Tectonic Settings Rhie & Kim, 2010 1
Indentation experiment for evidence of block rotation in continental collision Three succesive stages in the indentation by a rigid indenter (India) into a striped block of plasticine (Asia) (Tapponier et al., 1982) Plasticine is confined on only the left-hand side, leaving the right-hand side representing China and Indochina to deform freely Plas-ti-cene 세공용찰흙 (Prothero and Dott, 2004) 2
Effects of the collision of India with Asia beginning 25-30 Ma (Prothero and Dott, 2004) 한국의지진활동 Epicenters of Historic Earthquakes in Korean Peninsula (AD 2 ~ 1904) Epicenters of InstrumentalEarthquakes in Korean Peninsula (1905 ~ 2000) 3
시대및진도별지진발생횟수 시대100 및진도별지진발생횟수 90 80 70 Number 60 50 40 30 20 10 0 Pre- Koryo 15 C 16 C 17 C 18 C Koryo 19 C 9 8 7 6 5 MMI Age 역사시대지진피해기록 779 년 4 월, 경주의땅이흔들리고민옥이부서져죽은자가 100 여명이나되었다 (MMI 9, 규모 6.6). 1518년 7월 2일, 서울과지방에큰지진이 4일동안일어나태묘전의기왓장이나부끼어떨어졌으며, 궐내담장과민가가무너져남녀노소가모두밖으로나와노숙하여압사를면하였다 (MMI 9). 1597 년 10 월 6,7,8 일, 삼수, 함경도에 3 일동안여덟번지진이연속적으로일어나담벽이흔들리고성의두군데가무너지고바위의반쪽이무너졌으며, 개울물이황색으로변하고흙탕물이솟았으며절벽이무너졌다 (MMI 8). 1643 년 7 월 24 일, 울산, 경상도의대구, 안동, 김해, 영덕등읍에서도지진이일어나, 봉화대와성첩이무너진곳이많았다. 울산부에서는땅이갈라지고물이용솟음쳤다 (MMI 9). 1681 년 6 월 26 일, 양양, 강원도에지진이일어나우레와같은소리가났으며, 담과벽은무너지고지붕의기왓장이나부끼어떨어지고양양에서는바닷물이흔들려서물이끓는소리와같았다 (MMI 9). 4
판운동의변화 (NUVEL 1A vs. GPS) NUVEL-1A : Average over several million years GPS : Average over a few years 일본의격언 (Japanese Proverb) Natural calamity strikes at about the time when on forgets its terror terror. (Shimozuru Shimozuru, 1981) 5
지진피해 : 구조물파손 (e.g., 1985 Mexico) 지진피해 : 액상화 Damage to apartment buildings caused by soil liquefaction during the June 16, 1964, Niigata (Japan) earthquake. 6
지진피해 : 화재 Fires burning in San Francisco five hours after the April 18, 1906, earthquake. 지진피해 ( 산사태 ) 7
지진피해 ( 산사태 ) 지진피해 : 지진해일 (Tsunami) Aerial view of Valdez, Alaska, showing the inundation of the coastline following the great 1964 earthquake. 8
지진피해 : 지진해일 (Tsunami) Tsunami ( 津波 ) - 津 ( 나루진 ), 波 ( 물결파 ) Tsunami Habor wave Wind-generated waves 속도 : 16-32 km/h 파장 : ~ 100 m Tsunami (Coast) 속도 : 50-320 km/h 파장 : ~ 3 km Tsunami (Deep ocean) 속도 : 720-1000 km/h 파장 : ~ 100 km www.kastda.org 2011 년일본 Tohoku 지진 Interseismic Coseismic Simons, Nature, 2011 9
지진발생 ( 섭입대 ) 2011 년일본 Honshu Earthquake 10
Stein and Wyssesion, 2003 Satake, AIST web page 11
