​샌앤드리어스 단층의 지질학적 특성

[로버트 박]

​샌앤드리어스 단층의 지질학적 특성

샌앤드리어스 단층의 지질학적 특성

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남부 캘리포니아에서 최근에 발생한 두 건의 지진은 

미국 서부 해안에 사는 주민들에게 지진의 대한 두려움을 안겨주었다. 

이곳에 사는 주민들은 자신들이 악명 높은 샌앤드리어스 단층이 놓인

 세계적으로 지진이 활발한 장소에 살고 있다는 사실을 다시 한번 깨달았다. 

진도 6.4와 7.1을 기록한 이 두 개의 지진은 로스앤젤레스에서 

241 km 떨어진 리지크레스트에서 발생했다. 이곳에서 발생한 지진은 

사람들에게 대지진으로 여겨지는 "빅 원(Big One)"이 오는가에 대한 

의문을 남겼다.  샌앤드리어스 단층은 정확히 무엇일까? 

왜 이 단층이 대재앙을 일으킬 지진과 관련되어 있을까? 

사진을 통해 샌앤드리어스 단층에 대한 궁금증을 풀어보도록 하자! 

샌안드리어스 단층

©Wikimedia/Creative Commons

샌앤드리어스 단층은 서쪽에 있는 태평양 지각판과 

동쪽에 있는 북아메리카 지각판의 경계가 되는 곳에

 있는 변환 단층이다.  

(Photo: Wikimedia/CC BY 3.0)

단층 지대

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이 단층 지대는 단 한 개의 선이 아니라 

샌버너디노와 로스앤젤레스 카운디와 같은 

인구밀집지역을 포함해 캘리포니아 전역에 

뻗어있는 단층 체계이다. 

(Photo: Wikimedia/CC BY-SA 4.0)

경계선

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이 지각판들은 매년 5 cm 범위를 두고 

수평적으로 상대 운동을 한다. 

이런 약간의 움직임 때문에 자잘한 

충격과 미진이 발생한다.

압박이 마찰로 변하는 순간

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맨눈으로 판의 운동을 식별할 수 없는 동안에 바위들이 서로 부딪힌다.

 부딪힘에서 오는 압박은 마찰로 변할 때까지 계속 압력을 높이게 된다. 

이런 압박이 지면에 지진파를 보내면서 갑작스럽게 에너지가 

방출되는데 이를 지진이라고 부른다.

(Photo: Flickr/CC BY-SA 2.0)

움직임

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잠재적인 재난을 보여주는 사진: 

상대 운동을 보여주는 샌앤드리어스 단층

세 부분으로 나누어지는 단층 지대

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이 단층 지대는 세 가지 부분인 북부, 중부 및 남부로 

나누어지며 각각은 다른 종류의 성격 및 지진위험도를 보인다. 

확실한 랜드마크

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샌앤드리어스 단층의 대부분은 명확한 골로 구분된다. 

이 레이더 위상 이미지는 샌프란시스코만 서쪽 단층의 

한 부분을 보여준다. 크리스털 스프링스 저수지에 있는

 골은 밑에 있는 단층을 나타낸다. 

앤드루 로슨

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샌앤드리어스 단층은 1895년 캘리포니어 버클리 대학교에서 

지질학 교수로 있던 스코틀랜드-캐나다 지질학자인 

앤드루 로슨에 의해 규명되었다. 그는 북부 지대를 발견했으며 

주변에 있던 샌앤드리어스 밸리의 이름을 따서 이 단층에 

샌앤드리어스라는 이름을 붙였다. 

바스케스 록스 네츄럴 에어리어 공원

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로스앤젤레스 카운티 북쪽의 시에라 펠로나 산에 있는 

이 공원은 바스케스 록스로 유명하다. 이 바위들은

2,500만 년 전에 급속한 침식 작용으로 형성되었다. 

(Photo: Flickr/CC BY 2.0)

바스케스 록스

©Flickr/Creative Commons

이 바위들은 나중에 샌앤드리어스 단층을 따라

진행된 융기 활동으로 노출되었다. 

현재 바스케스 록스는 태평양판과 북아메리카판 사이에 있는

 구조상의 경계와 단층 라인을 가리키며 4,264 km 의 

퍼시픽 크레스트 트레일의 일부분을 형성하고 있다.  

