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과학과 놀자

지표 투과레이더 등으로 땅꺼짐 신호 찾죠

지난 3월 서울 강동구에서 싱크홀(땅 꺼짐) 사고가 발생했다. 지름과 깊이가 각각 20m에 달하는 대형 싱크홀이었다. 이번 싱크홀로 4개 차선이 무너졌고, 인명사고도 발생했다. 지난 3년간 서울에서만 60건 넘게 보고됐을 정도로, 최근 도심 한복판에서 싱크홀이 빈번히 발생하고 있다.싱크홀은 지하에 빈 공간이 생기면서 지반이 내려앉는 현상이다. 주로 석회암 지대에서 빗물이나 지하수에 의해 암석이 용해되며 나타난다. 빗물이 대기 중 이산화탄소를 흡수하면 약산성의 탄산을 형성하고, 이 탄산이 석회암과 반응하면서 암석이 서서히 용해되는 것이다. 이 과정에서 공동이라는 지하 공간이 생기기도 하는데, 이 공동이 점점 커지다 지반의 무게를 견디지 못하면 지반이 무너져 내리며 싱크홀이 발생한다.싱크홀은 형성 과정에 따라 용해형, 침식형, 붕괴형 등으로 나뉜다. 용해형은 빗물이 암석의 균열을 따라 서서히 스며들면서 암석을 용해해 지표면에 우묵한 함몰지를 만든다. 이런 현상은 영국 페나인산맥의 석회암 지대처럼 석회암이 넓게 분포한 지역에서 흔히 관찰된다. 침식형은 사암 등 비용해성 암석 아래에 위치한 석회암이 용해되면서 상부 암석이 서서히 침하하는 방식으로 발생한다. 붕괴형은 지하에 형성된 동굴이나 공동의 천장이 무너지면서 발생한다. 지표면이 갑자기 함몰되는 것이 붕괴형 싱크홀의 특징이다. 멕시코 유카탄반도의 이크킬 세노테는 붕괴형 싱크홀이 물로 채워져 천연 수영장처럼 변한 곳으로, 세계적 관광 명소로 유명하다.그러나 이런 싱크홀이 도로, 주택 등에서 발생하면 심각한 피해를 초래한다. 최근에는 도시화가 진행된 도심지에서도 싱크홀이 발생해 문제가

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잦아지는 싱크홀, 안전 대책 필요하다

싱크홀(sinkhole) 발생 빈도가 높아지고 있다. 국토안전관리원에 따르면 2017년부터 작년까지 5년간 1290건, 연평균 258건의 싱크홀 사고가 발생했다. 싱크홀은 석회암질 암반이 이산화탄소가 녹아 있는 빗물이나 지하수에 용해돼 지표면 아래 구멍이 생기면서 지표가 내려앉아 발생한 큰 구덩이다.석회암이나 카르스트 지형이 발달한 곳에서는 자연적인 원인으로 싱크홀이 발생한다. 그러나 최근 국내에서 자주 나타나는 도심 싱크홀은 발생 원인과 구조가 다르다.도심 싱크홀은 주로 인위적인 원인으로 발생한다. 상하수도관, 전기통신관 등 지하 시설물의 노후화와 댐, 터널, 지하 발전소 등 지하 구조물 건설에 의한 지반 함몰, 지하철 공사 등으로 인한 지하수 과다 배출 등이 원인이다.싱크홀에 대비하기 위한 기술도 개발되고 있다. 인공위성에 탑재하는 첨단 영상 레이더나 지면 투과 레이더를 활용해 싱크홀 발생을 예측하는 방법이 있다. 지표에 시추공을 뚫어 지반 온도와 주변 지하수의 수위 변화를 주기적으로 점검, 싱크홀을 탐지하기도 한다. 지하 시설물의 구조와 현황, 지질 정보, 지하수 관련 정보를 사물인터넷(IoT)으로 관리하는 지하 공간 안전관리 시스템도 동원된다.도시 개발이 과밀화하고 인프라가 늘어날수록 싱크홀 발생 위험은 높아진다. 싱크홀은 집중호우와 태풍, 지진만큼이나 위협적인 재해가 됐다. 사전 점검 시스템과 예보 체계, 사고 발생 시 안전 지침 등을 마련해야 할 때다.김재윤 생글기자(세현고 2년)