정상 미끄러짐 문서 원본 보기

{{위키데이터 속성 추적}}
[[파일:Subduction_boundary_and_asperity.png|섬네일|250px|[[해구]] 부근의 [[판 경계]]의 단면도. 정상 미끄러짐은 그림에서 [[청색]] 영역의 4번 "안정된 고착지역"에서 발생한다.]]

'''정상 미끄러짐'''(Episodic tremor and slip, ETS)은 일부 [[섭입대]]에서 관측되는 지진학적 현상 중 하나로 판 경계를 따라 비[[지진]]성 땅울림이나 흔들림, [[슬로우 슬립]]이 일어나는 현상이다. 슬로우 슬립은 전파 속도와 진원을 통해 지진과 구별할 수 있다. 정상 미끄러짐은 두 판이 서로 변위하기만 하는 슬립으로 [[지진파]]를 방출하지 않는다. 또한 [[단층]] 운동에서는 섭입 방향과 움직임 방향이 일정하게 같지만 슬로우 슬립에서는 지각 운동이 명확하게 반전되는 부분이 있다.<ref>{{웹 인용|title=Episodic Tremor and Slip beneath Vancouver Island |url=http://earthquakescanada.nrcan.gc.ca/pprs-pprp/re/ETS-eng.php |archive-url=https://wayback.archive-it.org/all/20100326235707/http://earthquakescanada.nrcan.gc.ca/pprs-pprp/re/ETS-eng.php |url-status=dead |archive-date=26 March 2010 |publisher=Natural Resources Canada |access-date=17 June 2011 }}</ref>

== 발견 ==
비화산성인 일시적 땅울림은 2002년 일본 서남부에서 처음으로 관측했다.<ref>{{저널 인용|last1=Obara |first1=Kazushige |s2cid=32354691 |year=2002 |title=Nonvolcanic Deep Tremor Associated with Subduction in Southwest Japan |journal=Science |volume=296 |issue= 5573|pages=1679–1681 |doi= 10.1126/science.1070378|pmid=12040191|bibcode=2002Sci...296.1679O}}<!--|accessdate=1 June 2013--></ref> 직후 [[캐나다 지질조사국]]에서는 [[밴쿠버섬]] 지역에서 관측되는 특정 [[GPS]] 좌표계의 이동을 "일시적 흔들림 및 미끄러짐"(episodic tremor and slip)이라고 표현하면서 처음으로 정상 미끄러짐에 해당하는 표현이 나왔다.<ref>{{웹 인용|title=Geodynamics – Episodic Tremor and Slip (ETS)|url=http://gsc.nrcan.gc.ca/geodyn/ets_e.php|publisher=[[Natural Resources Canada]] – [[Geological Survey of Canada]]|access-date=17 June 2011|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20110604150421/http://gsc.nrcan.gc.ca/geodyn/ets_e.php|archive-date=4 June 2011}}</ref> 밴쿠버섬은 북아메리카 [[캐스케이디아 섭입대]]의 동쪽에 있다. 캐스케이디아의 ETS는 약 14개월을 주기로 반복해서 일어난다는 사실이 밝혀졌다.<ref name="Rogers2003">{{저널 인용|doi=10.1126/science.1084783|pmid=12738870|title=Episodic Tremor and Slip on the Cascadia Subduction Zone: The Chatter of Silent Slip|journal=Science|volume=300|issue=5627|pages=1942–1943|year=2003|last1=Rogers|first1=G.|last2=Dragert|first2=H.|bibcode=2003Sci...300.1942R|s2cid=2672381}}</ref> 측정값을 분석한 결과 다음 해의 ETS 발생(2003-2007년)을 성공적으로 예측할 수 있었다. 캐스케이디아에서는 정상 미끄러짐이 약 2주간 판 경계에서 규모 M7급 지진에 해당하는 1-10 Hz의 지진성 땅울림과 비지진성 슬립(미끄러짐)이 발생한다.(여기서 미끄러짐은 매우 민감한 [[지진계]]로만 관측할 수 이는 약한 지진학적 신호이다.) 캐스케이디아 지역에서 발생하는 정상 미끄러짐은 [[1700년 캐스케이디아 지진]]으로 [[주향과 경사|아래 경사]]로 파열된 지역에서 일어나고 있다.

캐스케이디아에서 처음으로 이런 비지진성 슬립 모드가 발견된 이후 일본과 멕시코를 포함한 전 세계의 섭입대에서 유사한 슬로우 슬립과 땅울림이 관측되었다.<ref name="Liu2009">{{저널 인용|doi=10.1029/2008JB006142|title=Slow slip predictions based on granite and gabbro friction data compared to GPS measurements in northern Cascadia|journal=Journal of Geophysical Research|volume=114|issue=B9|pages=B09407|year=2009|last1=Liu|first1=Yajing|last2=Rice|first2=James R.|bibcode=2009JGRB..114.9407L|url=http://nrs.harvard.edu/urn-3:HUL.InstRepos:5104759|doi-access=free}}</ref> 하지만 [[히쿠란기 해구]]의 섭입대에서는 슬로우 슬립이 땅울림을 동반하지 않았다.<ref name="Delahaye2009">{{저널 인용|doi=10.1016/j.epsl.2008.09.038|title=Microseismicity but no tremor accompanying slow slip in the Hikurangi subduction zone, New Zealand|journal=Earth and Planetary Science Letters|volume=277|issue=1–2|pages=21–28|year=2009|last1=Delahaye|first1=E.J.|last2=Townend|first2=J.|last3=Reyners|first3=M.E.|last4=Rogers|first4=G.|bibcode=2009E&PSL.277...21D}}</ref>

[[뉴질랜드]]의 수도인 [[웰링턴]]의 지하에서는 5년마다 1번씩 정상 미끄러짐이 관측된다. 2003년 처음 관측되었으며 2008년과 2013년에도 반복되었다.<ref>{{뉴스 인용| url= http://www.3news.co.nz/Silent-quake-gently-rocks-Wellington/tabid/1160/articleID/299393/Default.aspx| work= [[3 News NZ]]| title= 'Silent' quake gently rocks Wellington| date= May 28, 2013| access-date= May 28, 2013| archive-url= https://web.archive.org/web/20140823115722/http://www.3news.co.nz/Silent-quake-gently-rocks-Wellington/tabid/1160/articleID/299393/Default.aspx| archive-date= August 23, 2014| url-status= dead}}</ref>

== 특성 ==
=== 단층의 미끄러짐 ===
[[파일:Displacement of Albert Head GPS Station, Victoria, British Columbia, 2005-2012.svg|250px|섬네일|2005년부터 2012년까지 캐나다 [[브리티시컬럼비아주]] [[빅토리아 (브리티시컬럼비아주)|빅토리아]]의 GPS 변동 측정치. 캐스케이디아 섭입대에서 꾸준히 변위가 늘어나는 변형이 일어나는 가운데, 주기적으로 중간 중간 변위가 확 낮아지는 정상 미끄러짐이 일어나는 모습을 볼 수 있다.]]

[[캐스케이디아 섭입대]]에서는 고대 [[패럴론판]]의 잔재인 [[후안데푸카판]]이 [[북아메리카판]] 아래로 동쪽을 향해 섭입하고 있다. 후안데푸카판과 북아메리카판 사이의 경계는 판 사이의 마찰력이 매우 강해 일반적으로 판이 움직이지 않는 "잠금"(Lock) 상태로 놓여 있다. 잠긴 지역 위 북아메리카판 표면에 있는 GPS 마커는 섭입 과정에서 아래에서 섭입하는 후안데푸카판에게 밀려나면서 동쪽으로 이동한다. 하지만 [[측지학]]적인 측정에 따르면 가끔씩 섭입하는 북아메리카판의 움직임이 주기적으로 반전(즉 서쪽으로 이동)하는 일이 발생한다는 사실을 발견했다.<ref name="Rogers2003" /> 이런 사건은 [[지진]]보다는 훨씬 더 긴 시간에 걸쳐 발생하기 때문에 지진과는 구별해 "[[슬로우 슬립]]", "느린 미끄러짐"이라고 부른다.

캐스케이디아, 일본, 멕시코의 섭입대에서 슬로우 슬립 현상이 관측되었다.<ref name="Liu2009" /> 슬로우 슬립의 고유한 특성으로는 수 개월에 수 년마다 주기적으로 잠긴 지역의 하강지대나 그 인근에서 발생하는 것이 특징이며, 수평으로는 5-15 km/d의 속도로 전파된다.<ref name="Liu2009" /> 이와 반대로 일반적인 지진의 전파 속도는 [[S파]] 속도의 약 70-90%인 3.5 km/s로 매우 빠르다.

슬로우 슬립 현상은 섭입대에서 주로 발생하기 때문에 [[해구형 지진]]과 경제적, 과학적, 인문학적으로 매우 중요하다. 정상 미끄러짐으로 발생하는 지진 위험도는 발생한 진원에 따라 달라진다. 슬로우 슬립 현상이 지진 발생 지대로 확장된다면 축적된 지진의 응력이 방출되어 치명적인 피해를 가져다 줄 지진의 발생 확률이 낮아진다.<ref name="Rubinstein2010">Rubinstein, J., Shelly, D., Ellsworth, W. (2010), "Non-volcanic Tremor: A Window into the Roots of Fault Zones", in ''New Frontiers in Integrated Solid Earth Sciences'', edited by S. Cloetingh and J. Negendank, pp. 287–314, Springer Science+Business Media B.V., {{doi|10.1007/978-90-481-2737-5_8}}</ref><ref name="Kostoglodov2003">{{저널 인용| last1 = Kostoglodov | first1 = V. | last2 = Singh | first2 = S. | last3 = Santiago | first3 = J. | last4 = Franco | first4 = S. | last5 = Larson | first5 = K. | last6 = Lowry | first6 = A. | last7 = Bilham | first7 = R. | year = 2003 | title = A large silent earthquake in the Guerrero seismic gap, Mexico | journal = Geophysical Research Letters | volume = 30 | issue = 15| page = 1807 | doi = 10.1029/2003GL017219 | bibcode=2003GeoRL..30.1807K| doi-access = free }}</ref> 하지만 슬로우 슬립 현상이 지진 발생 지대의 침강영역에서 발생한다면 오히러 해당 지역에 쌓인 응력이 더 추가될 수 있다.<ref name="Rubinstein2010" /><ref name="Brudzinski2007a">{{저널 인용|doi=10.1111/j.1365-246X.2007.03542.x|title=Slow slip transients along the Oaxaca subduction segment from 1993 to 2007|journal=Geophysical Journal International|volume=171|issue=2|pages=523–538|year=2007|last1=Brudzinski|first1=M.|last2=Cabral-Cano|first2=E.|last3=Correa-Mora|first3=F.|last4=Demets|first4=C.|last5=Márquez-Azúa|first5=B.|bibcode=2007GeoJI.171..523B|doi-access=free}}</ref> [[대지진]]([[모멘트 규모]] <math>M_w \geq 8.0</math>)이 발생할 확률은 정상 미끄러짐이 발생할 때 최대 30배 증가한다는 연구가 나왔으나<ref name="Mazotti2004">{{저널 인용|doi=10.1785/012004032|title=Variability of Near-Term Probability for the Next Great Earthquake on the Cascadia Subduction Zone|journal=Bulletin of the Seismological Society of America|volume=94|issue=5|pages=1954–1959|year=2004|last1=Mazzotti|first1=S.|bibcode=2004BuSSA..94.1954M}}</ref> 후속 연구에 따르면 실제로는 매우 복잡하며 지나치게 단순화한 연구라는 비판이 나왔다.<ref name="Beroza2011">{{저널 인용| last1 = Beroza | first1 = G. C. | last2 = Ide | first2 = S. | year = 2011 | title = Non-Volcanic Tremor and Slow Earthquakes | journal = Annu. Rev. Earth Planet. Sci. | volume = 39 | pages = 271–296 | doi=10.1146/annurev-earth-040809-152531| bibcode = 2011AREPS..39..271B }}</ref> 실례로 정상 미끄러짐이 판 경계를 따라 서로 다른 시간에 여러 구간에서 발생할 때도 있어 서로 간섭되며, 또한 정상 미끄러짐과 대지진과의 시간관계가 서로 상관관계가 존재한다고 보기 매우 드물다는 지적이 있다.<ref name="Brudzinski2007b">{{저널 인용| last1 = Brudzinski | first1 = M. | last2 = Allen | first2 = R. | s2cid = 6682060 | year = 2007 | title = Segmentation in episodic tremor and slip all along Cascadia | journal = Geology | volume = 35 | issue = 10| pages = 905–910 | doi = 10.1130/G23740A.1 | bibcode = 2007Geo....35..907B }}</ref>

