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북한 6차 핵실험, 예상보다 폭발 컸다...일주일 뒤 지반 50cm 가라앉기도

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2018년 05월 11일 10:05 프린트하기

새로운 기법으로 6차 북한 핵실험이 일어난 만탑산 일대 지형을 분석했다. 붉은색은 폭발 뒤 치솟은 부분, 푸른 부분은 가라앉은 부분이다. 핵실험 뒤 약 일주일에 걸쳐 지반이 서서히 치밀해지며 중심부가 50cm쯤 가라앉았다. - 사진 제공 사이언스
새로운 기법으로 6차 북한 핵실험이 일어난 만탑산 일대 지형을 분석했다. 붉은색은 폭발 뒤 치솟은 부분, 푸른 부분은 가라앉은 부분이다. 핵실험 뒤 약 일주일에 걸쳐 지반이 서서히 치밀해지며 중심부가 50cm쯤 가라앉았다. - 사진 제공 사이언스

북한의 비핵화가 관심을 모으는 가운데, 싱가포르와 미국, 중국 공동연구팀이 지진파 분석과 원격탐사 기법을 병행해 지하 핵실험을 탐지할 수 있다는 연구 결과를 내놔 눈길을 끈다. 북한 핵실험의 폭발 위치와 위력, 유발지진의 규모도 새롭게 밝혀냈다. 예상보다 강한 폭발이었다.


왕텅 싱가포르 난양공대 지구관측소 연구원과 중국과학원, 독일 하노버 라이프니츠대, 미국 UC버클리 연구팀은 지난해 9월 3일 북한 풍계리에서 이뤄진 6차 지하핵실험(미국지질조사국 추정 규모 6.3, 한국 기상청 추정 규모 5.7)을 분석해 그 결과를 ‘사이언스’ 10일자에 발표했다. 기존에도 지진파형을 분석해 지진의 규모와 특징을 분석하는 것은 가능했지만, 위성을 이용한 정밀한 공간 분석은 시도되지 않았다.
 

연구팀은 독일의 레이더 위성 테라사엑스(TerraSAR-X)의 원격탐사 영상을 입수해 지진파와 함께 분석했다. 테라사엑스는 지상에서 수평으로 110cm 떨어진 지형을 구분할 수 있으며, 경사지의 경우 45cm까지 구분 가능한 해상도를 지니고 있다. 또 구름 등 방해 요소와 상관 없이 관측 가능한 전천후 위성이다.
 

연구팀은 위성 영상 분석을 통해 핵실험 뒤 해당 지역 부근에서 일어난 수직 및 수평 방향의 지형 움직임을 분석, 정확한 정보를 얻는 데 성공했다. 당시 핵폭발이 일어난 지점은 만탑산 꼭대기에서 450m 아래이고, 이 폭발에 의해 약 8분 32초 뒤 일어난 2차 지진의 진앙지는 폭발지점으로부터 약 700m 남쪽이라는 사실을 확인했다.
 

전체적인 과정을 모사한 그림이다. (a)핵실험이 일어나고 (b)곧바로 지진과 함께 지형 일부가 붕괴했다. (c)700m 남쪽에서 2차 지진이 일어나고 (d)약 일주일 뒤까지 땅 속이 치밀해지는 과정을 거치며 광범위한 지형 변화가 일어났다. - 사진 제공 사이언스
전체적인 과정을 모사한 그림이다. (a)핵실험이 일어나고 (b)곧바로 지진과 함께 지형 일부가 붕괴했다. (c)700m 남쪽에서 2차 지진이 일어나고 (d)약 일주일 뒤까지 땅 속이 치밀해지는 과정을 거치며 광범위한 지형 변화가 일어났다. - 사진 제공 사이언스

특히 이번 연구로 기존에 자세히 알려지지 않았던 핵실험 일주일 뒤의 대규모 지반 변화도 파악할 수 있었다. 핵실험 뒤 만탑산은 최대 3.5m까지 수평 방향으로 흔들렸으며, 중심부를 중심으로 약 50cm 가라앉았다는 사실도 알 수 있었다. 이 과정은 지반이 치밀화되는 과정에서 일어난 것으로, 지진을 동반하지는 않았다..
 

폭발 규모도 기존 추정보다 컸다. 최대 209~304kt으로, 수십~100kt 정도로 예상한 기존 추정치보다 컸다. 주변 암반이 기공이 많은 화강암일 경우는 최대 약 8%까지 폭발 위력이 더 클 것으로 추정됐다. 연구팀은 “위성 영상을 이용한 새 기법이 지하 핵실험 감시와 분석에 효율적으로 쓰일 수 있을 것”이라고 말했다.

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