[AJ 생활과학] 쓰나미의 원리…"이번 쓰나미 위력 가질 수 밖에 없는 이유는?"

(아주경제 이준혁 기자) 지난 2009년 인기리에 상영된 영화 '해운대'를 보면 거대한 쓰나미가 모든 것을 삼키면서 도시를 죄다 쑥대밭으로 만드는 장면이 나온다. '해운대'에서 봤던 장면이 영화였다면 이번에 일본 동북부 지역에서 발생한 지진과 쓰나미는 현실의 모습이었다. 끔찍한 상황은 굳이 장황하게 서술하지 않더라도 모두 알고 있을 것이다. 그렇다면 쓰나미는 무엇이고, 어떻게 발생하는 것일까?

'쓰나미'는 지진에 의해 발생된 해일을 뜻한다. 이러한 쓰나미의 위력은 지진의 규모가 크면 클 수록, 단층이 상하로 많이 엇갈릴 수록, 진앙(지진파발생지점)이 해저면과 가까울 수록 커진다. 

지하 깊은 곳에서 발생한 지진은 해양 지각의 높이를 다르게 한다. 해양 지각의 높이가 달라질 경우, 자연스레 물의 해수면 또한 굴곡이 생겨 높이의 차가 생겨난다. 이러한 해수면의 변화는 파동(물의 상하 방향 출렁거림)을 만들고 이는 좌우로 퍼져가는데, 쓰나미는 이러한 파동의 퍼짐에서 시작된다.

그런데 '파동'이 해안에 도달하면 왜 집체만한 규모로 커지는 것일까? 이는 빠르게 밀려가는 파동이 수심이 얕은 해안가로 다가올 수록 속도가 감소하기 때문이다.

물과 바닥의 마찰 때문에 파동의 속도는 시간이 가면 갈 수록 느려진다. 하지만 해일이 내포하는 에너지는 줄어들지 않는다. 결국 파도 앞 부분 속도는 느려지지만 파도의 물결은 점점 쌓여가고, 해안가에서는 물이 높게 쌓이며 상당히 높은 해일로 변하는 것이다.

이번 일본 지진은 진도 9.0으로 관측 사상 4번째로 컸다. 태평양판과 북미판의 지각단층이 어긋난 각도는 80도였고, 진앙은 지하 24.4㎞로 해저면과 매우 가까웠다.

모든 조건이 맞아떨어지면서 지진은 매우 강력했고, 쓰나미 또한 규모가 매우 커졌다. 결국, 진앙 부근에서는 고작 1~2m에 불과하던 파도는 일본 해안가에 도착해서 최고 높이 10m에 달하는 집체만한 파도로 돌변해 일본 동북부 해안가 일대를 쓸어버린 것이다.

그렇다면 이번 일본 동북부에 닥친 쓰나미 속도는 얼마나 될까? 쓰나미의 전파속도를 계산하는 공식에 따르면, 수심이 태평양의 평균인 4282m일 때 쓰나미의 전파속도는 '시속 737㎞'이다. 여객기 속도 수준일 만큼 상당히 빠른 것이다.