=== 흔들림 ===
슬로우 슬립은 종종 지진학적 비화산 "땅울림" 또는 흔들림과도 관련이 있다. 하지만 여기서 발생하는 흔들림은 빈도, 지속시간, 진원 등 몇 가지 주요한 요소가 지진과 구별된다. 지진으로 발생하는 [[지진파]]는 주로 고주파이며 진동의 생존시간도 짧다. 이런 특성 때문에 지진학자는 최초도착지점을 이용한 삼각측량법으로 [[진원]]을 파악할 수 있다. 이와 대조적으로 슬로우 슬립으로 발생하는 흔들림은 세기가 매우 약하며 대신 생존시간이 매우 길다.<ref name="Shelly2007">{{저널 인용|doi=10.1038/nature05666|pmid=17361180|title=Non-volcanic tremor and low-frequency earthquake swarms|journal=Nature|volume=446|issue=7133|pages=305–307|year=2007|last1=Shelly|first1=David R.|last2=Beroza|first2=Gregory C.|last3=Ide|first3=Satoshi|bibcode=2007Natur.446..305S|s2cid=4404016}}</ref> 또한 지진은 단층파열로 발생하지만 흔들림은 보통 지하에 있는 유체 이동([[마그마]] 혹은 열수)로 발생한다는 차이점이 있다.<ref name="Schwartz2007">{{저널 인용|doi = 10.1029/2006RG000208|title = Slow slip events and seismic tremor at circum-Pacific subduction zones|journal = Reviews of Geophysics|volume = 45|issue = 3|year = 2007|last1 = Schwartz|first1 = Susan Y.|author-link=Susan Schwartz|last2 = Rokosky|first2 = Juliana M.|pages = n/a|s2cid = 128205122|bibcode = 2007RvGeo..45.3004S}}</ref> 섭입대에서 뿐 아니라 [[샌앤드레이어스 단층]]과 같은 주향이동단층에서도 흔들림을 관측했다.<ref name="Nadeau2004">{{저널 인용|doi=10.1126/science.1107142|pmid=15591163|title=Nonvolcanic Tremors Deep Beneath the San Andreas Fault|journal=Science|volume=307|issue=5708|pages=389|year=2005|last1=Nadeau|first1=R. M.|last2=Dolenc|first2=D.|s2cid=32405993}}</ref>

캐스케이디아와 [[난카이 해곡]] 섭입대 모두 슬로우 슬립이 흔들림과 직접적으로 연관되어 있다.<ref name="Rogers2003" /><ref name="Obara2004">{{저널 인용|doi=10.1029/2004GL020848|title=Episodic slow slip events accompanied by non-volcanic tremors in southwest Japan subduction zone|journal=Geophysical Research Letters|volume=31|issue=23|pages=L23602|year=2004|last1=Obara|first1=Kazushige|last2=Hirose|first2=Hitoshi|last3=Yamamizu|first3=Fumio|last4=Kasahara|first4=Keiji|bibcode=2004GeoRL..3123602O|doi-access=free}}</ref> 캐스케이디아 섭입대에서는 슬로우 슬립과 지진학적 흔들림 신호가 공간적, 시간적으로 일치하지만<ref name="Bartlow2011">{{저널 인용|doi=10.1029/2011GL048714|title=Space-time correlation of slip and tremor during the 2009 Cascadia slow slip event|journal=Geophysical Research Letters|volume=38|issue=18|year=2011|last1=Bartlow|first1=Noel M.|last2=Miyazaki|first2=Shin'Ichi|last3=Bradley|first3=Andrew M.|last4=Segall|first4=Paul|pages=n/a|bibcode=2011GeoRL..3818309B|doi-access=free}}</ref> 이런 관계가 멕시코의 섭입대에서도 나타나진 않는다.<ref name="Payero2008">{{저널 인용|doi=10.1029/2007GL032877|title=Nonvolcanic tremor observed in the Mexican subduction zone|journal=Geophysical Research Letters|volume=35|issue=7|year=2008|last1=Payero|first1=Juan S.|last2=Kostoglodov|first2=Vladimir|last3=Shapiro|first3=Nikolai|last4=Mikumo|first4=Takeshi|last5=Iglesias|first5=Arturo|last6=Pérez-Campos|first6=Xyoli|last7=Clayton|first7=Robert W.|pages=n/a|bibcode=2008GeoRL..35.7305P|hdl=2433/193421|s2cid=1039272 |hdl-access=free}}</ref> 또한 이 연관성은 슬로우 슬립만이 가지고 있는 고유한 특성도 아니다. 뉴질랜드의 히쿠란기 해구에서는 슬립이 역단층 [[미소지진]]과 뚜렷한 연관성을 가지고 있다.<ref name="Delahaye2009" />

한편 정상 미끄러짐에서 나타나는 흔들림에는 두 가지 유형이 있다. 하나는 위에서 설명한 것처럼 지각 변형과 관련이 있는 진동이며 다른 하나는 멀리 떨어진 곳에서 일어난 지진으로 5-10초간 유발되는 흔들림이 있다. 두 번째 유형의 진동은 전 세계에서 관측되었는데 샌앤드레이어스 단층에서는 [[2002년 데날리 지진]]으로, 타이완에서는 [[2001년 쿤룬 지진]]으로 유발지진이 발생했다.<ref name="Peng2008a">{{저널 인용|doi=10.1029/2008GL036080|title=Strong tremor near Parkfield, CA, excited by the 2002 Denali Fault earthquake|journal=Geophysical Research Letters|volume=35|issue=23|pages=L23305|year=2008|last1=Peng|first1=Zhigang|last2=Vidale|first2=John E.|last3=Creager|first3=Kenneth C.|last4=Rubinstein|first4=Justin L.|last5=Gomberg|first5=Joan|last6=Bodin|first6=Paul|bibcode=2008GeoRL..3523305P|doi-access=free}}</ref><ref name="Peng2008b">{{저널 인용|doi=10.1111/j.1365-246X.2008.03886.x|title=Non-volcanic tremor beneath the Central Range in Taiwan triggered by the 2001 <math>M_w</math> Kunlun earthquake|journal=Geophysical Journal International|volume=175|issue=2|pages=825–829|year=2008|last1=Peng|first1=Zhigang|last2=Chao|first2=Kevin|doi-access=free}}</ref>

