日, 해저 매설 광케이블로 지진 측정…"예측성 높인다"

광케이블 움직임 마이크로미터 단위로 분석
지진 해일 조기에 잡아내는데 도움

일본에서 해저에 매설된 광케이블로 지진을 측정하는 연구가 진행되면서 일본 안팎의 관심이 집중되고 있다. 지진계측 장치 설치가 어려운 해저 지역에서 이미 설치된 광케이블 설비를 활용해 지진 측정이 가능하고, 육지 지진계보다 정밀한 지진 측정이 가능해 앞으로 지진 연구에 많은 도움이 될 것이라는 기대가 나오고 있다.

18일 니혼게이자이신문(니케이)은 도쿄대에서 진행하고 있는 '광섬유 센싱' 연구를 소개했다. 해저에 매설된 광케이블 의 레이저광 반사를 측정한 뒤, 지진이 발생했을때 떨리는 케이블의 미세한 움직임을 잡아 내 지진을 측정하는 것이다. 연구진에 따르면 지진으로 인한 케이블의 미세한 움직임을 마이크로미터(㎛) 단위까지 잡아낼 수 있다.

일본 방재과학연구소가 토호쿠 앞바다에 설치한 지진관측용 케이블.(사진출처=일본 해양연구개발기구)

이 기술을 접목하면 일본 인근 해역에 매립한 광섬유 케이블을 모두 지진계처럼 쓸 수 있다. 일본의 경우 육지에 이미 수천 개가 넘는 지진계가 있지만, 해저는 지진계 설치도 어려울 뿐더러 지형에 따라 관측점이 제한돼 연구가 어려웠다.

이미 매설된 광섬유를 사용하기 때문에 새롭게 관측용 케이블을 설치할 필요가 없다는 것도 장점이다. 지금까지 매설된 케이블을 고려하면 해저 지진 데이터가 모이는 곳은 현재의 수천배로 늘어날 것이라고 니케이는 전했다.

2019년부터 이와테현 앞바다에서 이 방식을 연구한 시노하라 마사나오 도쿄대 교수는 "이 방식은 지진이나 해일을 조기에 잡아내는 데 도움이 된다"고 밝혔다. 다만 광케이블로 매일 들어오는 방대한 양의 데이터를 어떻게 처리할 것인가는 여전히 과제다. 하루에 들어오는 데이터만 수 테라바이트(TB)에 달하기 때문이다. 시노하라 교수는 "인공지능(AI) 등을 활용해 한층 더 분석을 진행할 예정"이라고 덧붙였다.

이처럼 일본에서 지진 예측 기술은 꾸준히 진화하고 있다. 일본 방재과학연구소의 구보 히사히코 선임연구원은 대지진이 발생했을 때의 흔들림이나 여진 예측에 AI를 활용하는 방법을 개발했다. 같은 규모의 지진이라도 장소에 따라 흔들리는 방식이 양 옆, 위아래 등으로 크게 다르기 때문이다.

방재과학연구소는 지진 관측점마다 해당 장소에서 발생했던 과거 기록을 전부 AI에게 학습시켜, 또 지진이 발생했을 때 흔들림을 예측할 수 있도록 했다. 이 방법을 활용해 여진 발생 확률을 계산하는 기법도 개발 중이다.

지진은 현재 기술로는 완전한 예측이 불가능한 상태다. 니케이는 "지진은 발생 메커니즘이 복잡해 현재 기술로 미리 알기가 어렵다"라며 "광섬유 센싱으로 관측점을 늘리고 대량의 데이터를 AI로 해석하면 지진 구조나 전조 현상을 더 해명하기 쉬워질 것"이라고 분석했다. 그러면서 "정확도를 높이면 재해 예방에 도움이 될 수 있다"고 덧붙였다.

전진영 기자 jintonic@asiae.co.kr