(Photo: Flickr/CC BY-NC-ND 2.0)

"세계적인 지진 국회의사당"

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샌프란시스코와 로스앤젤레스 사이의 몬트레이 카운티에 있는

 작은 마을인 파크필드는 샌앤드리어스 단층을 따라 놓여있다. 

이 마을은 자칭 "세계적인 지진 국회의사당"이라고 불린다. 

(Photo: Wikimedia/CC BY 2.0)

파크필드

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1857년 이후 파크필드는 22년 동안 진도 6 이상의 지진을 겪었다. 

덧붙여, 무지진 지층 변형 (단층을 따라 측정이 가능한 표면 이동)은 

지난 85년 동안 단층에 걸쳐있는 파크필드 다리를 

76 cm나 구부러지게 만들었다. 

(Photo: Flickr/CC BY-NC-ND 2.0)

샌앤드리어스 단층의 남부

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샌앤드리어스 단층의 남부는 파크필드에서

 솔턴호수까지 이어져있다. 

샌앤드리어스 단층은 카리조 평원 (사진)을 

통해 이어져 있는데, 이 평원은

길고 나무가 많이 없기 때문에 

육안으로 단층을 확인할 수 있다.

 카리조 평원은 화려한 야생화들이 카페트처럼 

만개하는 아름다움으로 잘 알려져 있다. 

솔턴 호수

©Wikimedia/Creative Commons

솔턴 호수는 샌앤드리어스 단층에 직접적으로 놓여있다. 

샌앤드리어스 단층의 남부는 지진학자들로부터 

강력한 지진 (진도 7 이상)의 주요 위협 요인으로 여겨진다. 

(Photo: Wikimedia/CC BY-SA 4.0)

줄어드는 호수

©Getty Images

솔턴 호수는 18개월 동안 엄청난 홍수로 인해 콜로라도 강이 

용수로를 통해 솔턴 분지로 흘러들어가면서 형성되었다. 

그러나, 이 호수는 퇴적 작용, 해수의 증발 및 남은 염분의 

증가로 인해 점점 줄어들고 있다. 

이런 현상이 지진과 어떤 관계가 있을까? 

이산화탄소

©Getty Images

솔턴 호수는 일련의 대호수 가운데 가장 최근에 형성되어 

변화된 콜로라도 강의 흐름과 함께 줄어들고 있다. 강 사진은 

땅속에서 나오는 이산화탄소가 물거품을 일으키는 모습이다. 

쌓이는 압력

©Getty Images

이전에 종종 바뀌던 호수 무게는 쌓일대로 쌓인 

지질구조상의 압력을 완화하기 위해,

 주기적으로 진도 7이상의 지진을 일으키면서 

그 영향을 조절하는 것으로 여겨졌다. 하지만 

솔턴 호수는 현재 이 지질학적 변화와 

필수 수량을 충족하는 기능을 상실했다. 

왜냐하면 솔턴 호수는지속 가능한 비율로 

더이상 담수를 보충할 수 없기 때문이다.

 호수의 표면은 2021년까지 최대 60%까지 

감소할 것으로 예상되고 있다. 

악화된 환경

©Getty Images

호수로 흘러드는 물이 없는 현상에 대해 지진학자들은 

호수를 죽여가면서 지하에 쌓이고 있는 압력이 

100년에 1번마다 캘리포니아에 발생한다는 거대한 지진인

 '빅 원 (Big One)'을 일으킬 것이라고 두려워하고 있다. 

사진은 지하 조직에서 나오는 이산화탄소가

"들끓는 진흙탕"이라고 알려진 지열지대에서 

거품처럼 흘러나오는 모습. 

새그 폰드

©Public Domain

반대로 시에라 펠로나 산에 있는 엘리자베스 호수는 

샌앤드리어스 단층을 따라 지구의 지각판들이 움직이는

 활동으로 형성된 일련의 얌전한 새그 폰드 가운데 한 곳이다. 

1906년 샌프란시스코 지진

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1906년 4월 18일, 샌앤드리어스 단층의 북부에 있는

 샌프란시스코에 지진이 발생했다. 이 당시 진도는 

현대 지진 규모로 측정했을 때 약 7.9에 달했다. 

