지진 소리로 지구 ‘속살’ 본다…美연구팀, 맨틀 지도 작성

과학자들이 맨틀이라는 지구의 속살을 들여다보기 위해 지구가 내고 있는 지진 소리를 관측하고 있다.

미국 프린스턴대 제론 트롬프 교수가 이끄는 연구팀은 전 세계 지진관측소에서 측정된 진도 5.5 이상 지진 3000개에 관한 데이터를 분석해 유동적인 맨틀 구조를 지도로 작성하고 있다.

맨틀은 지구 내부의 외핵과 지각 사이에 있는 부분으로, 지구 부피의 83%, 질량으로는 68%를 차지한다.

맨틀 지도는 단단한 암석에서는 ‘빠르게’, 유동적인 마그마에서는 ‘느리게’ 이동하는 지진파의 속도를 측정해 작성한 것으로, 사진에서 주황색에서 빨간색으로 갈수록 지진파는 더 느려지지만 녹색에서 파란색으로 변할수록 더 빨라지는 것을 나타낸다.



연구팀은 올해 말까지 이런 맨틀 지도를 깊이 3000km까지 작성하는 것을 목표로 삼고 있다.

지도 작성에는 방대한 양의 자료가 사용되고 있는데 연구팀은 초당 2만 조 번의 속도로 계산할 수 있는 타이탄 컴퓨터를 사용하고 있다. 이 슈퍼컴퓨터는 미국 테네시주(州) 오크리지 국립연구소에 있는 것이다.

트롬프 교수는 “우리는 맨틀의 용승과 융기에 관한 구조에 특히 관심이 있다”면서도 “이를 통해 다양한 정보를 얻을 수 있을 것”이라고 말했다.

결과적으로, 맨틀 지도는 지진을 일으킬 수 있는 여러 지각판의 정확한 위치를 보여줄 수 있고 지표로 올라와 화산 활동을 일으킬 수 있는 마그마의 위치도 밝힐 수 있다고 연구팀은 설명했다.



연구팀은 기존 연구에서는 압축파(P파)와 전단파(S파), 표면파라는 세 가지 유형의 지진파만을 사용했었다. 하지만 이번 기술에서는 지진의 진원지(진앙)부터 지진계까지 이동하는 지진파뿐만 아니라 반대로 영향을 주는 보조 파동까지 데이터로 사용했다.

연구팀은 타이탄 컴퓨터를 통해 진앙에서 확산하는 각 지진파를 시뮬레이션하고 그 결과 데이터를 실제 지진계에 그려진 진동도와 비교했다. 이후 그 차이는 3D 지도 모델을 개선하는 데 사용했다.

트롬프 교수는 “이 지도의 모습은 단지 흥미로워 보일 수 있지만, 우리에게는 놀라운 것”이라고 말했다.

사진=오크리지 국립연구소

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr