[인터뷰] 김영석 교수(부경대 지구환경과학과) “액상화 시 침하나 기울어짐 빈발…지수 20으로 국내서 매우 높아” ①

 □ 방송일시 : 2017년 11월 21일(화요일)
□ 출연자 : 김영석 교수(부경대 지구환경과학과)

“액상화 시 침하나 기울어짐 빈발…지수 20으로 국내서 매우 높아”

[윤준호] 포항 지진이 발생한 이후에 ‘액상화 현상’이 언론에 집중 보도되면서 많은 청취자분들이 관심을 보이고 있습니다. 이 액상화 현상이 일어나면 물이 솟구치면서 해당 지역의 땅이 물렁하게 변한다는 것인데요. 포항 곳곳에서 이와 같은 현상이 의심되고 있는 그런 흔적이 지금 나오고 있습니다. 액상화 현상이라는 게 정확하게 무엇이고 그리고 이 액상화 현상이 얼마나 위험한 상황을 동반하는지 그리고 이에 대비할 방법은 있는 것인지 대한지질학회 구조지질분과위원장이시죠. 김영석 부경대학교 교수와 말씀 나눠보겠습니다. 김영석 교수님, 안녕하십니까?

[김영석] 안녕하십니까?

[윤준호] 포항에서 지진이 발생한 이후에 진앙 근처에서 또 논이나 이런 쪽에서 물이나 흙하고 같이 솟아오르는 현상이 많이 확인됐다고 하는데 교수님께서 직접 현장 다녀오셨습니까?

[김영석] 그렇습니다.

[윤준호] 어땠습니까?

[김영석] 상당히 액상화 현상이 일어난 것 같고요. 상당히 넓은 지역에서 그런 현상이 보고가 됐습니다. 그래서 아마 지반이 침하가 일어난 데도 있고 지하수가 용출하는 그런 현상도 나타나고 가장 큰 특징적인 현상이 우리가 샌드 볼케이노라고 하는데 약간 모래 화산. 그런 현상이 땅이 깨지면서 솟아오른 그런 현상이 많이 나타나고 있습니다.

[윤준호] 그런데 액상화 현상에 대해서 조사하다 보니까 이게 진앙에서 10km 이상 떨어진 곳에서도 이 액상화 현상의 흔적이 나타났다고 하죠? 얼마나 광범위하게 발견되고 있습니까?

[김영석] 지금 보고된 것으로 7km에서 10km 지역까지도 물론 다 나타나는 것은 아니지만 그 정도 범위까지도 지금 보고가 되고 있습니다.

[윤준호] 그런데 이 액상화 현상이라는 게 방금 말씀해 주신 것을 간단하게 이야기하자면 모래와 물이 분출되면서 그 지역의 땅이 물렁해진다고 하는데요. 이 액상화 현상, 왜 이게 생기고 일어나는 겁니까?

[김영석] 기본적으로는 땅의 지하수위가 상당히 낮은 환경에 있을 때 거기에 모래층이나 점토층 같은 것들이 존재하고 있으면 거기에 지하수가 있다가 지진이 오게 되면 지진파에 의해서 보통 S파에 의해서 얘들이 흔들리면서 출렁이게 되는 거죠, 밀도가. 원래는 쉽게 말씀드리면 우리가 모래에 물을 뿌려 놓으면 물이 약간 있을 때는 점착력이 있기 때문에 견디니까 견디지만 물이 많이 있게 되면 확 흘러내리지 않습니까? 그것처럼 굉장히 약화되는 현상이 나타납니다. 그렇게 됐을 때 물이 입자들 사이의 밀도가 달라지고 수압이 강해지면서 굉장히 물들이 많이 빠져나오거나 그래서 지반 자체가 연약해져서 지반침하가 생기는 경우도 생기고 이와 같이 위로 물이 분출하는 경우도 생기고 이런 현상이 나타납니다. 그렇게 되면 강도가 지반이 굉장히 약해지는 거죠, 상당히.

[윤준호] 이번에 포항 지역에서 처음으로 이와 같은 액상화 현상이 우리나라에서 발견된 거죠?

[김영석] 그렇습니다.

[윤준호] 이게 포항 지역의 지형적 특성하고 관련이 있나요?

[김영석] 예, 그것도 어느 정도 관련이 있습니다. 옛날 기록에 보면 액상화 현상이 있었다고는 보고가 됩니다, 그런 증상들이. 그런데 지금 우리가 계기지진으로 관측을 한 이래에는 처음으로 보고가 된 경우죠. 그런데 작은 지진이었기 때문에 그동안 일어나지 않았지만 이번에는 큰 지진이었고 특히나 우리가 포항 지역이 지하수위도 바닷가에 있지 않습니까? 바닷가에 있고 또 강이 옆에 있고 이렇게 되면 지하수위가 낮습니다. 그런 특징이 있고 그다음에 그 지역이 상당히 지반이 약한 층이 있고 그다음에 지금 주로 발생한 지역들 보면 옛날에 하도, 하상 강이나 범람원이라고 해서 모래가 분출했던 넘쳤던 그런 지역이 있습니다. 그런 지역들에서 발생한 것으로 현재까지는 분석이 되고 있습니다.

[윤준호] 또 다른 전문가는 이런 이야기도 하더라고요. 포항이 분지라서 이런 액상화 현상이 나타나고 있다. 이런 지적도 하던데요. 그런 것도 영향을 줍니까?

[김영석] 분지거나 많이 약한 퇴적물이죠, 고화가 덜 될 퇴적물이 많이 있거나 최근에 생긴 퇴적물이나 고화가 안 된 것들 그다음에 매립지 같은 데, 항만 같은 데 이런 데는 아무래도 지하수위가 얕고 그다음에 고화되지 않은 퇴적물이 많이 분포하게 되죠, 그런 지역이. 그래서 이제 액상화가 일반적으로 잘 일어납니다, 지진이 나면.

[윤준호] 고화가 안 됐다고 말씀하신 것은 그만큼 연약한 지반이라는 그 말씀이시죠?

[김영석] 맞습니다.

[윤준호] 그렇다면 이게 연약한 지반, 연약지반 지역이 우리나라에는 좀 얼마나 있습니까?

[김영석] 그것을 통계적으로 하기에는 어렵고요. 부분, 부분 이렇게 있기 때문에 상당히 많은 지역에서 그런 가능성이 있습니다. 연구에 대한 결과들도 많이 있고요. 그런 것들을 예측해서 해놓은 것들이 있는데 예를 들어서 그게 액상화가 상당히 넓은 지역에 발달을 하기 때문에 지진이 일어나게 되면 큰 지진이 일어나면 우리나라 전국 우리가 어떤 연구 결과로 6.5가 일어나면 서울 근처에서 6.5가 일어나도 부산까지 영향을 미친다는 그런 보고들이 있습니다. 그래서 특히나 도시 지역이나 이런 쪽의 피해가 더 크죠. 평지 지역이 대부분 도시에 발달하고 또 강가나 바닷가에 있지 않습니까? 그런 지역들이 도리어 액상화 위험이 더 높은 지역이라고 말씀드릴 수 있습니다.

[윤준호] 그러니까 이번 포항이 아니라도 우리나라에서 그와 같은 조건이 맞는 쪽이면 전부 다 액상화 현상이 일어날 가능성이 있다. 이렇게 봐야겠군요?

[김영석] 맞습니다. 지진이 좀 큰 규모가 일어나게 된다면 지금 이번에 상대적으로 작았기 때문에 포항 지역에만 나타나지만 만약에 큰 지진이 일어나면 훨씬 어 넓은 지역에 액상화 현상이 나타날 수 있습니다.

[윤준호] 그러니까 방금 말씀해 주신 내용으로 보면 지반이 침하되거나 아니면 지반이 물렁해지기 때문에 이 건물이 기울어지거나 하면서 이게 무너지는 그런 피해가 우려될 수밖에 없는 그런 상황이네요.

[김영석] 그렇습니다. 액상화가 일어났을 때는 건물에 균열이 생긴 것보다 건물이 기울어지는 경우가 많습니다. 땅이 침하되면서 기울어지는 그런 현상들이 굉장히 많이 발생합니다.

[윤준호] 그리고 또 하나 위험한 것이 이게 얼마 전에 멕시코 수도, 멕시코시티에서 이렇게 지진 피해가 많이 커서 많은 희생이 있지 않습니까? 당시에 건물도 많이 침하되고 기울고. 그 이유가 진앙지에서 100km 이상이나 떨어져 있었는데도 불구하고 멕시코시티가 호수를 메운 매립지 위에 있었기 때문에 이게 액상화 피해라고 지적을 하더라고요.

[김영석] 그렇습니다. 그 역할도 굉장히 큽니다. 그래서 조금 전에 말씀드렸지만 약한 퇴적물 그러니까 호수 퇴적층도 마찬가지로 약하겠죠. 그런 약한 퇴적물들이 있게 되면 액상화에 쉽게 노출이 될 수 있는 거죠.

[윤준호] 그러니까 진원지나 진앙에서 많이 떨어져 있어도 이게 액상화일 경우에는 피해가 클 수밖에 없는 그런 2차 피해 그런 것들이 우려되는 거군요?

[김영석] 맞습니다. 그래서 말씀드리지만 지진파가 오게 되면 이제 그거를 포화된 지층이 있다고 그러면 땅속에 그 물들이 출렁거리게 되는 것이지. 밀도를 바꿔놓게 되고. 그때 물이 빠져 나오면서 그런 액상화 현상이 나타나기 때문에 꼭 진앙 근처만 나타나는 것이 아니라 상당히 먼 거리까지도 지진파만 전달된다면 일어날 수 있습니다.

[윤준호] 그런데 이번에 포항 지역에서 방금 눈으로 확인될 수 있을 정도로 액상화 현상이 일어나는 곳은 논밭이라든가 일반 땅이라든가 공원 지역 이쪽은 확인이 가능한데 이 아스팔트로 덮여 있는 도심이라든가 건물이 세워져 있는 콘크리트 부분이라면 확인하는 게 어렵겠죠?

[김영석] 그렇습니다. 그런데 심하게 일어난 지역은 아스팔트 지역도 다 파괴가 일어나고.

[윤준호] 그 정도예요?

[김영석] 이게 퍼져 나가는 그런 현상이 나타나면서 무너져 내리는 그런 현상이 나타납니다. 일부 지금 포항에서도 집이나 아파트 같은 데에서도 기울어지고 이런 것도 마찬가지고 그런 것들도 아마 어떤 지대 밑에서도 상당히 많은 양의 모래가 분출됐다는 이런 보고가 지금 들어오고 있습니다.

[윤준호] 이번에 흥해읍이 가장 중심 피해 지역이었는데요. 이 흥해읍에서 지어진 지 입주 3년밖에 안 된 아파트가 기울어진 것도 액상화 때문이다. 이런 지적이 나오고 있던데 그건 어떻게 보십니까?

[김영석] 그것도 가능성이 있습니다. 그런데 저희도 조사를 정밀하게 한번 해봐야겠지만 이게 기울어진 건데 집이 사실은 액상화로 우려하실 수 있는 하나의 요소라고 생각하는 것이 내진 설계를 했다고 해서 아니면 새로운 건물이라고 해서 액상화를 피해갈 수는 없다는 것이죠.

[윤준호] 그러니까 내진 설계를 했어도 지반에 대해서 제대로 대비를 못했다면 방법이 없는 것 아닙니까?

[김영석] 그렇습니다. 이것은 지금 지반 자체의 문제이기 때문에 그 구조물 자체가 튼튼하다 하더라도 지반 자체가 액상화 일어나버리면 기울어지는 이런 현상이 나타나는 것이죠.

[윤준호] 그런데 일각에서는 이런 이야기도 합니다. 지하수가 땅 위로 분출됐다 또는 모래가 조금 나왔다는 것만 가지고 이 액상화 여부는 판단하기 힘들다. 시추를 다해서 확인해봐야 한다는데 시추해서 다 최종적으로 확인이 필요한 건가요, 그게?

[김영석] 지금의 그것은 액상화 현상은 누구도 부정하기 힘듭니다. 그건 너무 이상적인 전형적으로 나타나는 액상화 현상이 나타나고 있고요. 규모는 다른 나라에서 보고된 것보다는 작게 나타나기는 하지만 액상화 현상이 명백하게 나타나고 있기 때문에 액상화가 아니다. 그리고 지진과 당연히 지진에 관련돼서 나타나고 있기 때문에 그것은 의심할 바가 없습니다. 그런데 물론 그것을 어느 정도까지 진짜로 밑에 있는 것하고 연관이 되어 있느냐를 하기 위해서는 물론 단면이나 시추를 해야 하는데 저희들이 지금 우리 팀에서 같이 하고 있는 팀들에서 조사를 하고 있는데 어제 시추도 했고요. 제가 보고받은 바에 의하면 1.5m, 2m 내에서 그런 점토층들 그다음에 모래층들이 발견이 됐다고 합니다. 그래서 아마 액상화는 거의 명확한 것 같습니다.

[윤준호] 그러면 지금 정부가 같이를 하고 있는 정부하고 같이 하고 있습니까, 조사를? 시추라든가 이런 것을?

[김영석] 저희들이 정부라고 하면 저희들 사업을 하고 있는 것이 활성단층, 정부의 활성단층...

[윤준호] 지도 제작에 관여하고 계신 걸로 알고 있는데.

[김영석] 제가 총괄 책임을 맡고 있기 때문에 관련된 층들을 조사하고 있습니다. 그래서 그것이 과제가 행정안전부의 과제로 되어 있기 때문에 저희들이 그런 차원에서 하는 거죠.

[윤준호] 혹시 그런데 시추하다 보면 아직도 포항 지하 쪽에 수분이라든가 지하수가 아직 있어서 강한 여진이 또 나올 경우에 액상화 현상하고 연결되는 2차 피해가 있을 수도 있다. 이런 어떤 우려는 안 해도 되겠습니까? 어떻겠습니까?

[김영석] 그런데 지금 액상화는 보통은 그때 일어나고 난 뒤에는 바로 물이 빠지기 때문에 다시 원래의 상태로 돌아갑니다. 그래서 아마 지금은 큰 문제는 없다고 보지만 만약에 다른 지진이 온다든지 아니면 비슷한 규모의 지진이 발생한다면 다시 액상화가 또 발생할 수 있겠죠, 당연히. 그러나 지금의 현상이나 또 여진의 발생 추이나 이런 것으로 봤을 때는 아마도 저는 큰 위험한 생각하고 있지 않습니다만 더 큰 지진이나 비슷한 규모의 지진이 일어난다면 당연히 다시 액상화가 발생할 수 있죠.

[윤준호] 최악의 상황에도 대비는 하고 있어야만 하니까요. 그런데 액상화 현상에도 등급이 분류가 된다면서요?

[김영석] 그렇습니다. 이것은 액상화 현상을 갖고 하는 것보다는 액상화의 가능성을 하는 겁니다. 그래서 우리가 LPI지수라고 그 숫자를 LPI라고 하는데요. 가능성이죠. 액상화가 일어날 수 있는 가능성을 지수로 표시하는 건데 그것을 보통 어떻게 표시하느냐 하면 액상화가 일어날 수 있는 두께가 얼마나 되느냐. 그다음에 그 지층이 땅 지표에서부터 얼마 떨어져 있느냐 그다음에 그 지역의 물성이나 특성 자체가 지진에 대해서 얼마나 액상화를 쉽게 유발할 수 있는 특성을 갖고 있느냐. 이런 요소를 가지고 평가를 하는 거죠. 그래서 그 지역이나 보통 우리가 시추 자료를 많이 이용하죠. 그래서 시추를 해서 그 땅속에 그러한 가능성이 있는 층, 액상화를 일으킬 수 있는 층이 어느 정도 두께로 어느 정도 깊이 있느냐를 알게 되면 이 값이 나오지 않겠습니까? 그러면 그렇게 통해서 전국에 만약에 정밀하게 찍으면 대략적으로 나와 있는 지도들도 있습니다만 좀 더 정밀하게 그것을 유추할 수가 있죠.

[윤준호] 그러면 그게 몇 등급으로 나눠지나요?

[김영석] 그게 연구하는 사람마다 조금 다릅니다. 그래서 뭐 수치로 나오기 때문에 그래서 한 4개로 이렇게 나눠서 매우 낮음, 낮음, 높음, 매우 높음 이렇게 간단하게 나누시는 분도 있고 영국에는 훨씬 더 정밀하게 많이 나눠서 하는 것도 있습니다.

[윤준호] 교수님께서 보시기에 이번 포항 지역의 액상화 현상 우리나라에 처음 있는 일인데 어느 정도 등급으로 보십니까?

[김영석] 저희들이 어제 간략하게 나온 시추 결과를 가지고 대략적으로 우리가 정확한 수치는 더 해야 합니다만 우리가 대략 계산해 봤습니다만 한 20 정도 내외로 될 것 같고요. 만약에 한 값이 20쯤 되면 매우 높음에 해당되는 거지만 우리나라에서는 한 15 이상이면 매우 높음으로 기존에 연구해놓은 것들이 있기 때문에 한 20 정도 되면 상당히 높은 것으로 평가되고 있습니다.

[윤준호] 과거 동일본 대지진 당시에도 액상화 현상으로 인한 피해가 컸었다. 이렇게 이야기 저희들이 들어서 알고 있는데 이 액상화 현상을 혹시 대비할 수 있는 방법이나 대비책이 있을까요?

[김영석] 액상화 물론 여러 군데 큰 지진들에서 많이 보고가 됐습니다. 아까 말씀하신 멕시코 지진에도 그렇고 당산 지진에서는 2,400제곱킬로미터 액상화가 있었다. 그다음에 우리 가장 잘 알려진 것이 1964년에 있었던 니가타 지진이었거든요.

[윤준호] 니가타.

[김영석] 니가타 지진은 아파트가 막 기울어지는. 그다음에 심한 경우에는 알래스카 같은 경우에 1964년에 산사태가 발생해서 나타나는 경우도 있었고 최근에도 있었고. 상당히 많은 큰 지진에서는 당연히 나타나는 어떤 현상으로 지금 알려져 있습니다. 조금 전에 말씀드렸습니다만 그것을 우리가 대비하기 위해서는 자기가 살고 있는 지역에 대한 좀 더 정밀한 액상화 지도를 만들어야겠죠.

[윤준호] 그러니까 활성단층 지도 못지않게 중요한 게 액상화 지도가 되겠군요.

[김영석] 그렇습니다. 실질적으로 지진과 연관이 돼서 어디서 어느 정도 규모의 지진이 일어날 것인가를 하는 것이지만 이 액상화 지도는 또 도시 지역에 그것하고 같이 하더라도 어느 지역에 지진이 발생하더라도 이 지진 문제는 우리 지역에도 지진이 발생하지 않으면 괜찮을 것이라고 생각하지만 액상화는 그렇지 않은 상당히 먼 데서 일어나더라도 위험할 수 있기 때문에 우리가 살고 있는 지역이 어느 정도 위험성을 갖고 있는지 알고 있으면 대비가 좀 더 낫겠죠.

[윤준호] 오늘 말씀 여기까지 듣겠습니다. 감사합니다.

[김영석] 감사합니다.

[윤준호] 지금까지 부경대학교 김영석 교수였습니다.