1분만에 지진 규모 파악.."중력파에 물어봐"

일본 동일본 대지진 당시 쓰나미가 미야코시 헤이가와만의 방파제 위로 무섭게 밀려들고 있는 모습이다. AP/연합뉴스 제공

프랑스 과학자들이 중력파를 이용해 진원과의 거리에 상관 없이 1~2분내 지진 발생과 규모를 정확히 알려는 방법을 알아냈다. 먼거리에서 발생한 지진도 정확한 발생 시점과 규모를 신속하게 알아낼 수 있어 지진 쓰나미와 같은 대형 재해를 예방하는데 기여할 것으로 기대된다. 

프랑스 코트다쥐르대 연구팀은 “일본 지각판에서 지진이 났을 때 발생하는 중력파를 인공지능(AI)으로 학습시킨 결과 1분 내 대형 지진의 규모를 정확히 예측하는데 성공했다”고 국제학술지 ‘네이처’에 10일 발표했다. 

지진은 보통 지진계로 지면의 진동이나 지진파를 감지해 알아내지만 규모 7 이상에서는 지진파가 너무 강해 잘 관측되지 않는다. 2011년 발생한 동일본 대지진도 실제 규모는 9.1이었지만 지진 직후에는 7.9로, 3시간 뒤에도 8.8로 작게 평가됐다. 당시 지진 쓰나미로 1만8000명 이상이 숨졌는데 이 중 상당수가 경보를 받지 못한 지역에서 나왔다.

연구팀은 지진이 지각을 크게 뒤흔들며 발생하는 중력파를 감지해 진원의 위치와 규모를 파악하는 방법을 알아냈다. 중력파는 질량을 가진 물체가 움직일 때 중력 에너지가 물결처럼 퍼져나가는 현상이다. 지난 2016년 국제 연구진인 라이고 연구단은 천재 물리학자 알베르트 아인슈타인이 존재를 예언한지 100년만에 처음으로 중력파를 탐지했다고 밝혀 세계를 놀라게 했다. 

연구팀은 일본 동쪽 환태평양조산대 등에서 지진이 자주 발생한 1400곳을 뽑은 다음 이중 한 곳에서 대형 지진이 발생하는 예상 시나리오 35만건과 이때 발생하는 중력파 정보를 AI에게 학습시켰다.  이 AI는 동일본 대지진 당시 진앙에서 2000km 떨어진 중국 동북부 무단장 관측소가 관측한 중력파를 이용해 50초만에 실제 지진 규모와 진원의 위치를 정확히 알아냈다.

연구진은 중력파 측정 기술은 규모 8.3 이상 지진만 감지하고 정보를 학습하지 않은 지역에 적용하기는 어렵다는 점을 한계로 지적했다. 안드레아 리차르디 코트다쥐르대 연구원은 “지진 발생이 잦은 페루와 칠레 주변을 중심으로 학습을 시작했다"며 “이 기술이 일찍 개발됐다면 동일본 대지진도 1~2분 후 경보를 발령할 수 있었을 것”이라고 말했다.

[조승한 기자 shinjsh@donga.com]