6차례 핵실험이! 北 길주서만 13번째 지진…6차례 핵실험이 백두산 건드렸나

北 길주서만 13번째 지진…6차례 핵실험이 백두산 건드렸나

풍계리 핵실험장서 3㎞ 지점
단단한 지층 끊기며 2.5 지진

北 신형무기 능력 과시하며
레드라인 넘기 쉽지않지만
"추가 핵도발로 7.0 지진땐
백두산 마그마 치솟을수도"

• 김정범, 송경은, 김금이 기자
• 입력 : 2020.01.29 17:57:21   수정 : 2020.01.29 19:45:33
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2017년 9월 3일 북한의 6차 핵실험 후 발생한 인공지진에 대해 기상청 관계자가 설명하는 모습. [매경 DB]

기상청이 29일 오전 9시 33분 47초 북한 함경북도 길주 북북서쪽 41㎞ 지역에서 규모 2.5 지진이 발생했다고 밝혔다. 진앙은 북위 41.29도, 동경 129.11도로 확인됐다. 2017년 9월 3일 6차 핵실험을 한 풍계리 핵실험장에서 남동쪽으로 약 3㎞ 지역이다. 북한의 핵실험장인 함경북도 길주군 풍계리와 백두산까지는 100여 ㎞ 떨어져 있다.

앞서 북한이 핵실험을 할 때마다 활화산인 백두산을 자극할 수 있다는 우려가 나왔다. 특히 백두산의 지하 마그마 방은 풍계리와 가깝게 위치할 수 있기 때문에 규모 7.0보다 작은 인공 지진으로도 백두산 마그마 방을 자극해 분화를 촉발할 수 있다는 가능성이 제기된다. 기상청 관계자는 "2017년 6차 핵실험 여파로 발생한 지진"이라며 "그 이후 계속해서 그 지역에서 지층이 무너지거나 끊기면서 지진이 발생했다. 핵실험 이전에는 지진이 없었던 단단한 지형이었다"고 말했다.

6차 핵실험 이후 북한 풍계리 인근에서만 규모 2.0 이상 여진이 총 13차례나 일어난 것으로 나타났다.

유발지진은 인간의 활동으로 지각에 변형이 생겨 발생하는 자연지진의 일종이다. 핵실험이나 폭발 등에 의해 발생하는 인공지진과는 구별된다. 자연지진은 P파(종파) 이후 도달하는 S파(횡파) 진폭이 P파보다 큰 특성이 있어 이를 통해 분석이 가능하다.

이번에 발생한 규모 2.5 자연지진은 2017년 9월 3일 북한의 6차 핵실험 당시 폭발로 인해 일어난 규모 5.7 인공지진의 여진으로 파악됐다. 여진은 큰 지진 이후 따라오는 작은 규모의 자연지진을 의미한다. 이번 지진의 진원지 깊이는 분석 중이지만 수 ㎞ 이상으로 추정된다. 함경북도 길주군 풍계리는 북한이 1~6차 핵실험을 진행했던 곳이다. 이곳에는 갱도가 4개 있는 것으로 알려졌다. 1번 갱도는 2006년 1차 핵실험 후 폐쇄됐고, 나머지 2~6차 핵실험은 2번 갱도에서 진행했다.

북한은 2006년 10월 1차 핵실험을 시작으로 2009년 5월, 2013년 2월, 2016년 1·9월, 2017년 9월 핵실험을 했다. 이후 북한은 2018년 5월 24일 풍계리 핵실험장 2·3·4번 갱도 폭파 장면을 한국을 포함한 5개국 취재진을 초청해 공개한 바 있다. 풍계리 핵실험장이 위치한 길주군 일대는 화강암 지대로, 다른 지역에 비해 지반이 단단하고 안정적이다. 하지만 북한의 핵실험으로 인공지진이 발생하면서 지반에 응력이 쌓였고, 응력이 자연적으로 해소되는 과정에서 현재까지 여진이 이어지고 있는 것으로 보인다.

기상청에 따르면 6차 핵실험 이후 현재까지 이 일대에서 발생한 규모 2.0 이상의 유발지진(여진)은 총 13차례에 이른다. 여진은 본진 발생 이후 수년간 이어지는 게 일반적이다. 앞서 남측에서 2016년 9월 발생한 규모 5.8 경주 지진 역시 현재까지 발생한 여진만 약 2300회에 이른다. 2017년 11월 규모 5.4 포항 지진 이후 일어난 여진도 1500회 이상으로 집계되고 있다. 다만 시간이 지날수록 여진 발생 횟수는 줄어든다.

북한의 과거 핵실험으로 인한 유발지진의 위험은 아직 우려할 만한 수준은 아니다. 6차 핵실험 여파로 발생한 유발지진(여진) 중 가장 규모가 컸던 것은 2017년 9월 23일 발생한 규모 3.2 지진이다. 지표면 위 각 측정 위치에서 실제 느껴지는 진동 세기를 나타내는 진도는 이보다 훨씬 작다. 이번 규모 2.5 유발지진 역시 최대 진도가 등급Ⅰ로, 지진계에는 기록되지만 대부분 사람은 느낄 수 없는 수준이다.

북한의 추가 핵실험 여부에도 이목이 쏠리고 있는 가운데 북한 전문가들은 북한이 이를 단행할 가능성은 높지 않다고 보고 있다. 2017년 11월 북한이 핵무력을 완성했다고 선언한 만큼 위험을 감수하면서 핵실험을 반복할 가능성이 크지 않기 때문이다.

임을출 경남대 극동문제연구소 교수는 "북한은 신형 전략무기 개발 능력을 보여주면서도 레드라인은 쉽게 넘지 않을 것으로 관측된다"면서 "경제 발전과 인민 생활에 필요한 수요를 충분히 보장할 것이라고 명시한 만큼 가시적인 진전을 보여줘야 하는 상황"이라고 설명했다.

하지만 북한이 핵실험을 이어간다면 안전을 담보하긴 어렵다는 지적도 나온다. 핵실험 당시 폭발에 의해 직접적으로 발생하는 인공지진은 상대적으로 규모가 크기 때문이다. 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수 연구진은 북한의 핵실험으로 규모 7.0 수준의 인공지진이 발생하면 백두산 지하 마그마방에 압력 변화를 일으켜 마그마를 위로 치솟게 할 수 있다는 연구 결과를 2016년 국제학술지 `사이언티픽 리포트`에 발표한 바 있다.