지진이 무서운 이유는 피할 틈 없이 일어나기 때문입니다. 최근 미국의 지질학자가 이렇게 갑자기 발생하는 지진을 예측하는 모형을 개발했습니다.
대부분의 지진은 단층이 서로 미끄러지거나 단층면에 균열이 생기면서 발생합니다. 이때 발생하는 지진파는 1초에 진동하는 횟수에 따라 저주파와 고주파로 나뉩니다. 하지만 기존 수학 모형은 주로 저주파의 움직임에 초점이 맞췄습니다. 고주파는 단층이 파열되면서 갑자기 나타나는데, 이런 단층의 움직임을 수식으로 표현하기 어렵기 때문입니다.
그런데 최근 빅터 타시 미국 브라운대학교 지구환경및행성과학과 교수팀은 산사태 예측에 주로 사용하는 ‘핀볼 모형’을 이용해 단층의 갑작스런 움직임을 예측했습니다. 공이 여기저기 부딪히며 이동하는 ‘핀볼 게임’에서 따온 단어로, 돌이 핀볼처럼 굴러내려오는 움직임을 나타내는 수학 모형입니다. 연구진은 단층이 갑자기 움직일 때 돌이 단층면에 진동하듯 부딪히며 움직여 고주파를 발생시킨다고 설명했습니다.
연구진은 핀볼 모형으로 그간 발생 과정이 미스터리로 남아있던 1999년 대만에서 일어난 ‘921 대지진’의 비밀을 풀었습니다. 같은 크기의 ‘핀볼’들이 연속적으로 움직인 결과라는 것을 밝힌 겁니다. 이 연구는 ‘지구물리학 연구 회보’ 3월 3일자에 실렸습니다.
