mir.pe (일반/어두운 화면)
최근 수정 시각 : 2022-04-06 23:00:28

단층

<colbgcolor=#bc002d><colcolor=#fff> 지진
{{{#fff {{{#!wiki style="margin: 0 -10px -5px;"
{{{#!folding [ 지진 관련 정보 펼치기 · 접기 ]
{{{#!wiki style="margin:-6px -1px -11px"
지진대피요령
<colbgcolor=#bc002d><colcolor=#fff> 관련용어 리히터 규모 · 진도 · 단층지진 · 단층( 대한민국) · 수도직하지진 · 슬로우 슬립 · 고유지진 · 쓰나미 · 지진파
지진대비 지진조기경보 · 사용자 맞춤형 지진정보서비스 · 긴급지진속보(일본) · 국가지진열도속보 및 예경공정(중국) · 내진설계
관련
프로젝트
나무위키:프로젝트/지진
지진목록 대한민국 · 해외( 일본)
대한민국
관련 사이트
기상청(최근지진) · 기상청(지진목록) · NECIS(국가지진종합정보시스템)
해외
관련 사이트
일본기상청 · 중국지진국 · USGS(지진목록) · EMSC(지진목록)
대한민국 내 발생
주요지진
2016년 울산 지진 · 2016년 경주 지진 · 2017년 포항 지진 · 2021년 서귀포 해역 지진
}}}}}}}}}}}} ||
최근 발생한
주요 지진
2022년 4월 21일
16시 42분 51초
니카라과 레온 남쪽 105km 해역 M 6.8 파일:니카라과 국기.svg
니카라과
쓰나미 여부 - 예상 최고높이 실측 최고높이
- -

1. 개요2. 원인 및 과정3. 형태 및 분류
3.1. 경사 이동 단층 (Dip-direction Faults)3.2. 주향 이동 단층 (Strike-slip Faults)3.3. 이 외의 용어들
4. 영향5. 현존하는 단층
5.1. 한국5.2. 해외


파일:external/geomaps.wr.usgs.gov/guataemala.jpg

파일:single_floor.jpg

1. 개요

/ Fault[1]

단층은 암층이나 암괴가 어떤 면을 따라 움직여 불연속성이 생긴 것을 말한다. 이 때 그 면을 단층면이라고 한다.[2]

작은 단층은 센티미터 크기일 수도 있지만, 큰 경우에는 수십, 수천 킬로미터의 연장성을 보이기도 한다.

2. 원인 및 과정

단층은 어떤 방식으로든 해당 암층에 차별적인 힘이 가해져서 그 힘이 해소되어야 할 때 발생하게 된다. 특히 암석이 연성(延性) 변형되지 않고 취성(脆性) 변형이 더 안정적일 때 발생하므로, 보통 단층은 상부 지각에 국한되는 현상으로 생각할 수 있다. 그러나 연성변형이 선호되는 깊은 곳이라도, 강한 전단 응력(剪斷應力)이 연성 변형만으로 해소되지 않을 때나 이미 발달해 있는 불연속면이 제동될 때도 단층면이 확장될 수 있다.

일단 어느 지역에 응력장이 걸리게 되면, 암석은 이 응력장에 반응하게 된다. 힘이 약한 경우에는 물론 암석이 그저 견디겠지만, 그 응력장은 해소되지 않고 유지된다. 응력장이 충분히 강해서 암석이 견딜 수 있는 한계를 넘어서게 되면 암석은 '변형'된다. 취성 변형이 더 유리한 조건인 경우, 이 암석은 이 응력장을 해소하기 위해 '깨지게' 된다. 이 때 새롭게 깨진 면을 따라 암석이 이동하게 되고 이를 통해 응력차를 해소하게 된다. 그리고 이 때 해소된 응력에 의한 포텐셜 에너지가 파동의 형식으로 퍼져나가게 되는데, 이것이 지진이 된다.

주변이 공기와 같이 매우 무른 물질인 경우에는 암석이 깨질 때 그 사이에 빈 공간이 허용되어 산산조각나는 형태를 보이겠지만, 지표 아래에서는 주변에 암석이 가득 차 있기 때문에 단층 사이에 빈 공간은 없다. 대신에 단층은 깨끗하게 하나만 일어나기보다는 단층이 다발로 일어나고, 또 파쇄대가 발달하여 실제로는 꽤 복잡한 구조를 갖게 된다. 따라서 변위가 주로 집중된 면과 그 면 주변에 나타나는 변위 다발을 묶어 단층대(fault zone)라고 말한다.

단층은 어떤 종류의 응력장이 걸렸고, 주변의 압력이 어떻게 작용하고 있느냐에 따라 형태 및 변위 방향 등이 달라지게 된다. 그렇다면 이 응력장, 즉 변성을 유도하는 힘은 어디서부터 기원하는 것인가? 이는 판구조론에 기반한다. 지구 내부는 정적이지 않고, 수십 억 년 동안 해소되지 않고 있는 내부와 외부의 온도차이를 해소하기 위해 끊임 없이 움직이고 있다. 이 결과로 지표의 얇은 층(약 100km 두께)이 마치 "떠다니듯" 움직이고 있음이 알려지게 되는데, 이는 판구조론의 기본적인 개념 방향이 된다. 즉, 지구 내부 에너지가 지각에 응력을 주게 되는 것이다. 고작 수십 킬로미터의 얇은 암층에 불과한 지각은 이 강력한 에너지를 견디기 힘들며, 어느 정도 에너지가 누적되면 단층이라는 구조를 만들면서 조금씩 움직이게 되는 것이다.

한 번 형성된 단층면은 그 지역 혹은 그 암체의 "약대"(weak zone)가 되기 때문에, 이후 다시 힘이 작용할 때 그 단층면이 재활성화 및 확장되는 것이 일반적이다. 흔히 단층은 하나의 선과 같이 생각하지만 사실은 넓적한 면을 이루고 있다. 그리고 아주 커다란 암석 덩어리 안에서 만들어진 이러한 면을 따라 그 경계까지 가보면 암석이 변형되지 않은 부분에 이르게 된다. 즉, 단층면의 변위는 중심부에서 가장 크고, 가장자리로 갈수록 작아지게 된다. 이 단층면이 재활성화되면 중심부의 변위가 더 커지면서 주변부의 값이 조금씩 늘어나게 되고, 가장자리의 변위가 누적되면서 단층면이 전진(propagation)하게 된다.

3. 형태 및 분류

단층은 형태에 따라 몇 가지로 구분되는데, 특히 변위의 방향이 중력장에 대해 어떤 방향으로 누워있는지에 따라 구분하게 된다.

3.1. 경사 이동 단층 (Dip-direction Faults)

경사 이동 단층은 단층의 변위가 위아래, 즉 중력장에 수직한 방향인 경우를 의미한다.[3] 단층면은 보통 기울어져 있다. 암석에 힘을 가하게 되면 발달하는 단층면은 보통 수축면과 확장면이 교차로 발달하기 때문에 수직으로 발달하는 단층은 흔하지 않다. 그래서 단층면이 발달하면 중력장에 대해 이 단층면의 위에 놓인 암층을 상반이라고 하고, 아래에 놓인 암층을 하반이라고 부른다. 그리고 상, 하반의 변위 관계에 따라 다음 두 가지로 세분된다.

3.2. 주향 이동 단층 (Strike-slip Faults)

주향 이동 단층은 단층의 변위가 좌우, 즉 중력장에 수평한 방향인 경우를 의미한다. 여기서는 상반과 하반은 중요하지 않지만, 정,역단층과 마찬가지로 변위의 방향성은 구분된다. 만약 주향 이동 단층에 서 있을 때 변위가 왼손을 당기는 방향이면 좌수향(left-lateral, sinistral), 오른손을 당기는 방향이면 우수향(right-lateral, dextral)이라고 한다.

그렇지만 주향 이동 단층은 독특한 성질의 단층을 포함하기 때문에, 좌수향과 우수향에 따라 분류하지 않고 아래의 대분류가 선행된다.

3.3. 이 외의 용어들

위의 용어들은 단층면이 평면이라는 가정에 따라, 직각 관계에 있는 '단종'에 대한 용어이다. 실제로 변위는 주향과 경사 방향 모두로 움직일 수도 있고, 단층면이 곡면일 수도 있다. 또한 변위가 단순히 직선이 아니라 곡선을 이루어 움직이는 것도 가능하다. 이 때는 단층면의 모습이나 변위의 형태에 따라 세부명을 정하게 된다.

4. 영향

한 번 단층이 발달하게 되면 그곳은 약대가 되어 다시 응력장이 걸릴 때 취약한 곳이 된다. 따라서 건축에서 지반에 단층이 어떻게 분포하는지를 조사해야 할 때가 있다. 달리 말하면 한 번 지진이 일어나면 그곳에서 다시 지진이 발생하게 되는 기작이 된다.

단층은 어쨌거나 암석의 균열과 같은 것으로, 이 사이로는 지하수와 같은 유체의 흐름이 보다 용이하다. 따라서 단층이 발달한 곳의 아래쪽에 갇혀 있던 천연 가스나 유체는 단층을 따라 누출될 수 있다. 이산화탄소를 땅 속 깊이 저장하려는 기술에서는 단층의 형태와 성질을 조사하여 상부판이 이산화탄소라는 유체를 가둘 수 있는지 평가한다. 또한 단층을 통해 스며나온 지하수가 종종 아름다운 지형을 만들어내기도 하는데, 대표적인 예가 정단층을 따라 석회를 침전시킨 터키 파묵칼레가 있다.

5. 현존하는 단층

5.1. 한국

파일:상세 내용 아이콘.svg   자세한 내용은 단층/대한민국 문서
번 문단을
부분을
참고하십시오.

5.2. 해외






파일:CC-white.svg 이 문서의 내용 중 전체 또는 일부는
문서의 r232
, 3번 문단
에서 가져왔습니다. 이전 역사 보러 가기
파일:CC-white.svg 이 문서의 내용 중 전체 또는 일부는 다른 문서에서 가져왔습니다.
[ 펼치기 · 접기 ]
문서의 r232 ( 이전 역사)
문서의 r ( 이전 역사)

[1] 일상용어로서는 '잘못', '결점'이라는 뜻도 가지고 있다. [2] 단면 상에서는 선으로 나타난다고 하여, 단층선이라고 표현하기도 한다. [3] 100%일 필요는 없고 그 방향 성분이 주요 성분이면 된다. [4] 이를 변성핵복합체?(metamorphic core complex)라고 한다.

분류