[홍태경의 지구 이야기] 지진계를 이용한 사건의 재구성

[홍태경의 지구 이야기] 지진계를 이용한 사건의 재구성

입력 2020-07-20 20:14
수정 2020-07-21 03:01
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2001년 9월 11일 미국 뉴욕 컬럼비아대 부설 러몬트도허티 지구과학연구소에 기자들의 문의 전화가 몰렸다. 뉴욕시 인근에서 운용 중인 지진계의 당일 오전 자료 확인 요청이었다. 테러리스트들에 의해 납치된 두 대의 항공기가 차례로 세계무역센터 북쪽과 남쪽 건물에 충돌한 순간의 기록이다.
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홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수
홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수
세계무역센터는 항공기 충돌 후 1시간여 만에 차례로 무너져 내렸다. 이 참사로 2700여명의 사람들이 아까운 목숨을 잃었다. 참사 현장에서 구조활동을 벌이던 소방관, 경찰관, 응급구조대원 등 400여명이 포함돼 있다. 세계무역센터에서 북쪽으로 34㎞ 떨어진 지진계에는 사고 순간이 고스란히 기록돼 남아 있었다. 이를 통해 북쪽 건물 충돌이 오전 8시 46분 29초쯤에 있었고 남쪽 건물과의 충돌은 9시 2분 57초에 있었음이 확인됐다. 충돌 후 56분 만인 오전 9시 59분 7초에 남쪽 건물이 먼저 무너졌다. 그로부터 29분 후인 10시 28분 34초에 북쪽 건물마저 무너졌다. 이후 1시간 동안 주변 건물의 추가 붕괴가 세세히 기록돼 있었다.

항공기 충돌은 각각 0.9와 0.7가량의 지진 규모를 보였다. 건물 붕괴 때는 규모가 2.1과 2.3의 수준을 보였다. 기자들은 테러리스트의 비행기 납치 과정과 시간대별 사건 확인을 위해 정확한 시간 정보가 필요했다. 이 시간 정보는 미국연방수사국의 9·11 테러 수사에 활용됐음은 물론이다. 지진파형 자료 활용은 이에 그치지 않았다. 미국연방재난관리청과 미국국립표준기술연구소는 이후 항공기 충돌 시 고층건물의 성능 안정성 조사 과정에서 지진파로부터 획득된 다양한 정보를 활용한다. 지진 규모로부터 항공기 충돌이 건물에 미친 충돌에너지를 추정하고 건물 붕괴에 이르는 과정을 확인한다. 붕괴 소요 시간과 함께 단계별 붕괴 과정을 지진파를 통해 추정한다. 특히 고층 건물의 붕괴가 만들어 내는 진동의 크기와 주변 건물에 미치는 2차 피해를 추정할 수 있다. 주변 건물의 피해 발현 시간과 가스관 폭발 등의 도시 기반 시설에 미치는 효과도 건물 붕괴 후 이어지는 지진파형 자료에서 확인할 수 있다. 이런 정보들은 고층건물 재난 시 소방과 인명 구조 활동에 가용 가능한 최대 시간을 계산하고, 추가 인명피해를 줄이는 데 중요한 정보로 활용될 예정이다. 고층건물 건설 과정에 준수돼야 할 다양한 법규와 기준 마련의 기초자료로 활용된다.

9·11테러 이전 미국에서 발생한 최악의 테러인 1995년 4월 19일 오클라호마시 연방청사 폭발사건 조사에서도 지진계는 활용됐다. 용의자의 자백과 사실 여부 확인을 위해 연방청사 건물에서 26㎞ 떨어진 지진계에 기록된 지진파형 자료가 활용됐다.

지진파형 자료가 활용된 유사한 사례는 우리나라에도 있다. 2010년 3월 26일 천안함 폭침 사건은 전 국민에게 큰 충격을 안겼다. 사건 이후 사건 발생 시간, 침몰 원인을 두고 많은 논란이 있었다. 백령도와 인근 지역 지진계에 기록된 지진파 분석을 통해 천암한 폭침의 정확한 시간을 알 수 있었고 수중 폭발에 의한 침몰이라는 것을 확인할 수 있었다. 또 지난 6월 16일 북한은 개성 남북연락사무소를 폭파했다. 당시 폭파는 휴전선 근처의 지진계에 잘 기록됐다. 강한 음파에너지는 40㎞나 떨어져 있는 지진계에도 기록된 것이다. 이 음파에너지는 지표 위에서 강한 폭발이 있었음을 말한다. 당시 폭파는 북한 매체의 발표 시간보다 3분가량 빠른 오후 2시 47분께 이뤄졌음이 확인됐다. 과학의 발전으로 이래저래 감출 수 없는 시대가 됐다.

2020-07-21 29면
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