미국 콜로라도 대학의 로저 빌햄(Roger Bilham) 박사와 몬태나 대학 베카 벤딕(Rebecca Bendick) 박사 공동연구팀은 지난 4일부터 인디애나 주 인디애나폴리스에서 개최 된 미국지질학회(Geological Society of America) 연례회의에서 이같이 밝혔다.
연구진은 강력한 지진 발생과 다른 요인들 사이의 상관관계를 조사하면서 지구의 자전이 느려진 이후 더 강력하고 다발적인 지진이 뒤 따랐다는 사실을 발견했다.
벤딕 박사는 "지구의 자전 속도가 약 5년마다 증감을 반복하는 주기를 확인했으며, 1900년 이후 전 세계 곳곳에서 발생한 지진을 집계한 결과 강력한 지진은 연평균 15회 발생했지만 지구 자전 속도가 늦어지는 주기와 맞물리는 기간에는 최대 25~30회까지 늘어났다"고 설명했다.
연구진은 지구 자전의 증감율은 자전 속도가 빨라지는 직전 4년 동안 매일 계속해서 줄어드는데, 자전 속도가 다시 빨라지는 5년 주기에 리히터 규모 7.0 이상의 강력한 대지진 발생 건수도 급격히 증가했다고 밝혔다. 지구의 자전 속도는 지난 4년 동안 둔화되어 왔다.
지구 핵(core)은 철·니켈을 주성분으로 하는 고체의 내핵과 액체의 외핵으로 이루어져 있는데 그 주위를 액체 맨틀이 덮고 그 위에 떠다니는 지각이 존재한다. 연구진은 일반적으로 알려진 뉴턴의 운동 법칙에 따라 자전 속도가 감속하는 정점에 이르면 용융된 핵의 바깥쪽에 변형을 일으켜 다시 지구가 가속하기 직전 격렬한 지각변동을 동반 한다는 것이다.
이 외부 압력은 아주 천천히 암석과 판, 그 위에 놓인 단층을 통해 전파되는데, 연구진은 핵에서 보내진 에너지가 지진이 발생하는 지각의 상층부로 방출되기까지 5~6년이 걸린다고 설명했다.
그는 "내년에 강력한 지진 발생 건수가 크게 늘어날 것"이라며 "올해 관측된 심각한 지진은 약 6회였다. 이 주기를 보면 2018년에 적어도 20회 이상의 강력한 지진이 발생할 수 있다는 것을 예측할 수 있다"고 강조했다.
지구 자전의 감속이 끝나는 시점에 들어선 올해, 9월 19일 32년 만에 멕시코 시티를 강타한 진도 7.1 강진과 11월 12일 이란-이라크 국경에서 진도 7.3 강진이 발생했다. 19일에는 뉴칼레도니아 해상에서 7.0 강진이 이어졌다.
빌햄 박사는 지진이 발생 할 지점을 예측하는 것은 매우 어렵지만 지구 자전 속도 증감 변화에 따라 강력한 지진이 발생한 분포도를 보면 적도를 중심으로 위도 30도 안팎의 남·북 지역에서 빈번했다고 말했다.
지진 위험 지대가 지구 중심부에 위치한 이유는 극지방의 가장 근접한 지점보다 빠른 시속 1667㎞로 회전하기 때문에 지구 자전 속도의 감속이 그 중간 지점을 따라 주변 지역에 더욱 강력한 자극을 주게 된다는 것이다.
비교적 강진 발생 위험이 적다는 한반도의 경우도 규모 7.0에는 미치지는 못하지만 지난해 관측이래 역대 최대 규모인 진도 5.8 강진이 발생한 경주가 북위 35도, 지난 15일 진도 5.4 강진이 발생한 포항은 북위 36도다.
전문가들은 동일본 대지진의 여파가 서쪽으로 이동하며 한반도에 영향을 줬을 가능성이 높다고 보고 있지만 연구진이 제시한 위도 제한 범위에 가까운 지역이다.
그러나 포브스의 컨트리뷰터인 트레버 네이스는 "이 논문은 데이터를 통해 지구 자전 속도와 규모 7.0 이상 지진 발생 빈도 간의 눈에 띄는 '상관관계'를 나타내지만 '인과관계'가 있다고 보기는 어렵다"며 지구 자전의 속도 변화가 대지진 발생 빈도의 상승 원인인지는 아직 확실치 않다고 전했다.