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작성자 관리자 날짜 2021-06-08
제목 [기사] 지열발전소가 포항지진을 일으켰다는 근거는?
내용

2019.03.26 16:58 입력 | 2019.03.26 22:20 수정

2017년 11월 15일 포항지역에 발생한 지진은 진앙지 인근의 지열발전소 영향으로 촉발된 지진인 것으로 밝혀졌다.

대한 지질학회와 포항지진정부조사연구단은 3월 20일 지난 2018년 3월부터 시작한 1년간의 연구결과를 발표했다.

3월20일 대한지질학회가 발표한 연구 보고서의 제목은 '포항지진과 지열발전의 연관성에 관한 정부조사연구단 요약보고서'다.

연구단은 서문에서 "보다 더 자세한 내용은 연구종료시점인 2019년 4월 이후에 총괄결과보고서로 공개될 예정이며 또한 그동안의 연구결과들은 학술회의 발표 및 학술지 논문 등으로 완전히 공개해 나갈 것이다"고 밝혔다.

조사연구단의 구성은 조사단장, 국내조사단, 해외조사위원회(해외조사연구자문단), 자문단으로 구성되었다. 조사단장은 대한지질학회 회장인 이강근 서울대 지구환경과학부 교수가 맡아고 국내조사단은 지진학, 수리지질학, 지질역학/구조지질학, 지구물리탐사 등 4개 분야의 국내전문가로 구성되었다. 해외 학자들로 구성된 해외조사위원회(해외조사연구자문단) 은 각 분야의 국제적 전문가 5명으로 구성되었으며, 자문단 2명으로 구성되었다.

조사연구단은 연구결과를 1)포항지진원 단층에 대한 지질구조, 2) 지구물리탐사, 3) 지진 자료 추출과 발생의 시간적 분포, 4) 진원의 위치 결정과 분포 특징, 5) 진원분포로부터 결정한 단층면과 타 관측자료의 연관성, 6) 수리자극 과정의 물 주입과 공극압의 확산, 7) 이수누출로 인한 지진발생의 시간 지연 관측, 8) 지중응력상태 등 8개 항으로 요약했다.

연구단이 지열발전소가 포항지진을 촉발한 것으로 결론을 내린 근거들은 8개의 항목을 보면 알 수 있다.

연구단은 보고서의 결론부분에서 "지열발전 실증연구 수행중 지정열 굴착과 두지열정(PX-1, PX-2)을 이용한 수리자극이 시행되었고 굴착시 발생한 이수 누출과 PX-2를 통해 높은 압력으로 주입한 물에 의해 확산된 공극압이 포항지진 단층면 상에 남서방향으로 깊어지는 심도의 미소지진들을 순차적으로 유발시켰다. 시간의 경과에 따라 결과적으로 그 영향이 본진의 진원 위치에 도달되어 거의 임계응력상태에 있었던 단층에서 포항지진이 촉발되었다"고 적시했다.

연구단은 지열발전소 부지를 중심으로 포항지역에서 2009년 1월 1일부터 2017년 11월 15일 본진까지 520개 지진 중 지열발전소 부지에서 진앙거리 5 km 이내, 진원깊이 10 km 미만인 지진들만 모아서 지진과 지열발전소의 인위적 활동의 시간적인 상관성과 진원위치, 단층면자료와의 연관성, 단층면 내의 공극압, 지중응력상태 등을 파악했다.

그 결과 지열발전소 부지 근접 지역에서는 2009년 1월 1일부터 2015년 10월까지 지진이 검출되지 않았으나, 지열정 굴착 과정에서 미소지진이 검출되기 시작하여 그 이후 진행된 5차례 지열발전소 자극과 지진방생 시기가 시간적으로 밀접하게 연관되있다는 것이다.

또한 연구단이 2009년 1월 1일 이후부터 본진까지 포항지역에서 발생한 520개 지진 중에서 지열발전소부지에서 진앙거리가 5 km 이내이면서 진원깊이가 10 km 이내인 109개의 지진을 선별하고 정확도가 떨어지는 지진을 제외하고 남은 98개 지진을 대상으로 정밀 지진위치 분석을 수행한 결과 진앙의 위치들은 특정한 평면에 분포하는 양상을 보이며 이 평면은 포항지진 본진의 단층면과 거의 일치한다는 것이다.

이 진앙 분포 평면을 PX-2 지열정으로 연장시키면 약 3,800 m 깊이에서 교차하는데 이 깊이에 단층이 존재하고 지진이 발생했다는 다른 근거들과 일치한다는 것이다.

지열발전소가 포항지진을 일으켰다는 근거는?

지열발전소가 천공한 구멍인 PX-1과 PX-2 주변의 관련이벤트, 규모5.5의 본진의 위치

연구단은 PX-2 시추과정에서 확보된 시추 암편에서 3,800 m 구간에서 단층을 추정할 수 있는 구조가 육안 관찰과 현미경 관찰로 나타났으며 2018년 8월에 구멍에 영상장치를 넣어 실시한 영상검층에서도 이 심도에서 케이싱이 파열된 것을 확인할 수 있었다는 것이다.

연구단은 지각응력 변화가 0.01MPa이상이면 단층이 임계응력상태일 때 지진의 발생을 증가시키거나 지진을 유발할 수 있는 것으로 알려져 있는데 2017년 4월15일 지진이 발생했을 때의 응력은 0.1MPa 이상의 공극압의 변화가 형성되었고 2017년 11월 15일에도 4월15일 보다 단층면 상에서 넓게 공극압이 증가된 것으로 보았다.

한편 연구단 보고서에는 '유발'과 '촉발'에 대한 연구단의 설명이 기술되어있다. 전문가둘 사이에서는 연구단이 연구결과가 일으킬 파장을 감안해서 '촉발'이라는 단어를 선택한 것이 아닌가 하는 의견들이 있다.

[유발지진과 촉발지진 출처: 연구단 요약보고서]

‘유발(induced)‘지진과 ’촉발(triggered)’지진에 관한 정의가 국제적으로 확립되지 않은 상태이기 때문에 본 보고서에서 사용한 ‘유발’과 ‘촉발’의 의미를 좀 더 정확히 나타내기 위해 해외조사위원회 보고서에 영문으로 ‘유발’과 ‘촉발’의 의미를 정의하였다(해외조사위원회(ORAC) 보고서 페이지 O-10). 이 용어의 정의는 본 보고서에서 사용한 용어를 설명하는데 국한한다. 정확한 의미는 영문 원문을 참조하기바라며, 한글 의역은 다음과 같다. ‘유발’지진은 지구 내부에서 유체 주입의 영향으로 공극압과 응력이 변화된 암석의 공간적 범위 내에서 일어날 수 있는 규모의 지진으로, 이 때의 지진은 유체 주입과 조구조 운동으로 축적된 변형에너지를 방출한다. ‘촉발’지진은 인위적인 영향이 최초의 원인이지만 그 영향으로 자극을 받은 공간적 범위를 크게 벗어나는 규모의 지진으로, 이 때의 지진은 대부분 조구조 운동으로 축적된 변형에너지를 방출한다.

출처; 기술인 신문 / 이석종 ( dolljong@gmail.com )
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