지진의 상호 작용

<지진의 상호 작용>

지진 메커니즘 P파가 단층의 파열로부터 일어나면 매우 틀린 형태의 P파 초동을 기대할 수  있습니다. 만일 한 구를 도식화 한다면, P파의  초동은 전부 압축만은 아닙니다.  그것들을 또한 무질서하게 발생하지도 않습니다.  오히려 그것들은 P파가 단층 지역을 떠나는 방향에 따라 지구 표면상에 간단한  형태로 기록될 것입니다. 어떤 지진계는 단층 움직임이 멀어지는 곳에 있을 것입니다. 즉, 이들 지진계는 P파의 초동이 관측소에서 진원으로부터 가까워지며 끌려가는 (pull)의 위상인 팽창 dilatation)을 기록할 것입니다. (-) 반면에 다른 관측소에서는 단층 운동이 관측소에서 진원으로부터 멀어지면 움직이는 ( push) 초동, 즉  미는 운동 , 압축(compression)을 기록할 것입니다. (+) 지구 표면에서 몇 km 떨어진 얕은 지진- 단순한 수직 주향 이동 단층( vertical strike-slip fault)을 따르는 -으로부터 방출된 P파의 운동도 보이지 않는 지표면의 장소와 일치합니다. 이와 같이 한 선은 단층 표면  표면 흔적과  일치합니다. 

 무엇이 지진파를 만드는가? 지각 암석들이 장소마다 그 물리적인 특성이 다르고 지각의 어떤 특별한 곳에서의 과중한 압력은 표면을 향해 감소하기 때문입니다. 그러고 나서 파열 정면은 거의 정지 상태가 될 수 있습니다. 그러면 탄성력의 재배열 때문에 갑자기 파열 정면이 자유롭게  파괴되고 그것의 양쪽의 파열을 따르기 위해서 빠르게 이동합니다. 만일  이러한 파열이 표면에 다다르면(소수의 피상적인 지진에서 나타난 것처럼 ) 그것은 눈에 보일 수 있는 단층을 만들어 냅니다. 

 진원에서 파열이 시작되고 지반이 흔들리기 시작합니다. 파열은 지각 안의 진원에서 시작됩니다. 그러고 나서 그것은 단층 지역의 사방으로 퍼져 나갑니다. 파열의 가장자리는 일정하게 퍼져나가지 않는다는 것에서 주의해야 합니다. 오히려 파열의 진행 속도는 갑작스럽기도 하고 매우 불규칙적이기 때문입니다. 단층 파열의 확장 정도는 그 지역을 통해 암석의 변형이 얼마만큼 미치느냐에 달려 있습니다.  파열은 좀 더 확장될 만큼 암석이 충분히 변형되지 않는 곳에 다다를 때까지 계속될 것입니다. 그러고 나서 그 파열의 과정은 끝납니다. 파열이 멈춘 후에 그 단층의 근접지역은 덜 변형된 위치로 다시 튀어 가 버릴 것입니다. 그런 파열 중에 단층면을 서로 문지르기 때문에 어떤 에너지는 마찰력과 암석들을 파괴하는 데 사용됩니다.  그 평면은 국부적으로 가열됩니다. 좀 더 나은 기록된 파들은 지구 표면 아래에 있는 단층 운동에 관한 정보도 제공해 줍니다. 간단히, 도착된 지진파만을 생각해 봅시다. 즉  P파들이 지구의 암석들을 밀었다 잡아당겼다는 사실을 상기해봅시다. P파는 밈(push)과 잡아당김(pull) 둘 중의 하나로 표면에서 탐지될 수 있습니다. 지진파는 마찰과 붕괴에 의해서 뿐만 아니라 파열 표면에 있어서 단층 근처 지역의 반동에 의해 동시에 발생됩니다. 이런 전 과정은 학교 실험실이나 부엌에서도 실험해 볼 수 있습니다. 그렇게 하기 위해서는 얕은 주형에 빳빳한 젤리로 탄성력 있는 껍질의 모델을 만들어서 젤리의 표면 전체로 퍼져 나가고 젤리의 양쪽은 파열이 그칠 때까지  튀게 될 것입니다. 파열이 젤리를 찢어 놓는 동안  젤리는 탄성파가 퍼질 때까지 떨게 될 것입니다. 마찬가지로 단층 평면의 많은 곳으로부터 지진파가 방출하게 됩니다. 세계 곳곳의 지진계에 기록된 지진파의 특성을 살려내서 지진 발생에 대한 원리들을 설명을 확인할 방법은 있는가에 대한 대답은 분명히 긍정적입니다. 먼저 기록된 P파의 진원이 지진계로부터 얼마간 떨어진 지구 한 곳에서 조그마한 폭발이라고 가정해 봅시다. 그러고 나서 생성된 첫 번째 P파는 풍선의 표면처럼 지구 표면을 향하여 밀고 있습니다. 지진계에서는 멀어지는 느낌 (away)의 P파를 탐지할 수 있습니다. 이러한 상향 운동을 compression(압축)이라고 부릅니다. 이것은 관측소에서 올라오는 초동(initial motion)의 위상이 위로 솟아오른 파형 (+)를  보여 줍니다. 그러나 towards(반대 관측소에 가까워지는 느낌 P파를 탐지하는데 초동은 밑으로 내려가는 파형 (-)를 보여 줍니다. 지반과 지진 피해지진 기반암과 공학 기반암 지진파는 지진원 단층의 전단 변위로 기인하여 그들이 통과하는 물질과 도달하는 지표의 물질에 달려 있습니다. 일반적으로 진원에서 가까운 거리에서 큰 규모의  지진은 보다 강한 지진동을 일으킵니다. 그밖에 지반이 약한 경우 지진파의 진폭에 지진 피해가 큰 영향을 받습니다. 따라서 지진 피해는 지진원의 크기와 천부층의 퇴적암에서 지진 에너지의 증폭에 의해 그 규모가 결정됩니다. 이러한 지층 경계가 Interface (접촉 영역)을 지진 기반암과 공학적 기반암이라고 부릅니다.  전단파(S파) 속도가 3,000~3,500m /sec 이면 지진 기반암이고, 그위 구조물과 밀접한 관계를 갖고 있는 천부층 암반인 전단파 속도가 300~700m/sec인 경우를 공학적 기반암이라고 부릅니다. 지진 피해는 공학적 기반암에서 지표로 올라오는 지진 에너지가 지표 지반에서 증폭되는 제2차 과정에서 발생하게 됩니다. 따라서 지표층의 특성, 탁월 주기는 지진 피해의 주요한  원인을 제공합니다.  1차 과정인 공학적 기반암 통과에서의 파형과 2차 과정인 지표에서의 파형 지진동은  지진원 단층(종속 단층과 패턴)에서 시작하여 국지 지질 특성, 액상화 현상, 지반 균열, 및 경사 불안정 등에 의해 복합적으로 일어날 수 있기 때문에 큰 피해를 유발할 수 있습니다. 지진이 발생하기 전에 샌드랜드는 지진이 발생하는 동안에 액상화 한 모래로 변하고, 토양은 산사태를 일으켜 지표면은 붕괴되고 맙니다. 특히 이러한 액상화 현상은 연안에서 많이 발생하기 때문에 항상 시설에 각별히 주의를 해야 합니다.