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읽을수록 심장이 쫄깃쫄깃
인류를 위협하는 자연재해와 우주 현상을
‘지구과학의 눈’으로 탐험한다!

2023년 9월 7일 모로코에서 지진 규모 7.4의 강진이 발생한 데 이어, 4일 후인 11일에는 리비아에서 대홍수가 일어나 1만 1,300명의 사망자를 냈다. 하와이섬 킬라우에아 화산에서는 하루 약 320차례에 걸친 지진이 발생했는가 하면(2023.10.4), 일본 태평양 연안 곳곳에서는 원인 불분명의 쓰나미가 관측되고 있다(2023.10.9.). 동남아 쪽 해상에서는 ‘가을 태풍’ 볼라벤 발생했으며(2023.10.7), 연이은 폭풍으로 그리스 마을 전체가 물에 잠겼다.(2023.9.28), 하루가 멀다 하고 인류를 공포로 몰아넣는 자연재해 소식은 이제 지구촌 어디에도 안전지대가 없다는 반증이기도 하다.

청소년과 교사, 일반인에게 흥미롭고 쓸모 있는 과학지식을 가르치는 과학 교육자 사마키 다케오가 《재밌어서 밤새 읽는 지구과학》 이후 10년 만에 무섭고 놀라운 지구과학의 세계를 다룬 화제작 《무섭지만 재밌어서 밤새 읽는 지구과학》으로 독자들을 다시 찾아왔다.
지진과 화산 폭발 등의 무시무시한 자연재해와 기록적인 한파 및 역대급 폭염·폭우 등의 공포스러운 기상 이변, 거기다 천체와 지구의 충돌 위협까지 인류를 멸망 위기로 몰아넣을 수도 있는 주제를 지구과학의 눈으로 탐험한다.
지구는 굉장히 역동적이어서 곳곳에서 매우 다양한 종류의 자연재해가 일어나고 있다. 그러나 자연재해는 언제 어디서 발생할지 예측하기 어렵기 때문에 전 지구인들을 더욱 무서운 상황에 빠뜨리곤 한다. 지진에서 다소 자유로웠던 우리나라도 최근 지진이 자주 발생하면서 사회적인 인식과 관심이 크게 변화하고 있다.
이 책은 지진과 화산 등 자연재해가 자주 발생하는 일본의 대표적 재해 사례와 그들이 시도하는 있는 방재 및 관측 시스템을 소개함으로써 우리가 재해에 어떻게 대비해야 할지 알려준다. 특히 이 책에 나오는 일본의 재해 사례를 살펴보는 것이 의미가 있는 이유는 이제 우리나라도 더 이상 재해 안전지대가 아니기 때문이다. 물론 내용의 특성상 일본의 지명이나 용어들이 자주 등장해 낯설기도 하지만, 그 낯섦을 걷어내고 읽다 보면 자연재해가 일어나는 메커니즘을 잘 이해할 수 있게 되고, 일본의 사례를 통해 우리가 가야 할 방향을 찾을 수 있을 것이다. 일본이 어떻게 재해를 극복하고 대책을 마련했는지 이해하고 사전에 충분한 대책을 세워 마주한다면 재해에 대한 막연한 공포감은 어느 정도 완화될 것이다.
마침 일본 후쿠시마 원전의 방사능 오염수 방류 문제가 화제가 되고 있는 요즘, 이 책을 통해 후쿠시마 원전 사고의 원인인 2011년 동일본 대지진과 원전 사고 발생 과정도 자세히 살펴볼 수 있다.


과연 인류는 압도적인 자연재해의 위력 앞에
어떤 생존전략을 세워야 할까

이 책은 5장 전체에 걸쳐 현재 두려움의 대상이 되고 있는 자연재해의 다양한 사례를 다룬다. 그러나 두려워하는 것에서 그치면 재해를 제대로 마주할 수 없다. 그 원리를 이해하고 거기에 맞는 방재 대책을 마련하는 것이 무엇보다 중요하다. 저자는 지구과학의 관점에서 수많은 자연재해가 일어나는 원리에 대해 알기 쉽게 설명할 뿐만 아니라 풍부한 그림과 도표를 함께 실어 초보자의 이해를 돕는다.
지구의 표면은 20개의 거대한 판으로 이루어져 있으며, 지진도 이 판의 움직임과 밀접한 관계가 있다. 지진으로 수많은 건물이 무너지는 원인은 땅의 흔들림으로 지반이 액체처럼 흘러내리는 액상화 현상 때문이고, 화산 폭발의 한 현상인 화쇄류가 용암류보다 더 공포스러운 것은 시속 100킬로미터 이상의 속도로 사람과 건물을 덮치기 때문이다. 그렇다면 대규모 재해를 불러오는 폭탄 온대 저기압과 기온 상승으로 인한 열사병의 공포는 어떤가. 기록적인 한파와 더 잦은 홍수와 가뭄으로 지구촌 곳곳이 몸살을 앓는 것은 지구의 자연 변동 때문일까, 아니면 지구 온난화 때문일까? 그뿐인가. 약 4,000개나 되는 지구 근방 소행성과 지구의 충돌 가능성은 얼마나 되며, 초신성 폭발로 방출된 감마선과 초강력 태양 폭풍 태양 플레어가 지구인들에게 미치는 영향은 과연 어느 정도일까?
무섭고 때로는 섬뜩한 이야기로 가득하지만, 그 수수께끼들을 풀어가는 재미 또한 이 책이 가진 묘미다.


재해도 불러오지만 인간의 필요도 제공하는 역동적인 지구,
지구의 참모습을 이해하면 재해의 공포도 극복된다!

지진은 대부분 아무런 전조 없이 일어나며, 대지진은 수많은 사망자를 낸다. 게다가 교통망이나 수도 전기 등의 라이프라인과 통신 네트워크 단절로 인한 사회적 피해도 헤아릴 수 없을 만큼 크다.
이렇게 엄청난 재해를 불러오는 지진이지만, 사실 지진은 육지와 바다를 형성해온 지각 변동의 한 부분이기도 하다. 오랫동안 대지진이 반복되면서 산들이 높아지고, 그 산들이 침식되어 낮은 곳으로 운반된 토사를 쌓으면서 평야와 만이 만들어졌다. 이 지각 변동은 지금도 계속되고 있다. 매년 찾아오는 태풍도 마찬가지다. 태풍으로 인한 강수량이 연간 강수량의 3분의 1을 차지하는 것으로 추산되는데, 만약 태풍이 사라진다면 각 나라는 물 부족에 시달릴 것이다.
이처럼 지구의 역동적인 모습을 지구과학의 눈으로 바라보면 자연재해도 우리 지구에 필요한 과정임을 이해하게 된다.
우리가 잠든 사이 지진이 발생해 건물이 흔들리거나, 집중 호우로 집이 잠길 수도 있다. 무섭다. 이런 재해에 대한 공포심을 극복하는 방법은 자연재해에 대해 잘 아는 길뿐이다. 이 책이 그 길을 안내할 것이다.

머리말
감수의 글

1장 지진의 공포가 끊이지 않는 지구촌
1960년 칠레지진, 관측 이래 가장 큰 규모 기록
지진이 많이 일어나는 지역의 특징은?
일본 관측 역사상 최초로 진도 7을 기록한 효고현 남부 지진
큰 규모의 여진이 수없이 반복된 니가타현 주에쓰 대지진
엄청난 쓰나미로 후쿠시마 원전 사고를 일으킨 동일본 대지진
- [칼럼] 사라진 해변 마을, 침묵에 빠진 산골 마을을 둘러본 후기
일곱 번의 강진과 2,000번의 여진을 기록한 구마모토 지진
대도시에서 진도 7 이상의 대지진이 일어난다면?
지진으로 건물이 기울어지는 지반 액상화의 공포
쓰나미가 파랑이나 해일보다 더 공포스러운 이유는?
‘활성 단층’ 위에 건설된 원자력 발전소가 있다!?

2장 불을 내뿜는 화산 폭발의 공포
한시도 감시를 게을리할 수 없는 활화산과 화산대
생명을 위협하는 화산 재해와 칼데라 대분화
공포의 고속 화쇄류가 사람을 덮친 화산 폭발
갑작스러운 분화로 최악의 재해 남긴 화산 폭발
화산 분화를 미리 아는 것은 불가능한가?
만약 일본 최대 화산 후지산이 대분화를 일으킨다면?

3장 인류를 위협하는 기상 이변과 기상 재해
우리가 사는 현재가 빙하 시대라고?
역대급 폭염과 기록적인 한파 등 이상 기후의 공포
도시화와 무분별한 개발로 기상 재해의 양상 변화
겨울에서 봄 사이 대규모 재해를 불러오는 폭탄 온대 저기압
강풍, 호우, 폭풍해일을 동반하는 태풍
지구 온난화와 기온 상승으로 인한 열사병 증가의 우려
눈을 보기 힘든 태평양 연안에 폭설이 내리면 생기는 일
미래에 용오름이 증가할 것으로 예상되는 이유
벼락과 번개가 잦은 지역은 따로 있다!?
호우 재해에서 벗어날 길은 없는가?

4장 재해를 막기 위한 다방면의 노력들
지진에 약한 지반, 지진에 강한 지반
대지진이 일어나면 가장 먼저 해야 할 일은?
‘쓰나미 각자도생’, ‘볏가리의 불’은 무슨 말일까?
재해 예상 지역을 알고 싶다면 해저드맵을 활용하자
재해 발생 시 알아두면 유용한 인터넷 활용법
대규모 재해로 정전이 발생했을 때 슬기로운 대처법은?
재해 생존전략 중 가장 중요한 것은 안전한 물 확보
과거의 교훈을 바탕으로 더욱 강화된 지진 관측
접근이 어려운 화산 분화는 어떻게 관측할까?
기상 관측이 일기예보에만 필요하다는 생각은 버려!

5장 우주와 지구에서 벌어지는 등골 오싹한 이야기
현재 지구자기장의 상태가 심상찮다!?
화산 대분화가 불러오는 한랭화와 핵겨울 시나리오
이상 기후의 원인이 지구 온난화 때문일까?
오존 구멍 확대와 유해 자외선 문제는 해결되었나?
해류의 변동이 이상 기후를 일으킨다?
역사를 움직인 엘니뇨와 라니냐 현상
지구 충돌 전에 소행성 궤도 변경이 가능할까?
초신성 폭발로 방출된 감마선이 지구를 직격한다면?
통신과 위성 고장 일으키는 초강력 태양 폭풍

맺음말
참고문헌
함께한 집필진

많은 사람이 잠든 시간대에 지진이 발생한 탓에 강한 흔들림으로 무너지기 시작한 집에서 재빨리 빠져나온 사람들은 목숨을 구할 수 있었지만 그렇지 못한 사람들은 무너진 건물에 깔려 목숨을 잃었다. 그 결과 무너진 건물로 인한 압사가 사망 원인의 77퍼센트를 차지했다.
〈일본 관측 역사상 최초로 진도 7을 기록한 효고현 남부 지진〉

원자력 발전소는 핵분열 반응을 ‘멈추고’, 연료를 ‘식히며’, 방사성 물질을 ‘가두는’ 방법으로 유사시에도 안전을 확보할 수 있도록 설계되어 있다. 그러나 원자로 여섯 기가 있었던 도쿄 전력 후쿠시마 제1원자력 발전소에서는 이 지진과 지진으로 발생한 쓰나미로 인해 ‘식힌다’와 ‘가둔다’라는 기능이 작동하지 않게 되었고, 그 결과 중대한 사고로 이어졌다.
〈엄청난 쓰나미로 후쿠시마 원전 사고를 일으킨 동일본 대지진〉

고속도로에서는 도로가 마치 살아 있는 생물처럼 꿈틀거리며, 이 때문에 자동차가 공중에 떴다가 측벽이나 다른 자동차와 충돌한다. 내진 설계가 안 된 부분에서는 교각이 파괴되어 고가도로가 낙하하는 사태도 일어날 수 있다. 전철도 곳곳에서 바퀴가 공중에 뜨거나 탈선해 쓰러지며, 고속철도도 빠른 속도로 달리는 까닭에 큰 피해를 입는다.
〈대도시에서 진도 7 이상의 대지진이 일어난다면?〉

쓰나미도 파랑도 해일도 전부 높은 파도임에는 틀림이 없다. 다만 파랑이나 해일은 바다의 표면에서 일어나는 현상인 데 비해 쓰나미는 해저에서부터 해면까지 바닷물 전체가 짧은 시간에 변동하면서 그것이 주위에 물결의 형태로 퍼져 나가는 현상이다. 이처럼 파랑이나 해일에 비해 쓰나미가 지닌 에너지가 압도적으로 큰 까닭에 커다란 피해를 불러오는 것이다.
〈쓰나미가 파랑이나 해일보다 더 공포스러운 이유는?〉

지진 가능성이 있는 곳에 위치한 원자력 발전소는 특히 안전성이 요구된다. 원자력 발전소는 물론이고, 불특정 다수가 이용하는 학교나 병원 등도 활성 단층 바로 위에는 짓지 못하도록 법으로 금지해야 한다.
〈‘활성 단층’ 위에 건설된 원자력 발전소가 있다!?〉

화산 분화가 일어날 때는 용암이나 화산재 같은 화산 분출물이 흘러나오는 까닭에 반드시 주변에서 인지할 수 있다. 그렇다면 그런 화산 분출물은 소리 없이 조용히 나올까? 그렇지 않다. 지하 깊은 곳에서부터 천천히 또는 갑자기 화산 분출물의 근원인 마그마가 올라올 때는 어떤 징조를 발견할 수 있다. 요컨대 그 징조를 포착하고 그것이 과거의 화산 분화와 시간적ㆍ공간적으로 어떤 관련이 있는지 알게 된다면 분화를 예지할 수 있다.
〈화산 분화를 미리 아는 것은 불가능한가?〉

간빙기는 하나같이 1만 년 정도 이어졌으며, 그 후 다시 한랭화되어 빙기가 시작되었다. 지금의 간빙기는 이미 1만 년이 경과했기에 언제 빙기로 되돌아갈지 알 수 없는 상황이다. 현재 세계는 인간의 활동에서 비롯된 지구 온난화로 기온이 상승하지 않을까 걱정하고 있지만, 조만간 지구의 자연 변동에 따른 기온 하강으로 고민하게 될지도 모른다.
〈우리가 사는 현재가 빙하 시대라고?〉

이상 기후를 일으키는 원인은 무엇일까? 비정상적인 일이 일어나는 것이므로 지구의 대기나 태양에 무엇인가 지금까지와는 다른 이상한 일이 일어났기 때문이라고 생각하는 사람도 있을지 모른다. 그러나 이상 기후의 원인을 하나하나 분석해 보면 대부분은 지구의 기후 메커니즘이 본래 지니고 있는 진동과 같은 성질, 즉 흔들림(요동)과 관련이 있다. 이런 요소를 ‘자연 변동’이라 부른다.
〈역대급 폭염과 기록적인 한파 등 이상 기후의 공포〉

짧은 시간 동안 좁은 지역에 위협적인 폭우를 쏟아붓는 도시형 게릴라 호우는 열섬 현상이 주요 원인으로 분석되고 있다. 게릴라 호우는 습한 공기가 흘러들어 오는 시기나 태평양 고기압
이 약해져 상공에 찬 기운이 유입되어 대기가 불안정해지는 8월 중순에 많이 발생한다.
〈호우 재해에서 벗어날 길은 없는가?〉

직하형 대형 지진의 경우는 긴급 지진 속보(지진 조기 경보 시스템)가 지진 발생과 거의 동시에 발령되거나 발령 시각을 놓칠 가능성이 있다. 이러한 때 사전에 대비한다는 것은 불가능하므로 그 자리에서 취해야 할 행동 가운데 가장 중요한 것은 자신의 생명을 지키는 것이다.
〈대지진이 일어나면 가장 먼저 해야 할 일은?〉

5,000메가톤의 핵무기 가운데 20퍼센트가 도시 또는 산업 지대를 목표로 발사되고 그중 57퍼센트가 지표면 근처에서 폭발한다고 가정하면 약 3주 후에는 기온이 영하 20도 이하로 떨어지며, 영하의 기온이 3개월 이상 계속될 것이라고 한다. 또한 100메가톤의 핵무기를 도시나 산업 지대를 목표로 사용했을 때도 같은 일이 일어날 것으로 예측된다. 그리고 핵겨울로 인한 한랭화와 식량 부족으로 목숨을 잃는 사람은 전 세계에서 10억~40억 명에 이를 것으로 추정되었다.
〈화산 대분화가 불러오는 한랭화와 핵겨울 시나리오〉

엘니뇨는 세계 각지의 날씨에 영향을 끼치는 것으로 알려져 있는데, 최근의 연구에 따르면 1789~1793년에 강력한 엘니뇨 현상이 일어났다. 당시 유럽에서는 밀 농사의 흉작으로 많은 사람이 굶주림에 시달렸고, 굶주림을 참지 못한 프랑스 국민들이 들고 일어나면서 프랑스 혁명이 시작되었다. 프랑스 혁명 발발의 마지막 도화선이 엘니뇨였는지도 모른다.
〈역사를 움직인 엘니뇨와 라니냐 현상〉

항성이 초신성 폭발을 일으키면 충격파가 발생해 항성을 구성하고 있는 원소가 우주 공간으로 방출된다. 이 충격파는 수십 광년 떨어진 곳까지 퍼지는 것으로 추정되고 있다. 그리고 이와 동시에 강력한 방사선인 ‘감마선’을 대량으로 방출하는데, ‘감마선 폭발’이라고 부르는 이 현상은 매우 위험한 우주 재해를 불러온다. 감마선 폭발의 위력은 굉장해서 초신성 폭발을 일으킨 항성으로부터 50광년 이내에 위치한 행성에 사는 생명체에 괴멸적인 타격을 줄 것으로 예상된다.
〈초신성 폭발로 방출된 감마선이 지구를 직격한다면?〉