1906년 샌프란시스코 지진

©Public Domain

이 지진으로 약 3,000명이 사망했고 도시의 80%가 파괴되었다. 

이 지진은 미국 역사에서 가장 최악의 지진 가운데 하나로 남아있다. 

자연의 힘

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우드빌의 북서쪽에서 촬영된 이 울타리 (사진)는 

1906년 샌프란시스코 지진 이후 샌앤드리어스

 단층 근처에서 2.6 m 정도 밀려났다. 

이 사진은 지진으로 발생한 자연의 

강력한 힘을 그대로 보여준다. 

지진 트레일

©NL Beeld

샌프란시스코에서 북쪽으로 한 시간 정도 떨어져 있는 

포인트 레이스 국립 해변에 있는 지진 트레일. 

샌앤드리어스 단층은 이 트레일에 인접해있다. 

1906년 샌프란시스코 지진이 발생하는 동안 단층에 

인접해있던 포인트 레이스는 약 6.5 m정도 이동되었다. 

1989 로마프리타 지진

©Getty Images

1989년 로마프리타 지진의 진원지는 샌앤드리어스 단층에 있는

 산타크루즈에서 북서쪽으로 약 16 km 떨어진 곳이었다. 

1988년 6월 두 개의 초기 미동이 발생했으며, 

1989년 8월에 다시 미동이 발생했다. 

사진은 지진 이후의 샌프란시스코 마리나 지역이다. 

1989 로마프리타 지진

©Public Domain

로마프리타는 모닝콜로 여겨졌다. 

이곳에 있는 샌앤드리어스 단층은 1906년 이후 

비교적 움직임이 없는 곳이었다. 

사진은 오클랜드의 주간고속도로 880에 있는

 사이프러스 고가교의 붕괴된 모습. 

1994 노스리지 지진

©Reuters

1994년 1월 17일에 로스앤젤레스 지역을 강타한 

진도 6.7의 노스리지 지진으로 발보아 대로 근처에 

있는 파열된 가스 공급 본관에서 화재가 발생했다. 

노스리지 지진은 샌앤드리어스 단층에서 멀리 

떨어진 곳에서 발생했으나 캘리포니아가 

지진 충격에 취약하다는 것을 다시 한번 입증했다. 

지진층

©Getty Images

캘리포니아 펌데일 근처 샌앤드리어스 단층을 가로지르는 

주립 루트 14 고속도로에서 목격된 지진으로 뒤틀린 지표면층.

 2006년, 과학자들은 약간의 미끄러짐과 함께 300년 이상이 

지나면서 샌앤드리어스 북부 단층의 남쪽 끝과 

로스앤젤레스 동쪽이 언제라도 거대한 지진을 

촉발할 수 있는 엄청난 압력을 쌓았다고 경고했다. 

캘리포니아, 2019

©Getty Images

2019년 7월 4일, 진도 6.4 규모의 지진이 

남부 캘리포니아의 리지크레스트에서 발생했다. 

인명 피해는 없었지만 인프라시설이 파괴되었다.

 이 지진으로 리지크레스트 및 그 주위에 살고 있는

 주민 3,000명이 전력을 공급받지 못했다. 

"빅 원"이 오고있는 것인가?

©Reuters

이틀 뒤에 또다른 지진이 진도 7.1을 보이며 같은 지역을 강타했다.

 이 지진은 사람들에게 대지진인 "빅 원 (Big One)"에 대한 두려움을 남겼다.

 캘리포니아에 사는 사람들은 지진학자들이 말한 이미 발생했어야 할 

엄청난 지진에 대비하기 위해 지진 경보를 항상 유념한다. 

샌 앤드리어스 지층 지하관측

©Public Domain

2002년, 지진의 분석 및 예측을 위한 목적으로 

샌 앤드리어스 단층에 대한 지질학적 데이터를 

조사하는 기관인 SAFOD가 파크필드에 세워졌다. 이 기관은

시추공 (보어홀)에 수진기 센서와 GPS 시계를 설치했다. 

위험을 안고 사는 사람들

©Public Domain

이 지도는 샌프란시스코만 지역에 있는

 일곱 개의 주요한 단층 라인과

2003년과 2032년 사이에 진도 6.7 규모 이상의 

지진의 일어날 가능성이 있는 장소들을 보여준다.

출처:  Stars Insider