과학자들 ‘재난의 미래’에 도전장

인류의 오랜 꿈 중 하나는 미래의 일을 사전에 파악하는 것이다. 거북이 등껍질에 칼자국을 내 벌어지는 형태나 신탁을 통해 전쟁의 승패, 국가의 길흉화복을 읽으려는 것도, 그리고 미래와 과거를 오가며 현재를 바꿀 수 있는 가상의 기계 ‘타임머신’을 꿈꾸는 이유도 그 때문이다. 영화 ‘마이너리티 리포트’는 범죄 발생을 사전에 파악해 원인을 제거하면 ‘범죄 없는 도시’라는 유토피아를 만들 수 있을 것이라는 ‘미래 예측’에 대한 상상력의 끝을 보여주고 있다.

과학기술의 발달로 태풍이나 폭염, 혹한 같은 날씨 변화는 일정부분 예측이 가능하지만 지진은 지금도 그야말로 예측 불가의 영역으로 남아있다. 또 사람이 가장 큰 변수로 작용하는 테러리즘도 예측이 쉽지 않기는 마찬가지이다. 최근 과학자들이 지진과 테러라는 예측 불가의 영역에 도전장을 내 관심을 끌고 있다.

스위스 취리히연방공과대(ETH Zurich)의 연방지진정보국(SED) 연구진은 지진학에서 주로 쓰는 ‘구텐베르크-리히터 법칙’으로 특정 지역에서 큰 지진이 일어난 뒤 발생하는 여진의 횟수로 또 다른 큰 지진의 발생 가능성을 예측할 수 있는 방법을 찾아내 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 10일자에 발표했다. 연구팀은 이번에 개발한 방법으로 교통신호등처럼 큰 지진 발생 가능성을 빨간색(확실), 노란색(주시), 녹색(안전)으로 경고하는 방법도 고안해 피해지역 주민들과 정부, 지방정부 등이 신속하게 대응할 수 있도록 했다는 점에 특히 주목받고 있다.연구팀은 2016년 4월에 발생한 일본 구마모토 지진(규모 7.3)과 8월 이탈리아 아마트리체-노르시아 지진(규모 6.6)을 대상으로 구텐베르크-리히터 법칙 속 b값(여진의 빈도)을 분석했다. 이들 지역에서 b값은 1.2~1.3 정도로 나타나는데 큰 지진이 발생하고 나면 b값이 커진다. 여진의 발생 빈도수가 높아진다는 의미이다. 그런데 큰 지진이 발생한 뒤 b값이 오히려 비정상적으로 작아지는 경우, 즉 여진 발생 빈도가 줄어드는 경우는 뒤이어 큰 지진이 발생할 수 있음을 의미한다고 연구팀은 설명했다. 여진이 갑자기 줄어드는 것은 단층끼리 꽉 맞물려 있기 때문인데 이는 지각이 안정된 상태라는 것이 아니라 더 큰 지진을 발생시킬 수 있는 응력이 쌓이고 있다는 의미이다.

연구팀은 큰 지진이 발생한 다음 b값이 평균보다 10% 이상인 경우는 큰 지진이 추가로 발생할 가능성이 낮은 안전한 상태(녹색)라고 볼 수 있지만 평균값보다 5% 정도 낮아지는 경우는 주시해야 하는 상황(노란색)이며 평균값 이하 10%로 나타날 경우는 큰 지진이 일어날 확률이 매우 높은 빨간색 상태라고 봐야 한다는 ‘지진 신호시스템’을 제시했다.

홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 “SED 연구팀의 아이디어는 과학계에서 이미 어느 정도 알려져 있지만 이미 큰 지진이 발생한 지역의 시민들에게 또 다른 큰 지진이 발생할 가능성을 신속하게 알려줄 수 있다는 측면에서 가치 있는 연구”라고 평가했다.

한편 미국 노스웨스턴대 복잡계연구소, 켈로그경영대학원 소속 수학자들로 구성된 공동연구팀은 메릴랜드대에서 운영하는 ‘국제 테러리즘 데이터베이스’(GTD)와 랜드연구소의 ‘국제 테러리즘 랜드 데이터베이스’(RDWTI)를 바탕으로 테러조직의 성장 가능성과 테러의 규모 및 강도를 사전에 판단할 수 있는 ‘테러 조기경보 모델’을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 8일자에 실렸다.GTD에 따르면 2000~2015년 매년 61개의 새로운 테러집단이 생겨나 전 세계적으로 테러 공격이 20세기 말과 비교해 약 800% 늘었다. 연구팀은 알카에다, 이슬람국가(IS)처럼 잘 알려진 테러집단은 물론 인도 아삼지역 통일해방전선, 소말리아 알샤바브, 필리핀 모로 이슬람해방전선까지 1970년부터 2014년 사이에 전 세계에서 운영된 모든 테러집단을 대상으로 이들이 초기에 벌인 테러사건 10건만으로 앞으로 벌일 테러 규모나 치명성을 예측하는 모델을 만들었다. 분석 결과 미래에도 가장 위협적이고 공격적이며 파괴력이 큰 테러를 저지를 가능성이 높은 집단은 미국 도널드 트럼프 대통령이 완전히 격퇴했다고 주장한 IS로 밝혀졌다.

브라이언 우지 켈로그경영대학원 교수는 “이번 모델은 현재는 소규모이고 보잘것없지만 파괴력 큰 집단으로 커질 수 있는 조직을 사전에 파악해 대응함으로써 미래에 많은 비용과 노력을 투자하지 않아도 되도록 해줄 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr