한반도는 유라시아판 동쪽 가장자리 내부에 위치하고 있어 지각운동학적으로 안정적이다. 한반도의 지각은 매년 약 3 cm씩 남동쪽으로 이동하고 있으며, 남북방향으로 팽창하고 동서방향으로 압축하는 경향을 보인다. 그러나 2011년 동일본대지진으로 인해 한반도는 연평균 이동속도와 비슷한 크기의 지진동시성 변형(coseismic deformation)이 발생하였다. 특히 진앙과 가까운 동쪽지역은 진앙방향으로 약 5 cm 이동한 반면 먼 서쪽지역은 1 cm 수준으로 이동하여 동서지역간의 이동크기 차이가 발생하였다. 또한 남북으로 팽창하고 동서로 압축하던 한반도 전체의 응력변형이 남북으로 압축하고 동서로 팽창하는 변형으로 바뀌었다. 이 연구에서는 동일본대지진 전후 각각 7년의 기간에 대해 한반도내 GPS 관측망을 이용하여 연도별 지각 변형률을 산정하고 시간에 따른 변동을 분석하였다. 이를 수행하기 위해 국토지리정보원에서 최근 15년간 관측자료를 보유한 32개소 기준국들을 선정하였다. 먼저 들로네(Delaunay) 삼각망 기법을 이용하여 GPS 기준점들을 망의 꼭지점으로 하는 세부 삼각망을 구성하고, 각 망을 구성하는 기준국들의 좌표와 연평균 이동속도를 이용하여 망내의 지각 변형률을 1년 단위로 산출하였다. 2011년 이전에는 변형률의 크기는 작게 나타났지만 남북으로 팽창하고 동서로 압축하는 경향을 보였다. 그러나 동일본대지진이 발생한 2011년에는 전국적으로 동서팽창 현상이 뚜렷하게 나타났고, 이듬해에는 지진의 여파로 상대적으로 불안정한 변형률 상태를 보였다. 2013년 이후에는 대다수의 삼각망에서 변형률이 작게 나타났다. 일부 삼각망의 경우에는 인접 망과 다른 형태가 도출되었는데, 이는 망을 구성하는 기준국의 관측환경, 자료품질 등이 양호하지 않아 이동속도와 좌표에 영향을 주었기 때문이라 생각되며 이에 대한 선별과정이 우선되어야 할 것이다.

Keywords: GPS, strain rate, 2011 Tohoku earthquake, Korean peninsula

Speaker Dong-Hyo Sohn*