지열발전이 촉발시킨 포항지진

주입구 굴착·주입 압력·주입량 등 분석
순차적으로 규모 1~3 지진 유발 확인
시간 가면서 포항지진 본진 진원 도달20일 포항지진 정부조사연구단은 ‘포항지진은 지열발전소에 의해 발생한 촉발지진’이라는 결론을 내렸다. 이 같은 결론은 지난해 4월 이진한 고려대 교수와 김광희 부산대 교수 공동연구팀과 스위스 취리히연방공과대(ETH) 연구진이 포항지열발전소가 포항지진의 원인일 가능성이 크다는 연구결과를 각각 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에 발표한 것과도 일치한다.유발지진은 물이 주입되면서 땅속 내부 힘인 응력과 단층에 직접적 변화를 가져와 발생하는 지진이고 촉발지진은 외부의 인위적 요인이 기존에 쌓인 에너지를 폭발시키면서 발생한 지진을 말한다.

조사단이 포항지진과 지열발전의 연관성에 대해 ‘확실하고 단정적’으로 결론 내린 것은 지열발전을 위한 물 주입구인 지열정(井, 땅 구멍) 굴착과 물 주입이 지진 발생과의 명확한 인과관계를 확인했기 때문으로 분석된다. 조사단은 지열정 굴착과 두 개의 지열정(PX-1, PX-2)에 대한 물 주입 압력과 주입량, 암석에 가해지는 공극압 분포를 정밀분석한 결과 포항지진 발생의 시공간적 분포와 정확히 일치했다고 밝혔다.

이강근 조사연구단장은 “PX-2를 통해 고압으로 주입된 물에 의해 확산된 공극압이 포항지진 단층면상에서 남서방향으로 깊어지는 작은 규모의 미소지진들을 순차적으로 유발시켰다”면서 “미소지진들로 인한 영향이 시간이 지남에 따라 포항지진 본진의 진원 위치에 도달하게 되고 응력이 누적돼 큰 지진을 촉발시킨 것”이라고 말했다. 지열발전을 위해 물을 주입하면서 발전소 부지 주변에 규모 1~3의 미소 유발지진들이 발생했고 미소지진들이 이전에 알려지지 않았던 단층대를 자극해 결국 규모 5.4의 포항지진이라는 큰 규모의 촉발지진을 일으켰다는 설명이다.

일반적으로 지열발전은 주로 화산 활동이 활발한 국가에서 많이 쓰이는 발전 방법이지만 포항의 경우는 지하 4㎞ 이상 깊이에 두 개의 구멍을 뚫어 한쪽으로 고압의 물을 화강암반 틈 사이로 주입하면 지열에 의해 데워진 물이 수증기로 변해 터빈을 돌려 전기를 생산하는 인공저류시스템(EGS)이다. 한 해 전에 일어났던 경주지진의 진원 깊이는 15㎞ 내외였지만, 포항지진의 진원 깊이는 약 7㎞에 불과해 정부조사단의 주장을 뒷받침해주고 있다.

지열발전은 지열이 높은 지진대나 화산대가 가까운 경우 유리하지만 해당 지역들은 단층 활동도 활발해 지진 발생이나 화산 폭발의 위험이 상존한다. 이 때문에 활성단층을 피해 적합한 위치를 찾는 것이 무엇보다 중요한데, 포항의 경우는 단층에 대한 정밀 지질조사가 없었던 것으로 알려졌다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr