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[홍석윤의 AI 천일야화] AI로 그동안 풀지 못한 지진군의 비밀 해독한다지질학자들, AI 이용해 단층의 복잡성 밝혀 지진 원인에 대한 통찰력 키워
▲ 캘리포니아 공과대학교 자커리 로스 교수의 AI 시스템은, 진도 0.7에서 4.4에 이르는 진동을 감지한다. 너무 경미한 지진은 인간에게나 비교적 덜 정교한 기존의 분석 방법으로는 감지할 수 없다. 출처= NewsBreak

[이코노믹리뷰=홍석윤 기자] 2018년 캘리포니아 공과대학교 지진학자들은 캘리포니아 남부 카후일라(Cahuilla) 부근에서 갑작스럽게 발생한 소규모 지진에 대해 문의하는 이메일을 여러 통 받았다. 도대체 지하에서 무슨 일이 있어나고 있는 거죠? 여진은 얼마나 지속될까요?

미국 지질조사국(Geological Survey)의 지진학자 엘리자베스 코크란은, 과학자들이 위성에서 흘러나오는 데이터, 그리고 지진 강도와 지각 변형을 측정하는 다양한 센서를 살펴보았지만 초기의 분석에서 특이한 점을 발견하지 못했다고 말했다.

이후 지진 데이터에 인공지능(AI) 접목을 시도해 온 캘리포니아 공과대학교의 자커리 로스 교수는 자신이 만든 AI 알고리즘에 측정치를 입력해보기로 했다.

로스 교수는 이 소프트웨어를 사용해 시공을 가로지르는 지진군((地震群, 강도가 낮아 예측할 수 없었던 지진 징후)에 대한 가장 상세한 해석을 내놓았다.

지난 달 사이언스誌(Science)에 게재된 이 분석은, 지진을 일으키는 지하의 복잡한 일련의 역동 과정을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있다고 지진학자들은 말했다.

지난 달 멕시코 수도를 뒤흔들었던, 멕시코 태평양 연안에서 발생한 진도 7.5의 지진을 포함해 대부분의 지진은 두 개의 지각판이 서로 미끄러지면서 발생한다.

버클리 캘리포니아대학교 지진학 연구소에서 지진 조기경보 시스템 프로젝트를 맡고 있는 지질학자 안젤라 정은 "그러나 그런 설명은 우리 발 밑에서 일어나고 있는 일을 지나치게 단순화한 것"이라고 말했다. 지진이 발생하는 단층 지대의 활동은 훨씬 더 복잡하지만, 그러한 복잡성을 야기하는 지질학적 과정에 대한 통찰력이 거의 없는 상태라고 지적했다.

시간에 따라 빈도와 강도가 감소하는 단일 대지진 이후의 여진과 달리, 지진군 활동은 대개 매우 불규칙해서 과학자들은 이를 신비롭고 이해하기 힘들다고 설명한다. 또 모든 지진군이 각기 다른 현상을 나타내기 때문이다.

"사실 지진이 왜 일어나는 지는 정확히 알 수 없습니다. 이번 연구는 지진이 왜 연속적으로 일어나는 지를 이해하는 데 유용한 단계가 될 수 있습니다."

이번 연구에 따르면, 카후일라 지진은 캘리포니아의 주요 단층지대 중 하나에서 약 9마일 떨어진 지역의 지표면 약 5마일 아래 330피트(100m) 길이의 균열 지구에서 시작되었다.

이 지진군은 2016년에 시작되어 약 4년 동안 지속되면서 발생 지점에서 6평방마일(16km2)까지 진동이 퍼졌다. 연구 저자들은 그 지속시간이 지금까지의 지진군 중 가장 길었다고 말했다.

로스 박사의 AI 시스템은, 지진 기록을 스캔해 진동이 발생한 시간을 기록하고 위치를 정확히 찾아냈다. AI는 진도 0.7에서 4.4에 이르는 2만 2000건의 진동을 감지했다. 연구 저자들은 이 진동의 대부분은 너무 경미해서 인간에게나 비교적 덜 정교한 기존의 분석 방법으로는 감지할 수 없는 것이라고 지적했다.

로스 박사는 이러한 미미한 지진아 거의 항상 발생하고 있다고 설명했다.

“그런 미미한 지진이 큰 지진의 틈새를 메우고 있는 것이지요. 우리의 AI는 그 점들을 놓치지 않고 보다 더 잘 연결하고 있습니다."

지진학자들이 그 미세한 진동이 큰 지진으로 이어지는 지질학적 원인을 아직 완전히 이해하지 못하기 때문에 그것은 매우 중요하다.

미국 지질조사국 캘리포니아 화산 관측소의 화산 지진학자 알리샤 호토벡 엘리스는 "규모가 큰 지진이 있을 때마다 우리는 늘 당황하고 놀랍니다. 단층 구조의 지각판 미끄러짐이 일어날 수 있는 장소에서 이러한 교란 원인의 일부라도 알 수 있다는 것은, 미래에 지진의 요동이 어떻게 될 지 예측하는 데 정말 유용할 연구”라고 말했다.

과학자들은 지진학에서 AI의 사용이 여전히 새로운 것이지만, 그에 대한 관심이 커지고 있다고 말했다. 연구원들은 이전에 기록된 지진군들의 진동이 얼마나 오래 지속되었는지 그리고 나중에 어떤 지질학적 사건들이 일으켰는지를 이해하기 위해 이전의 모든 지진군 기록을 연구할 계획이다.

홍석윤 기자  |  syhong@econovill.com  |  승인 2020.07.19  14:38:04
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