마노아에 있는 하와이 대학교 지구과학자들의 최신 연구에 따르면 캘리포니아주를 관통하는 약 1,200km에 달하는 샌안드레아스 단층과 남쪽의 샌재신토 단층은 현재 '임계 스트레스' 상태에 있으며, 전반적인 기압 수준이 지난 천년 만에 최고점까지 올라 미국 서해안에서 강진이 발생할 가능성이 크게 높아진 것으로 나타났다.

연구팀은 물리 기반 수치 모델을 사용하고 천년 간의 역사적 지진 데이터를 결합하여 위의 두 가지 주요 단층 시스템과 그 교차 영역인 Cajon Pass의 응력 축적 조건을 재구성하고 평가했습니다. 논문 제1저자이자 하와이 대학 지구물리학 및 행성학 연구소 연구원인 릴리안 버크하드(Liliane Burkhard)는 현재 다중 단층의 스트레스 수준이 "지난 천년 동안 관찰된 최고 값에 도달하거나 초과했다"며 지역 시스템은 산안드레아스와 산재신토의 두 가지 주요 단층을 관통하는 대규모 파열 조건을 가지고 있을 수 있다고 말했습니다.

이 연구는 두 개의 주요 단층 사이에서 Cajon Gap이 수행하는 주요 허브 역할을 설명하기 위해 "지진 게이트"라는 개념을 제안했습니다. 어떤 경우에는 한 단층이 다른 단층보다 훨씬 더 높은 응력을 갖는 경우 Cajon Gap이 "안전 밸브"처럼 작동하여 두 단층 사이에 대규모 파열이 전파되는 것을 차단하여 단일 지진 사건의 크기와 범위를 제한할 수 있습니다. 그러나 두 단층의 응력 수준이 매우 가깝고 파열이 발생할 때 동시에 증가하면 Cajon Gap이 "수문을 열어" 파열이 두 개의 주요 단층에 걸쳐 확장되고 더 넓은 지역을 덮는 공동 지진으로 발전할 수 있습니다.

Burkhard는 현재 계산에 따르면 남부 캘리포니아의 산 안드레아스 단층은 1857년 "Fort Tejon 지진" 이후 거의 160년 동안 비슷한 규모의 큰 파열을 경험하지 못했다고 지적했습니다. 이 기간 동안 충분한 응력 완화가 부족하여 시스템이 "위험한 부하 상태"에 놓이게 되었습니다. 오랫동안 방출되지 않은 고기압을 배경으로 Cajon Gap의 "문"이 열리면 San Andreas와 San Jacinto의 두 가지 주요 단층이 단일 사건으로 동시에 파열될 수 있으며 Los Angeles 및 San Bernardino와 같이 인구 밀도가 높은 지역은 심각한 지진 피해 위험에 직면할 수 있음을 모델에 보여줍니다.

이 연구는 또한 판 구조론의 기본 메커니즘을 반복합니다. 산 안드레아스 단층대에서 태평양 판과 북미 판은 연간 약 1~2인치의 속도로 단층을 따라 서로 상대적으로 미끄러집니다. 플레이트가 접촉 표면에 국부적으로 "고착"되면 특정 순간에 파단 표면이 갑자기 미끄러질 때까지 이러한 "고착 지점"에 응력이 계속 축적되어 엄청난 에너지를 방출하고 지진파의 형태로 표면으로 전파됩니다. 이것이 사람들이 지진이라고 느끼는 것입니다.

이 기사는 다양한 지각 환경에서 지진 활동의 차이를 비교합니다. 예를 들어, 대만 동부에 뻗어 있는 밀룬 단층대에서는 유라시아 판과 필리핀 해 판 사이에 지속적인 "크리프"가 있습니다. 지역 주민들은 매년 수백 건의 지진을 느낄 수 있으며, 대부분 규모는 3.0에서 5.0 사이입니다. 더 큰 지진은 상대적으로 드물다. 저자는 대만 북부에 거주한 자신의 경험을 바탕으로 이렇게 빈번하지만 규모가 작은 진동은 지역적 스트레스가 정기적으로 방출되어 매우 큰 '초지진'의 가능성이 줄어든다는 것을 의미한다고 지적했습니다.

이에 비해 산안드레아스 단층의 일부 구간은 오랫동안 대규모 파열이 발생하지 않았으며, 깊은 곳에서는 압력이 계속해서 축적되고 있습니다. 과학계 입장에서 보면 '대지진'은 더 이상 '만약 일어날 것인가'의 문제가 아니라 '언제 일어날 것인가'의 문제다. 연구원들은 그들의 작업이 특정 지진 시간을 예측하는 것이 아니라 수백만 명의 사람들을 위한 지진 위험 평가, 인프라 계획 및 비상 대비에 대한 보다 명확한 시나리오 참조를 제공하기 위한 엄격한 정량적 모델임을 강조합니다.

Burkhard는 물리학 기반 시뮬레이션이 서로 다른 결함 부분 간의 응력 결합 관계를 이해하는 데 중요한 도구를 제공하여 파열의 크기와 경로를 결정하는 데 Cajon Gap과 같은 핵심 노드의 역할을 명확히 하는 데 도움이 된다고 말했습니다. 그녀는 결함 시스템 전체가 "중요하게 부하"될 때 비상 관리 및 인프라 기관은 다양한 잠재적 시나리오를 심각하게 고려해야 하며 건축 규정부터 도시 탄력성 계획에 이르기까지 모든 것이 이러한 대규모 결합 파열 가능성을 포함해야 한다고 지적했습니다.

연구 결과는 Journal of Geophysical Research: Solid Earth에 게재되었으며, 관련 정보는 하와이 대학에서 공개됩니다. 연구팀은 기존 과학이 여전히 지진의 시간과 위치를 정확하게 예측할 수는 없지만, 지속적으로 모델을 개선하고 관측 데이터를 축적함으로써 인간이 위험 인식과 재난 예방 및 통제 분야에서 "한 발 앞서" 나아가 미국 서부 해안의 도시는 물론 전 세계 지진 지역에서도 증거 기반 의사 결정 지원을 제공할 수 있다고 믿습니다.