[국내논문]한반도 내의 전도성 구조를 고려한 3파원 지자기 모델링 및 차이 지시자의 적용 The 3-D Geomagnetic Induction Modeling and the Application of Difference Arrow Considering with Conductivity Structures on the Korean Peninsula원문보기
기존의 연구에서 제안된 한반도내의 전도성 구조를 정량적으로 해석하기 위해 전도성 구조를 고려한 3차원 지자기모델링을 수행하였다. 모델링 결과는 관측 유도 지시자를 잘 설명하며, 모델에서 설정된 임진강 벨트와 옥천대의 전도도 구조에 대한 가정이 유의미함을 보여주고 있다. 한반도의 서중부 관측점들(YIN, ICHN)은 임진강 벨트의 영향을 반영하는 것으로 보이며, 한반도 서남부의 관측점들(HNS, CHY, DZN, MWN)은 옥천대의 영향을 반영하는 것으로 보인다. 관측 유도 지시자로부터 해양효과를 제거한 차이 지시자를 계산하였는데, 한반도 서부의 관측점들은 주기 60분에서 관측 유도 지시자와 큰 차이를 보이지 않았고 특히 YIN, ICHN은 주기 10분부터 동일한 양상을 보여 주고 있는데 이러한 결과는 옥천대와 임진강 벨트가 심부까지 확장된 전도성 구조라는 가설을 지지한다.
기존의 연구에서 제안된 한반도내의 전도성 구조를 정량적으로 해석하기 위해 전도성 구조를 고려한 3차원 지자기 모델링을 수행하였다. 모델링 결과는 관측 유도 지시자를 잘 설명하며, 모델에서 설정된 임진강 벨트와 옥천대의 전도도 구조에 대한 가정이 유의미함을 보여주고 있다. 한반도의 서중부 관측점들(YIN, ICHN)은 임진강 벨트의 영향을 반영하는 것으로 보이며, 한반도 서남부의 관측점들(HNS, CHY, DZN, MWN)은 옥천대의 영향을 반영하는 것으로 보인다. 관측 유도 지시자로부터 해양효과를 제거한 차이 지시자를 계산하였는데, 한반도 서부의 관측점들은 주기 60분에서 관측 유도 지시자와 큰 차이를 보이지 않았고 특히 YIN, ICHN은 주기 10분부터 동일한 양상을 보여 주고 있는데 이러한 결과는 옥천대와 임진강 벨트가 심부까지 확장된 전도성 구조라는 가설을 지지한다.
We have performed 3-D geomagnetic induction Modeling considering with anomalous conductive structures to interpret the conductive anomaly proposed by previous studies on the Korean Peninsula. The results of modeling coincide well with the observed induction arrow. we confirm the fact that Imjin Rive...
We have performed 3-D geomagnetic induction Modeling considering with anomalous conductive structures to interpret the conductive anomaly proposed by previous studies on the Korean Peninsula. The results of modeling coincide well with the observed induction arrow. we confirm the fact that Imjin River Belt and Ogcheon Belt presumed in the model are reasonable. In the western-middle area of the peninsula (YIN, ICHN) the induction arrows seem to reflect the existence for the Imjin River Belt and the induction arrows in western-south area (HNS, CHY, DZN, MWN) is likely to reflect the effect of the Ogcheon Belt. The difference arrows, calculated by subtracting the sea effect from observed induction arrow in the western area of the peninsula at the period of 60-minutes, show little difference with the observed induction arrows. Especially, the difference arrows in YIN, ICHN also show a similar pattern to those at the periods longer than 10-minutes. These results strongly suggest that the Imjin River Belt and the Ogcheon Belt extend down to the deep part of the crust in spite of the limitation of our model.
We have performed 3-D geomagnetic induction Modeling considering with anomalous conductive structures to interpret the conductive anomaly proposed by previous studies on the Korean Peninsula. The results of modeling coincide well with the observed induction arrow. we confirm the fact that Imjin River Belt and Ogcheon Belt presumed in the model are reasonable. In the western-middle area of the peninsula (YIN, ICHN) the induction arrows seem to reflect the existence for the Imjin River Belt and the induction arrows in western-south area (HNS, CHY, DZN, MWN) is likely to reflect the effect of the Ogcheon Belt. The difference arrows, calculated by subtracting the sea effect from observed induction arrow in the western area of the peninsula at the period of 60-minutes, show little difference with the observed induction arrows. Especially, the difference arrows in YIN, ICHN also show a similar pattern to those at the periods longer than 10-minutes. These results strongly suggest that the Imjin River Belt and the Ogcheon Belt extend down to the deep part of the crust in spite of the limitation of our model.
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문제 정의
본 연구에서는 기존의 연구에서 제안한 전도성 구조를 정량적으로 해석하기 위해서 한반도 및 주변 지역에 대한 수치 모델링을 수행하였다. 한반도는 삼면이 바다로 둘러 쌓여 있어 해양효과를 반드시 고려하여야 하며, 계산된 해양효과와 관측 유도 지시자의 비교는 육지 내의 전도성 구조 탐지에 중요하다.
한반도는 삼면이 바다로 둘러 쌓여 있어 해양효과를 반드시 고려하여야 하며, 계산된 해양효과와 관측 유도 지시자의 비교는 육지 내의 전도성 구조 탐지에 중요하다. 이와 더불어 추정된 전도성 구조를 고려한 모델링이 관측 유도 지시자를 잘 설명할 수 있는지 조사하였다. 한편 한반도와 같이 해양에 둘러쌓여 있는 환경에서 해양은 육지 내의 전도성 구조의 탐지를 어렵게 하는 방해 요소로 전도성 구조의 독립된 반응을 획득하기 위해서는 해양효과가 제거된 되어야 한다.
본 연구에서도 기존의 연구와 동일하게 모델 SC에서 가정한 전도성 구조들과 주변 해양과의 상호결합 정도를 조사하였다. 상호결합 정도는 Weaver and Agarwal(1991)과 Pringle et a/.
제안 방법
한편 한반도와 같이 해양에 둘러쌓여 있는 환경에서 해양은 육지 내의 전도성 구조의 탐지를 어렵게 하는 방해 요소로 전도성 구조의 독립된 반응을 획득하기 위해서는 해양효과가 제거된 되어야 한다. 본 연구에서는 마지막 단계로서 전도성 구조의 독립적인 반응인 차이 지시자 (difference arrow)를 계산하였다 (양준모 외, 2002; Pringle et al., 2000; Shimoizumi et al., 1997).
m로 하였다. 모델의 층서 구조는 사전정보로서 사용할 수 있는 한반도에 대한 심부 MT 탐사 자료가 없어 Shimoizumi et 0.(1997)과 Pringle et *(2000)의 모델의 구조를 고려하여 결정하였다. 지표부터 2km까지는 1000Q .
7. The induction arrows by model SC, S and observations at six sites for 10- and 60-minute periods.
본 연구에서는 민경덕(2001)과 오석훈 외(2002)의 연구를 연장하여 그들이 제안한 전도성 구조에 대한 3차원 지자기 모델링을 수행하였고, 전도성 구조의 독립적인 반응을 의미하는 차이 지시자를 계산하였다. 세 개의 전도성 구조를 고려한 모델링 결과는 관측 유도 지시자를 잘 설명하는 것으로 보인다.
데이터처리
2의 관측 유도 지시자는 비교적 유사한 패턴을 보여준다. 또한 모델 SC에서 가정한 전도성 구조의 효과를 조사하기 위해 모델 s의 결과와 비교하였다. Fig.
이론/모형
본 연구에서는 Mackie et M.(1993)의 3차원 MT 모델링 코드를 이용하여 해양효과를 계산하였다. 해양효과를 계산하기 위한 해양 모델(, 은 Fig.
성능/효과
7의 MW如은 이를 잘 반영하고 있다. 옥천대에 의한 효과를 보다 정량적으로 해석하기 위해서는 옥천대를 가로지는 측선의 설계와 보다 조밀한 모델링이 요구되나 본 연구 결과는 옥천대가 충분히 탐지될 수 있다는 가능성을 보여준다.
01 이하면 상호결합을 무시할 수 있다. 위의 기준을 바탕으로 주기 10분의 HSN, CHY DZN을 제외한 모든 관측점에서 두 주기의 차이 지시자가 유의미함을 확인할 수 있다.
그러나 주기 10분의 경우 YIN과 ICHN의 차이 지시자는 옥천대보다 공간적인 거리가 가까운 임진강 벨트에 의한 영향을 잘 반영하고 있다. 주목할 만한 점은 YIN, ICHN의 두 주기에서 차이 지시자는 관측 유도지시자와 방향이 거의 일치한다는 것이다. 이는 주기가 10분 이상인 경우 두 지역에서 해양효과보다 전도성 구조의 효과가 지배적이며, 임진강 벨트가 지각 심부까지 확장되어 있다는 의미이다.
또한 관측점이 황해로부터 충분히 떨어지고, 주기 10분 이상의 정보를 사용한다면 광역적인 전도성 구조의 탐지가 가능하다는 의미이다. 따라서 지자기수직탐사는 한반도의 대규모 지각구조의 특성과 공간적 분포를 파악하는데 효과적임을 알 수 있었다.
후속연구
이는 모델에서 고려한 제주도의 크기가 매우 작아(격자 3개) 해양 효과가 지배적이었기 때문이다. 본 연구에서는 한반도의 광역적인 전기적 구조가 주 대상이므로, 제주도 남부의 고전도성층에 대한 보다 정밀한 해석을 위해서는 향후 제주도 인근과 일본 규수 섬 부근에 대한 조밀한 모델링과 추가적인 관측자료가 필요할 것으로 사료된다. 따라서 이후의 논의에서 제주도 남부의 고전도성층에 관한 부분은 제외하기로 한다.
한편 본 연구에서 사용한 모델링은 실제 지질학적 환경을 묘사하는데 명확한 한계를 가진다. 예를 들어 정확한 옥천대나 임진강 벨트의 전기비저항, 공간적인 범위, 지각의 수직 일차원 구조 등은 일정 수준의 임의성을 내재하고 있다.
위와 같은 한계는 모델 SC의 유도 지시자가 관측 유도 지시자와 특히 크기에서 차이를 보이는 원인을 제공한다. 그럼에도 불구하고 본 연구에서 제시한 모델은 관측 지시자를 잘 설명하는 것으로 보이며, 추가적인 관측 자료 획득과 대상 지역에 대한 조밀한 모델링은 본 연구에서 제시한 모델을 수정하고 보완하는 역할을 할 것이라 기대된다. 이와 더불어 한반도에 대한 심부 MT탐사가 광역적으로 수행된다면 한반도의 심부 전기구조와 그 지구조적인 성인을 정량적으로 규명하는데 큰 기여를 할 것으로 생각된다.
그럼에도 불구하고 본 연구에서 제시한 모델은 관측 지시자를 잘 설명하는 것으로 보이며, 추가적인 관측 자료 획득과 대상 지역에 대한 조밀한 모델링은 본 연구에서 제시한 모델을 수정하고 보완하는 역할을 할 것이라 기대된다. 이와 더불어 한반도에 대한 심부 MT탐사가 광역적으로 수행된다면 한반도의 심부 전기구조와 그 지구조적인 성인을 정량적으로 규명하는데 큰 기여를 할 것으로 생각된다.
참고문헌 (15)
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