“텍사스 지진들 원인은 석유시추 수압 파쇄가 맞다”

텍사스대 학자들의 연구 결과 발표로 처음으로 공식화 … 텍사스 서부 수많은 지진들 “미약해 모르고 지나갔을 뿐”

석유 자원 채취를 위해 혈암층(shale beds)에 고압으로 액체를 주입하는 세일가스 시추 기술인 수압파쇄(fracking)가 텍사스의 지진 원인이었다는 게 텍사스 대학 연구 결과 밝혀졌다.
지난 10년간 텍사스 서부지역에서의 지진 발생률이 급증한 바 있는데, 이에 대해 수압파쇄 방식이 원인이라는 사실이 처음으로 텍사스 대학 및 남감리교대학(SMU) 연구에 의해 공식적으로 확인된 것이다.
2008년에 텍사스 지진 발생률이 눈에 띄기 시작한 이후로 과학자들과 주 규제청 및 석유 가스 회사는 한가지 사항에 공공연하게 동의한 바 있다. 수압파쇄 방식을 지진의 원인으로 거론하지 말자는 것이다.
그런데 새로운 연구에 의해 텍사스 서부 지역의 지진들이 고압 액체 및 화학물 주입의 파쇄법과 연관이 있다는 사실이 처음으로 제시된 것이다.
“그러나 수압파쇄 방식이 모든 지진의 원인은 아니다”고 텍사스대 어스틴 경제 지질학 연구 과학자 알렉산드로스 사바이디스(Alexandros Savvaidis)는 덧붙인다.
사바이디스 학자는 주가 후원하는 지질학 네트워크인 텍스네트(TexNet) 운영자로서 해당 지역에서 지진 발생 장소를 더 정확하게 꼬집어내면서 파쇄법과의 연관성을 밝혀낸 것으로 알려졌다.
지진 다발 지역은 세계에서 가장 석유 채굴이 활발한 곳이기도 했다. 2023년까지 서부 텍사스의 페르미안 세일층(Permian Basin)의 석유 생산량은 두 배로 늘어나 사우디 아라비아를 제외한 전체 OPEC 국가의 생산량을 초과할 것으로 예상된다.
이번에 지진 발생 시간과 수압파쇄 작업 시간과를 검토한 결과 지진과 해당 파쇄법과의 연관성을 밝혀낸 것으로 알려졌다.
리브스(Reeves) 카운티의 인구 1만명 도시 페코스(Pecos) 인근에서의 지진 발생은 2008년에 연 2회에서 2017년 1,400건으로 급증했다고 텍사스대 지구물리학재단 학자들의 또 다른 연구 발표가 있었다. 물론 대부분의 지진이 너무 미약해서 느끼지 못할 정도였고, 페코스 지역 주민들조차 지진이 있었는지 몰랐다고 말할 정도다.
남감리교대 지질학자이자 두번째 연구 공동 저자인 헤더 드손(Heather DeShon)은 “페르미안 세일층 전역에 걸처 석유 생산이 어떻게 펼쳐지고 있는지를 지진 발생이 거울처럼 보여주고 있는 셈이다”고 말한다.
두번째 연구 논문은 사바이디스 학자의 논문이 실린 같은 학술지에 11월 4일 출간됐다.
텍사스대 석좌교수 클리프 프롤리히(Cliff Frohlich)가 수석 연구 과학자로 구성된 학자팀들은 이 연구에서 세계 최대 지진 과민층인 이곳에서의 자료를 검토했다. 이를 위해 멀리 북한에서의 핵폭발까지 감지해내는데 사용되는 TXAR 시스템이 텍사스 라히타스(Lajitas) 지역에 SMU 연구가들에 의해 설치됐다.
이 장치로 다른 방해음에서 지진을 분리해내는 방식으로 연구가들은 지진들이 페코스 인근에서 언제 시작됐는지를 규명해낼 수 있었다. 2017년 텍스네트가 작동되기 훨씬 전인 2009년이었다는 걸 밝혀낸 것이다.

◎서부와 북부의 지진 차이= 2008년 이후로 텍사스는 소규모에서 중간 수준의 지진 급증을 보였다. 학자들은 DFW에서의 지진들이 수압파쇄법에서 나오는 폐수 처리와 관련있다고 밝혔지만 북텍사스의 지진들이 수압파쇄 자체와 연관시킨 것은 하나도 없었다.
연구가들은 서부 텍사스의 지질과 북텍사스의 지질과의 차이 때문에 지진 원인도 다를 것이라고 믿었다.
서부 텍사스의 지진들은 소규모가 대부분이어서 페코스에서 가장 큰 강도를 보인 지진은 3.7로 느껴질 정도는 됐지만 피해를 끼치기에는 약한 그런 것이었다. 그런데 석유 생산이 가중되면서 지진의 강도 또한 커지기 시작했다.
인간으로 인한 지진을 연구하는 오하이오 마이애미 대학 지질학자인 마이클 브루진스키(Michael Brudzinski)는 “대형 지진의 위험성을 줄이기 위해 수압파쇄 방식 운영자들이 주입 수량에 대해 신경을 썼던 게 분명하다”고 말했다.
또한 지진 피해 위험을 줄이기 위해 일부 회사들은 자사 소유의 지진 감지기를 설치해 작은 지진이 발생하면 즉각 파쇄 운영자에게 경고를 보내는 모니터 시스템을 활용하기도 했다는 것이다.
석유 및 가스에 대해 규제하는 기관인 텍사스 철도국(Railroad Commission)은 2014년에 폐수처리를 규제하는 새로운 지침을 시행한 뒤로 유전에 대해 더욱 면밀하게 모니터하기 시작했다.
역사적으로 지진 발생 지역인 곳에서는 수압 주입 1일 최대 압력과 분량을 줄이도록 운영자들에게 요구했고, 그 기록 또한 월 단위가 아닌 일 단위로 하도록 했다.
철도국 지진학자인 아론 벨라스코(Aaron Velasco)는 “철도국 직원들은 우리 정책 및 절차에 가장 적절한 과학에 근거해 학문적 학자 및 산업계 전문가들과 함께 작업을 했다”고 말한다.
지난 12일(화) 회사들, 규제청, 연방 학자 및 학문적 과학자들이 달라스에서 열린 산업체 후원사 워크샵에 모여 인간이 야기한 지진에 관한 최근 연구에 대해 공유하는 시간을 가졌다.
연구가들은 느껴질 정도의 지진의 크기를 어떻게 촉발하는지에 대해서는 여전히 수수께끼라고 말한다. 액체 주입의 압력은 근처 지층에까지 퍼져 지층 파괴를 야기할 수도 있다. 동일한 압력은 물리적으로 암반을 움직여 고무줄처럼 밀고 당길 수 있는 힘이다.
이 ‘탄성’은 암반 사이를 뚫고 진전해 마침내 지층에 이르면 한쪽을 밀어내 지진이 발생한다는 것.
북텍사스에서 운영자들은 폐수를 서부 텍사스에서보다 더 깊이 주입해 석유와 가스를 품고 있는 암석층 아래까지 주입했다.
그런데 서부 텍사스에서는 반대였다. 폐수를 수압파쇄가 이뤄지는 곳보다 위에 폐기했던 것.
이런 차이 때문에 지진 원인의 차이가 발생할 수도 있다는 설명이다. 더 깊숙한 곳의 오래된 암석층은 더 많은 강도를 축적해서 더 많은 에너지를 발산할 수도 있다고 브루진스키 학자는 지적한다.
폐수 처리 및 다른 요소들이 서부 텍사스의 지진에 영향을 줬을 수 있다고 그는 덧붙였다.
과학자들은 파쇄법이 폐수 주입보다 지진 위험이 덜 하다고 믿고 있다. 미국에서 파쇄로 인한 가장 큰 지진은 3-4도인 반면 폐수 주입으로 인한 가장 큰 지진의 강도는 5.8로 2016년 오클라호마 포니(Pawnee)에서 발생해 건물 등에 상당한 피해를 준 것이었다고 브루진스크 학자는 말한다.

◎지역 주민들의 반응= 페코스 지역 주민들은 지진에 의해 고통을 받은 바가 없다고 말한다. 페코스에서 중학교 교사를 역임한 요엘 차베스(Joel Chavez) 씨는 처음에 지진 때문에 신경을 썼지만 사바이디스와 같은 과학자들이 와서 모니터 장치를 설치한 뒤로는 안심했다고 말한다.
그리고 시간이 지나면서 경제 개발이 지속됐고 타운 역시 번창하게 되면서 지진에 대한 우려는 묻히고 말았다는 것이다.
페코스에서 40마일 떨어진 발모르히(Balmorhea)에서 엘 오소 플로요 라지(El Oso Flojo Lodge)를 운영하는 요엘 마드리드(Joel Madrid) 씨는 지진을 전혀 느낀 적이 없어서 이에 대한 것을 가짜 뉴스로 여겼다고 말한다.
“라디오에서 사람들이 지진을 느꼈다고 말하는 걸 들었지만 나는 내가 느끼고, 듣고, 보지 않은 이상 뜬소문으로 여겼다.”
그는 해당 지역에 석유 및 가스 개발이 호황을 이뤘다고 말한다.
“너무 좋았다. 나는 사업가다. 더 많은 활동이 있을수룩 더 많은 돈을 벌게 된다. 이처럼 작은 도시에 더 많은 사업이 들어서게 하는 일이다. 그러니 더 많은 그런 일이 있기를 바란다.” <이준열 기자>

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