부산대 지질환경과학과. 중국 청두이공대·중국과학원 등 공동 연구팀
18일 국제 학술지 '사이언스' 발표
북한이 6차례 핵실험을 진행한 함경북도 길주군 풍계리 만탑산 주변 단층이 다시 활성화돼 지진이 빈번해졌다는 연구 결과가 나왔다.
김광희 부산대 지질환경과학과 교수 연구팀과 중국 청두이공대·중국과학원·중국지진국·산둥대 연구팀은 2008년부터 2025년 5월까지 17년간 한국과 중국 동북부에서 발생한 지진파를 분석해 이런 결론을 냈다. 연구 결과는 18일 국제 학술지 '사이언스'에 게재됐다.
북한은 2006년부터 2017년까지 풍계리 만탑산 지하 핵실험장에서 총 6회에 걸쳐 핵실험을 진행했다. 연구팀은 핵실험과 지진 빈도의 상관관계를 밝히기 위해 2008년 이후 만탑산 주변에서 발생한 크고 작은 지진 데이터를 추적했다.
그 결과, 1차 핵실험이 있었던 2006년 이전에는 이 지역에 지진이 발생하지 않았다. 그러나 2006년 이후 2017년까지 총 60차례에 걸쳐 지진이 발생한 것으로 나타났다. 지진은 2013년 3차 핵실험 이후 서서히 시작됐다.
특히 2017년 6차 핵실험 이후 지진 활동이 본격화했다. 미국지질조사국(USGS)에 따르면 6차 핵실험 당시 폭발력은 약 100~250kt(킬로톤)으로, 규모 6.3 지진과 맞먹었다. 6차 핵실험 진행 20일 후부터 이 지역에서 발생한 지진은 총 1330회였다. 북서서 방향 길이 24㎞ 단층대에 집중됐다.
지진 빈도는 2025년까지 지속해서 증가했다. 지진 규모도 1.0~1.3에서 시작해 2023~2024년대 이르러 규모 3대로 치솟았다. 김 교수는 지진이 집중되는 24㎞ 단층대가 한꺼번에 재활성화될 경우 이 지역에서 최대 규모 6.4에 이르는 강진이 발생할 수 있다고 내다봤다.
연구팀은 반복된 핵실험이 만탑산 지각의 얕은 부분에 균열과 손상을 누적시키고 주변 지역에 변화를 일으키며 잠자던 단층이 점진적으로 재활성화한 것으로 해석했다.
김 교수는 "지하 공간과 에너지 자원을 안전하고 지속가능하게 개발·활용하려면 개발 이전부터 지질 구조와 단층의 응력 상태를 면밀히 평가하고, 운영 종료 이후에도 지진 관측과 안전성 평가를 이어가야 한다"고 강조했다.
