[천안함 ‘끝나지 않은 진실’] 민군합조단의 지진파 분석 문제점

▲김소구 한국지진연구소장이 지난 22일 천안함 침몰의 원인은 수중폭발이며 폭발체는 북한 어뢰가 아니라 해군이 설치했다 

버려둔 기뢰일 가능성이 높다는 연구 논문의 내용과 분석 과정을 설명하고 있다. 오철우 기자 cheolwoo@hani.co.kr 

합조단 주장 폭약 250㎏의 버블주기

스스로 밝힌 1.1초 크게 넘어 안맞아 

천안함 민군합동조사단의 최종 조사보고서에 대한 또다른 근본적인 의문이 제기됐다. 그동안에도 숱한 의혹과 논쟁이 있었지만 김소구 박사의 문제제기는 지구물리학 분야 원로과학자의 과학적인 학술논문이라는 점에서 그 무게와 의미가 다르다.

앞서 두 재미 한국인 과학자 안수명·김광섭 박사의 문제제기(<한겨레> 6월23일치) 가운데 김광섭 박사는 1번 어뢰 흡착물 분석에서 가장 중요한 것은 버블 온도라며 이를 밝혀낸 논문을 내놓았다면, 김소구 박사는 수중폭발에서의 버블 주기를 밝혀내 폭약 규모 및 수심 그리고 지진 규모를 밝혀냈다고 할 수 있다.

김광섭 박사는 앞서 합조단의 주장대로 흡착물질을 비결정질 산화알루미늄이라고 한다면 그것은 어뢰의 수중폭발에 의해 나오는 것이 아니므로 스스로 어뢰설을 부정하는 자가당착에 빠진다고 밝힌 바 있다. 마찬가지로 김소구 박사는 합조단이 보고서에서 밝힌 대로 지진파의 규모가 1.5(홍태경 연세대 지구물리학 교수의 경우 1.46)라면 폭약의 규모가 20~30㎏에 불과한 것이 되기에 이 정도의 폭발로는 천안함은 침몰할 수 없다는 결론이 나온다는 것이다. 또한 합조단이 주장하는 대로 폭약 규모를 250㎏으로 상정하게 되면 버블 주기가 합조단 스스로 보고서에서 밝힌 버블 주기 1.1을 크게 넘어서므로 모순된다는 것이다. 한마디로 김광섭 박사가 흡착물질 분석에서 지적한 것과 마찬가지로 합조단의 지진파 분석은 스스로를 부정하는 결론에 이른다는 것이다.

우선 합조단의 보고서는, 한국지질자원연구원의 지진파와 공중음파의 자료를 분석한 결과 지진파는 4곳에서 지진 규모 1.5로 감지되었으며, 공중음파는 11곳에서 1.1초 간격으로 2개의 음향 파동 주기가 감지되었다고 밝히고 있다. 보고서 134쪽(그림 3장 5-3)에 따르면 이런 측정 데이터를 근거로 윌리스 공식을 적용해 지진 규모 1.5, 버블주기 1.1 곡선상에서 폭약 규모와 폭발 위치(수심)의 상관관계를 측정한 시뮬레이션 결과를 내놓았다. 여기서 두가지 유의미한 결과가 얻어진다. 하나는 수심 9m에서는 폭약 규모 250㎏의 폭발이, 수심 5m에서는 폭약 규모 136㎏의 폭발이 있었다는 것이다.

합조단은 이 가운데 수심 9m 폭약량 250㎏이 이미 수중폭발 관련 내충격에 대한 모델링 및 시뮬레이션 결과(선저 외판 디싱 현상에 대한 계측치와 선체면 변형 유한요소 전산해석)에 의해 얻어진 결과와 거의 일치한다고 보고 이를 채택했다. 합조단은 이 내충격 시뮬레이션을 통해 천안함은 폭약 규모 250㎏(오차 범위 50㎏)에 수심 6~9m 가스터빈실 좌현 3m의 폭발에 의해 침몰했다는 분석결과를 얻었기 때문이다.(보고서 135쪽)

그러나 김소구 박사가 강조하고 있고, 많은 외국 연구논문들이 보여주는 것은 같은 규모의 폭약과 동일한 수심(지하)에서 폭발할 경우 수중에서 폭발할 때의 지진 규모는 육상(해저)에서의 폭발보다 지진 규모가 항상 크다는 것이다. 그 이유는 육상에서의 폭발은 암석 토양 등을 이동시키면서 에너지의 전달이 감소되면서 실제 에너지보다 작은 지진파로 나타나는 반면, 수중에서는 폭발에너지(버블젯 등)가 주위 매체에 잘 전달되고 수면반사를 통해서 대부분의 에너지가 아래위로 향해 훨씬 효율적으로 지진파를 발생시키기 때문이다. 그럼에도 합조단은 이를 고려하지 않은 채 육상에서의 폭발에 적용하는 지진파로 분석한 것이다.

예컨대 합조단은 250㎏의 폭약이 수심 9m에서 폭발했다며 지진 규모는 1.5였다고 발표했다. 그러나 김 박사의 연구에 따르면 그 절반 정도인 136㎏의 폭약이 수심 8m에서 폭발했는데도 지진 규모는 훨씬 큰 2.04로 나타났으며 이것이 수중폭발에서의 지진 규모에 더 부합한다는 것이다. 김 박사는 합조단의 지진 규모라면 20~30㎏의 폭약이 그 정도의 수심에서 폭발하면 된다는 것이다. 그렇다면 합조단이 말하듯이 지진규모 1.5라는 데이터로는 250㎏ 폭약의 북한 1번 어뢰가 천안함을 침몰시켰다는 주장을 할 수 없게 되는 것이다.

강태호 기자 kankan1@hani.co.kr