지진파 분석 모델, 타당성 검증

유라시아판과 태평양판의 경계에서 멀지 않아 한반도 역시 절대적으로 지진에 대한 안전지대라고 할 수 없다. 그렇기에 지진파에 대한 분석, 연구가 잘 이루어져 이에 대한 대처가 잘 이루어지도록 하는 것이 필요하다. 지진파는 실체 파인 P파와 S파, 표면파인 러브파와 레일리파로 나뉘는데, 이를 굴절 법칙을 적용하여 지각의 두께를 구할 수 있다. 이는 고등학교 교과서에 탑재된 내용이다.

하지만 하나의 물질로 이루어지지 않고 지하수, 다양한 금속과 암석이 존재하는 지각을 단순한 모형으로 가정하고 지진파를 분석하여도 될 것인가에 대한 의문이 꾸준히 학생들 사이에서 제기되어 왔다.

이에 두 고등학생이 한반도의 평균 지각 깊이와 성질을 알아보고자 연구를 진행하였다. 연구는 기상청에 공개되어 있는 진앙거리에 따른 P파, S파의 도착 시각 데이터를 이용하여 엑셀을 이용하여 그래프의 형태로 데이터를 구조화하고 추세선을 이용하여 분석하는 방향으로 진행되었다. 실제 지진 2020년 7호 지진과 2020년 12호 지진, 2020년 13호 지진의 데이터를 이용하였으며 직접파와 굴절파의 추세 선의 교점, 기울기를 통해 분석을 진행하였다고 한다.

이 검증을 통해 ‘지각의 구조를 단순화시켜서 지각의 두께를 구해도 되는가?’에 대한 의문에 답은 ‘No’로 드러났으며, 따라서 지구가 구면인 점, 내부 밀도가 균일하지 않다는 점 등을 고려해야 함이 드러났다. 하지만 P파 직접파 속도는 실제 값과 거의 유사하게 나왔기에 단순화된 지각구조 모델을 사용해도 된다고 밝혔다.