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[강익범 연구정보]

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18세기 지진학자 [2008. 1. 31]
이름 강익범
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18세기 - 19세기 근대 지진학 공헌자

   

   지진이 런던에서 1750년 2월 8일에 발생하였다. 이 런던지진은 집안의 창문과 가구가 흔들릴 정도의 중규모의 지진으로 대다수의 런던시민들이 대지가 갑자기 좌우상하로 크게 움직이는데에 놀라 거리로 뛰쳐나왔으며 영국 지진의 해로 알려지게 만들 정도로 커다란 사건이었다. 1755년 11월 1일 오전 9시 40분 토요일 아침 화창한 날씨에 엄청난 대규모의 지진이 발생하여 유럽의 관문이며 주요항구인 포르투갈의 수도 리스본이 초토화되었다. 미국에서도 리스본 대지진 발생후 겨우 17일 후인 1755년 11월 17일 후인 1755년 11월 18일 새벽, 사망자는 없었으나 일련의 강한 지진이 매사추세추주의 주도인 보스턴에서 발생하였다. 이 지진은 보스톤 뿐만이 아니라 캐나다의 노바스코시아로부터 미국의 사우드 캐롤라이나 주에 이르는 북미 동부 해안에 미쳐 대지를 상하좌우로 뒤흔들었던 것이다. 인명피해는 없었으나 보스턴에서는 약 1500개의 굴뚝이 파괴되고 적조건물들은 균열이 생기거나 일부 벽돌이 허물어져 내렸다. 남겨진 기록에 보면 대지의 흔들림이 마치 바다의 물결과 같이 흔들렸으며 주민들이 공포에 몸을 부들부들 떨었다고 적혀있었다. 이와 같이 1750년 런던지진, 1755년에는 포르투갈의 리스본 지진, 미국 보스톤 지진등 일련의 강력한 지진을 경험한 이후 지진학에 큰 영향을 끼치고 중요한 공헌을 한 과학자들이 나타나는데 이들이 미국의 존 윈드로프와 영국의 존 미첼, 존 밀론, 아일랜드의 말레트등 이다.

 

미국 존 윈드로프

   미국 천문학자 존 윈드로프 4세는 미국 하바드대 수학과 교수였으며 활동적이고 재능있는 과학자이었다. 1755년 11월 보스턴 지진 발생시 윈드로프 교수는 손목시계와 탁상시계를 비교 탁상시계는 지진으로 인하여 시간이 멎어 있었으나 손목시계는 제대로 작동하였으며 탁상시계와는 약간의 시간 차이가 있었다. 또한 윈드로프 교수는 굴뚝에서 떨어져 내리는 벽돌의 위치에 주목하여 벽돌이 바닥으로 낙하하면서 소요되는 시간을 계산하고 낙하 지점까지의 거리를 재고, 속도를 구했다. 집안에서는 열쇠가 이동하였는데 이러한 열쇠의 이동 방향을 근거로 지진원을 추정하였다. 지진원을 추정하는 관계를 유도한 것은 그가 최초이었으며 여진을 관찰하였으며 지진을 파동현상으로 설명한 탁월한 관찰을 보여주었다. 1세기가 지난 후 지진동의 파동적 특징은 지진 연구의 중심 연구테마가 되었다.


영국 존 미첼

   케임브리지 대학강사 및 성 보톨프 교회 교구목사인 영국의 존 미첼은 1760년 지진에 관한 논문을 발표했는데 그의 논문에서 지진의 기본적인 진동을 해석하였고 지진의 가장 본질적인 특징 즉 지진동의 성질에 대하여 많은 연구를 하였다. 미첼은 지진파의 속도는 거리가 다른 지점에 도착하는 도달 시각으로 결정된다고 보고 최초로 지진파 속도를 계산하였다. 미첼이 지진의 진앙지를 결정할 때 실용적인 방법을 이용하여 계산하는등 지진학 발전에 큰 업적을 남기었다. 그는 다양한 장소에서 관측된 지진파 전파방향을 기입하여 연장선을 그린후 연장선의 교차점에서 진앙지를 정확하게 파악할수 있으리라고 판단하였다. 그러나 미첼은 1755년 리스본 대지진에 나타난 엄청난 인적 물리적 피해를 통해 집중적으로 지진연구에 몰두 하였으나 그후 천문학 연구로 돌아간 이후에는 지진학 연구로 다시 돌아오지 않았다.


아일랜드 로버트 말레트

    지진학을 다음단계로 비약적으로 발전시킨 사람은 아일랜드인 로봇 말레트였다. 지진으로 피해를 입은 이태리 칼라브리아의 돌기둥 그림을 설명하는 과정에서 현장 경험이 풍부한 말레트는 기둥이 비틀어진데 대한 원인에 대해 설명을 시도하였으나 실패하고 그이후 지진 연구를 시작하였다. 그 후 20년간 말레트는 지진 관련 문서를 수집하고 이를 토대로 지진 카탈로그를 만들었는데 이 카탈로그는 당시로서는 지진에 관하여 가장 체계적이고 카탈로그가 되었다. 약 7000회의 지진 자료를 토대로 지진발생 장소, 시간, 여진횟수, 지진전파방향 및 지속시간등을 table로 만들었다. 또한 말레트는 세계지도 위에 지진발생 위치 표시하는 방법으로 세계 지진도를 작성하였는데 이러한 세계지진도는 지구에서 어디가 지진이 자주 발생하는 지역인지를 명확하게 보여주게 되었고 많은 지진학자들에게 지진활동이 한정된 지역에서 활발하게 발생하는 원인이 무엇인지에 대해 연구를 할 수 있게 한 계기를 만들어 주었다. 말레트는 또한 지진파의 속도를 측정하는 실험 장치를 설계하였고 인공지진을 발생시켜 이를 이용하기도 하였으며 지진파는 진행파가 다른 매질 속을 통과할 때마다 속도가 달라진다는 중요한 사실을 발견하기도 하였다. 그러나 지진학에 있어서 말레트의 가장 위대한 업적이라고 하면 등진도도를 작성하였던 것이다. 그는 지진의 피해 정도를 4계급으로 분류하여 진도 계급을 결정한 후에 피해 지역 지도 위에 피해 정도가 거의 같은 지역을 에워싸는 선 등진도선을 그려 보는 방법으로 등진도도를 작성하였다. 그려진 등진도선은 거의 원형을 이루고, 가장 안쪽 선은 지진동이 가장 심했던 지점을 나타내며 지진의 진원을 보여 주고 있었다. 말레트는 지진은 탄성압축에 의한 파동현상으로 지구내부에 있는 탄성 물질이 압축에 의해 갑자기 구부러지거나, 깨질 때 발생한다고 설파하였는데 이는 근대 지진학이론을 정립하는데 크게 기여하였다.



영국 존 밀른

   지진을 기록하기 위한 계기의 필요성이 점차 증대하게 되는데 이러한 계기를 고안할 수 있게 만든 것은 영국 지질학자 존 밀른의 공헌이다. 지질학자인 존 밀른은 산업화된 유럽의 교사를 초빙하였던 일본에 1876년초  교사로 부임하게 되었다. 거기서 일본이 지진이 자주 발생한다는 사실을 알게 되었으며 지진 연구에 많은 시간을 할애하게 된다. 그가 제작한 지진계는 대지의 움직임을 상하동, 전후동, 좌우동의 세 성분으로 나누어서 기록할 수 있는 최초의 3성분기록계로 1개의 드럼에 감겨 있는 검정 종이 위에 동시에 3성분을 동시에 기록해 나가는 방식으로 드럼은 시계 추로 회전하게 되고 한 번에 24시간의 지진기록을 얻을 수 있도록 고안되었다. 밀른은 종이 대신에 감광지를 사용하여 기록 사진을 찍을 수 있도록 장치를 개량했는데 수년 내에 밀른식 지진계의 우수성에 의해 전세계의 지진학자들에 의해 일반적인 지진계로 사용되게 되었다. 이러한 3성분을 기록할수 있는 밀른식 지진계로 인하여 지진파를 종파 및 횡파로 분류할수 있었으며 서로 다른 성질을 가지고 전파된다는 것을 밝혀낼 수 있었다. 그리고 지진기록을 더욱 면밀히 연구함으로써 최초의 종파의 도착시간과 늦게 도착하는 횡파가 도착하는 시간차가 크면 클수록 지진은 먼 곳에서 발생된다는 새로운 사실도 발견했다. 또한 만약 세 곳의 서로 다른 장소에 있는 관측소가 각각 진앙 거리를 추정하면 간단한 기하학으로 진앙의 위치를 판정할 수 있다고 추론하여 진앙지를 결정하는 방법을 고안하였다. 

   

   근대 지진학에 많은 업적을 끼친 이러한 과학자들의 연구업적과 과제를 앞으로 후학의 지진학자들이 이를 계승 발전시켜 나가야 할것이다.

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