== 지질학적 해석 ==
정상 미끄러짐으로 발생하는 흔들림은 보통 마그마 혹은 열수와 같은 유체의 지하 운동과 관련이 있다.<ref name="Schwartz2007" /> 판이 맨틀 속으로 침강하면서 [[공극률]]이 급격하게 떨어져 암석에서 물이 방출되고 [[각섬석]]과 같은 수성 광물은 상변화로 수분을 잃는다. 암석에서 물이 방출되면 판 경계에서 [[초임계유체]]가 되어 판 운동을 윤활한다는 점이 알려져 있다.<ref name="Obara2002">{{저널 인용|doi=10.1126/science.1070378|title=Nonvolcanic Deep Tremor Associated with Subduction in Southwest Japan|journal=Science|volume=296|issue=5573|pages=1679–1681|year=2002|last1=Obara|first1=K.|pmid=12040191|s2cid=32354691|bibcode=2002Sci...296.1679O}}</ref> 이런 초임계유체는 주변 암반에 균열을 확대시킬 수 있으며 흔들림은 이 과정에서 발생하는 지진학적 신호에 해당한다.<ref name="Obara2002" /> 수학적 모델링에서는 이런 탈수효과를 함께 고려하여 캐스케이디아 섭입대에서 주기적으로 발생하는 지진과 흔들림의 주기성을 성공적으로 재현했다.<ref name="Liu2007">{{저널 인용|doi=10.1029/2007JB004930|title=Spontaneous and triggered aseismic deformation transients in a subduction fault model|journal=Journal of Geophysical Research|volume=112|issue=B9|pages=B09404|year=2007|last1=Liu|first1=Yajing|last2=Rice|first2=James R.|bibcode=2007JGRB..112.9404L|url=http://nrs.harvard.edu/urn-3:HUL.InstRepos:2668813|doi-access=free}}</ref> 이 해석에 따르면 침강하는 해양판이 오래되고 차가운 것과는 반대로 지각이 아직 젊고 뜨거우며 습한 곳에서 흔들림이 더 자주 발생한다.

하지만 이와는 다른 모델도 있다. 흔들림은 고정된 [[부피]] 안에서 조석이나 변화하는 유체 흐름의 영향을 받는다는 연구도 있다.<ref name="Rubinstein2010" /><ref name="Watanabe2007">{{저널 인용|doi=10.1029/2007GL029391|title=Scaling relationship between the duration and the amplitude of non-volcanic deep low-frequency tremors|journal=Geophysical Research Letters|volume=34|issue=7|pages=L07305|year=2007|last1=Watanabe|first1=Tomoko|last2=Hiramatsu|first2=Yoshihiro|last3=Obara|first3=Kazushige|bibcode=2007GeoRL..34.7305W|hdl=2297/6771|doi-access=free}}</ref> 또한 판 경계면의 전단 미끄러짐에서도 흔들림이 발생한다.<ref name="Rogers2003" /> 캐스케이디아와 뉴질랜드 히쿠란기 해구의 반복적인 정상 미끄러짐과 흔들림을 수학적 모델링을 통해 재현한 연구에서는 탈수화로 일시적인 흔들림과 슬립 사건이 발생한다고 분석한다.<ref name="Alevizos2014">{{저널 인용|doi=10.1002/2013JB010070|title=Thermo-poro-mechanics of chemically active creeping faults. 1: Theory and steady state considerations|journal=Journal of Geophysical Research: Solid Earth|volume=119|issue=6|pages=4558–4582|year=2014|last1=Alevizos|first1=S.|last2=Poulet|first2=T.|last3=Veveakis|first3=E.|bibcode=2014JGRB..119.4558A|s2cid=128568799 }}</ref><ref name="Veveakis2014">{{저널 인용|doi=10.1002/2013JB010071|title=Thermo-poro-mechanics of chemically active creeping faults: 2. Transient considerations|journal=Journal of Geophysical Research: Solid Earth|volume=119|issue=6|pages=4583–4605|year=2014|last1=Veveakis|first1=E.|last2=Poulet|first2=T.|last3=Alevizos|first3=S.|bibcode=2014JGRB..119.4583V|doi-access=free}}</ref><ref name="Poulet2014">{{저널 인용|doi=10.1002/2014JB011004|title=Thermo-poro-mechanics of chemically active creeping faults: 3. The role of serpentinite in episodic tremor and slip sequences, and transition to chaos|journal=Journal of Geophysical Research: Solid Earth|volume=119|issue=6|pages=4606–4625|year=2014|last1=Poulet|first1=T.|last2=Veveakis|first2=E.|last3=Regenauer-Lieb|first3=K.|last4=Yuen|first4=D. A.|bibcode=2014JGRB..119.4606P|doi-access=free}}</ref>

== 같이 보기 ==
* [[슬로우 슬립]]
* [[크리프 단층]]

== 각주 ==
{{각주}}

{{지진 이론}}

[[분류:지진학]]