Fig. 19.18 Tsunami의전파 해저의지형 ( 깊이 ) 가가장중요한요소로작용 Titov et al., (2005) 12
2011 년일본 Honshu Earthquake (Tsunami) NOAA 해일과 Tsunami 의차이 Runup! (University of Alaska, Fairbanks) library.thinkquest.org 13
2011 년일본 Tohoku Earthquake 지진 ( 수직운동이중요, 섭입대 ) 화산활동 ( 칼데라 ) Mass movement ( 산사태 ) 운석충돌 14
15
약 36,000 명사망 Simkin and Fiske (1983) Ward and Day, 2001 www.telegraph.co.uk www.es.uscs.edu 16
Deep Impact ( 영화 ) Tsunami 예보는가능한가? YES! Tsunami 의전파속도는지진파의속도에비해서매우느리다. 지진파 ~ 10,000 km/h Tsunami ~ 수백 km/h 17
Tsunami 예보 지진의모니터링 Tsunami 의전파모델링 Tsunami 의직접관측 Tsunami 취약지역에경보발령 국제적인공조필요 1 hour Woods & Okal, 1987 18
지진발생시 The New York Times (2004) 지진취약도 19
Earthquakes don t kill, Buildings do! ~25,000 deaths, but we can expect about only 30 deaths if it happened in California. 20
태풍대비 Long Term 관측및역사기록 Short Term 태풍이발생하는 Condition 을알고있음 Monitoring 위성등을이용한모니터링가능 화산대비 Long Term 폭발기록 Short Term 다양한전조현상 Monitoring 모니터링가능 21
화산전조 ( 마그마의상승에의한지진및변형 ) 화산감시및경보시스템의중요성 Jim Mori, 2010 한국강연 22
지진대비 Long Term Successful Short Term Impossible (?) Monitoring OK! 지진대비 건물의내진설계 지진예측 (?) 지진조기경보 23
지진대비 ( 내진설계 ) 지진대비 ( 내진설계, Isolation) 24
지진대비 ( 확률론적지진재해도 ) 지진발생및지반운동에대한확률론적인예측 지진발생의반복성 지진현상 : 수천만년이상동안지속적인판구조론적운동에의함 지진발생 : 주기적 확률론적인예측방법 Log n 지진발생 : 어떤지역에서발생하는 a 지진의규모 (M) 와발생빈도 (n) 사이의관계로파악 * 발생빈도 (n) : 연간발생하는 지진의개수 (N) 지반운동 : 주위에서발생한지진에의해어떤장소에지반운동을일으키는정도를확률론적지진재해도로파악 직선의기울기 b 규모 (M) 규모 (M) 와발생빈도 (n) 사이의관계 확률론적지진재해도 설계된기간동안에어떤장소 ( 부지 ) 에서지진에의한지반운동의최대가속도가어떤정해진확률에의해초과할값 설계기간 : 5년, 10년, 50년, 100년, 250년, 500년등 초과확률 : 주로 10% 3 요소 : 최고가속도, 설계기간, 확률 최대가속도 최대가속도 u 지진원 부지 초과확률 설계기간 t 10 50 100 시간 ( 년 ) 25
확률론적지진재해도계산결과 평균재현주기 500년에해당하는지진지반운동 등고선값 : 지구중력값 (1g) 의백분율 (%) 값. 1g = 980 cm/sec 2 점선 : 도경계 표시 : 대도시 ( 청진, 신의주, 함흥, 평양, 해주, 춘천, 서울, 청주, 대전, 대구, 전주, 광주, 부산 ) 도법 : UTM 전세계지진재해도 26
지진예측 ( 전조현상관측 ) 큰지진의전조현상 P 파속도 지반의상하변위 라돈가스방출전기비저항 작은지진발생횟수 1995 년 Kobe 지진발생전 Radon Gas 방출량 27
지진대비 ( 전조현상관측 ) 예보 : 궁극적인목표 성공적인사례 : 1975 년 2 월 4 일에발생한규모 73 7.3 의중국해성지진 실패한사례 : 1976 년 7 월 28 일에발생한규모 7.8 의중국당산지진. 24 만명의인명피해, 막대한재산피해 전조현상 동물의이상행동 (?) 28
동물의이상행동 (?) Does dog (Sophie) react before the EQ? Eureka EQ. 실패사례 중국당산지진 1976 공식적으로 24 만명사망비공식적으로는대략 70 만명사망추정 29
2004 년 Parkfield ( 미국 ) 지진 Harris and Arrowsmith (2006) From USGS Web page 지진조기경보의개념 (J.D. Cooper, 1868) 30
지진파의전파특성 지진대비 ( 지진조기경보 ) Kanamori, 2005 31
지진조기경보규모결정 일본의지진조기경보시스템 ( 실제사례 ) 조기경보 ( 일본 ) 2008 년 6 월 14 일 Iwate-Miyagi Earthquake 32
지진발생시의행동요령 33