. 1995년 1월 17일 일본의 고베 지진은 고베 인접 해양에 우수 주향 단층으로 일어난 강진이지만 , 인구 5600명만 사망케 한 이유는 일본의 우수한 내진 설계 때문입니다. 일반적으로 단층은 수평적으로나 수직으로 일어납니다. 그러나 이와 같은 운동은 탁월한 운동방향을 제시하여 주는 것이며 대부분 이들 운동이 복합적으로 동시에 발생합니다. 지진 가능성 단층 조사의 단계 1단계 : 단층이 아래 사항을 보여주는지를 확인하기 위해서 수행되어야 합니다. ①지표면 혹은 가까이에서 제4기 (Quaternary : 지금부터 1만 년 전 혹은 2백50만 년 전에) 움직임이 있는지 확인합니다. ②역사 혹은 계기지진의 분포로 나타난 지진 활동을 찾습니다.③지구 표면에서 혹은 가까이에서 한쪽의 움직임은 다른 쪽을 움직일 수 있다는 ① 혹은 ②특성을 지닌 단층과 구조적 관계 2단계 : 만약 단층이 위 사실들을 보여 주면, 단층과 관련된 지체 구조력 수준을 확인하기 위해서 더 조사해야 합니다. ①단층을 가로질러서 변형의 측정 ②단층 위에서 움직임의 역사 평가 ③단층 위에서 지진활동의 탐지(monitering) ④단층을 가로질러서 수평 움직임(leveling) 3단계: 만약 조사가 원자력 발전소 건설에 위험한 지체 구조력 수준을 보여주면, 그 위험의 정도와 특성을 확인하여야 하며, 적절한 공학적 해답이 있는지를 결정해야 합니다. 원자력 발전소 부지 타당성 조사에서 지진 가능 단층 연대 측정(age dating)에서 지난 35,000년 이내에 적어도 한 번 이상 지표면에서 혹은 가까이에서 움직임이 있었다 혹은 지난 500,000년 이내에 재발한 특성을 지닌 움직임을 보이는 단층은 앞으로도 지진 가능성의 단층이 됩니다. 충분한 정확성의 기록을 가지고 지진계측기에서 결정된 눈에 띄게 나타난 Seismicity(지진활동)은 단층과 직접적인 관계를 보여 주게 됩니다. 앞에서 제시된 것에 의하면 한쪽의 움직임은 다른 쪽에도 움직임을 동반할 수 있다는 잠재 가능성 단층의 구조적 관계가 있습니다. 원자력 부지의 안전성 검토에서 지진 가능성 단층은 매우 중요합니다. 위의 특정 중 하나 이상을 만족시켜도 가능성 단층이라고 정의할 수 있습니다.
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