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백두산 화산에서 수치모형 분석에 의한 화쇄류의 영향 범위
Distribution of Pyroclastic Density Currents Determined by Numerical Model at Mt. Baekdu Volcano 원문보기

암석학회지 = The journal of the petrological society of korea, v.23 no.4, 2014년, pp.351 - 366  

윤성효 (부산대학교 사범대학 지구과학교육과) ,  장철우 (부산대학교 대학원 지구과학과) ,  김선경 (부산대학교 대학원 지구과학과)

초록
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백두산에서 폭발적인 플리니식 분화에 의해 분연주가 형성되고, 이 분연주의 붕괴에 의하여 화쇄류가 발생하는 조건을 가정하였다. 이 가정에 근거하여 Titan2D 모델을 적용하여 모의하였다. 화산분화 시나리오에 근거하여 화쇄류의 영향 범위를 파악하기 위하여 화산폭발지수별로 영향 범위를 산출하였다. 각 화산 시나리오별 결과를 비교하기 위하여, 화구의 위치는 산사면 8곳(8방위)과 칼데라 중심부 1곳 등 9곳을 선정하였다. 화쇄류 흐름의 내부마찰각$35^{\circ}$, 층저마찰각은 $16^{\circ}$로 설정하였다. 각 화산폭발지수별 붕괴 분연주의 높이, 화구의 직경, 분연주 붕괴에 의한 초기속도, 붕괴 화산재의 체적에 근거한 수치모의시간 등을 적절하게 가정하였다. 수치모의 결과를 비교하여 보면, 높은 화산폭발지수일수록 분화가 증가하면 화쇄류는 더 멀리 퍼져 나간다. 칼데라 바깥쪽 북동쪽 산사면에 위치한 화구로부터의 화쇄류 발생은 화산폭발지수가 2에서 7로 증가함에 따라 각각 3.3 km, 4.6 km, 13.2 km, 24.0 km, 50.2 km, 83.4 km로 멀어진다. 본 연구 결과가 DB로 구축되면 백두산 인근 지역에서 화쇄류 발생으로 인한 인적, 물적 피해를 최소화하는 것을 목표로 하는 재해예방과 비상 관리 차원에서 매우 중요한 자료로 제공되어 질 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We assumed the situation where an eruption column had been formed by the explosive Plinian eruption from Mt. Baekdu and that the collapse of eruption column had caused pyroclastic density currents to occur. Based on this assumption, we simulated by using a Titan2D model. To find out about the range ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그리고 역사시대 기록(Yun and Cui, 1996; Yun and Lee, 2011; Yun, 2013)에 나타난 1668년, 1702년 분화물들에서도 강하부석층과 이에 수반된 화쇄류 퇴적층이 동시에 관찰된다. 그러므로 백두산에서는 미래 폭발적인 분화가 발생한다면 강하 화산재의 낙하와 동시에 화쇄류가 뒤이어 발생할 가능성이 매우 높으므로, 본 연구에서는 백두산 화산에서 화산폭발 시나리오별 화쇄류의 영향 범위를 수치모의를 통하여 도출하였다.

가설 설정

  • 붕괴 분연주의 높이 및 부피: 화산폭발지수 2부터 7까지에 대하여 붕괴 분연주의 높이를 화산폭발지수 2, 3, 4에서는 500 m와 1,000 m로, 화산폭발지수 5와 6에서는 1,000 m와 2,000 m로, 화산폭발지수 7일 때는 2,000 m와 3,000 m로 가정하였다. 그리고 화산폭발지수에 따른 전체 분출량의 각각 10%, 20%, 30%가 화쇄류로 발생한다고 가정하고 붕괴 분연주의 높이를 통해 화구의 직경을 역산하여 산출하였다. 이를 통하여, 화산폭발지수 2일 때 분연주의 높이가 500 m 일 경우, 화구의 직경과 분연주 붕괴 부피를 각각 12 m(1.
  • 분연주 붕괴에 의한 초기속도는 중력에 의하여 발생하므로 10 m/s로 가정하고, 붕괴 화산재의 체적에 근거한 수치모의시간은 각각 1시간(화산폭발지수 2와 3), 4시간(화산폭발지수 4), 6시간(화산폭발지수 5), 9시간(화산폭발지수 6), 12시간(화산폭발지수 7)로 가정하였다.
  • 붕괴 분연주의 높이 및 부피: 화산폭발지수 2부터 7까지에 대하여 붕괴 분연주의 높이를 화산폭발지수 2, 3, 4에서는 500 m와 1,000 m로, 화산폭발지수 5와 6에서는 1,000 m와 2,000 m로, 화산폭발지수 7일 때는 2,000 m와 3,000 m로 가정하였다. 그리고 화산폭발지수에 따른 전체 분출량의 각각 10%, 20%, 30%가 화쇄류로 발생한다고 가정하고 붕괴 분연주의 높이를 통해 화구의 직경을 역산하여 산출하였다.
  • , 2003). 이 프로그램은 최초 위치 좌표뿐만 아니라 사용자가 지정하는 높이, 너비 및 두께를 가진 물체의 타원체 물체 더미로서 유동을 시작한다고 가정한다. 기타 두 개의 입력 변수는 내부 마찰각과 층저 마찰각이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
백두산은 역사시대에 몇 회 이상의 분화 기록을 가지고 있는가? 북한과 중국의 국경에 위치하며, 압록강, 두만강 그리고 송화강의 발원지인 백두산은 우리 민족의 영산으로 최고봉의 높이가 2750 m이며, 산정부에 칼데라 호(湖)를 가진 성층화산체로 장백산맥의 최고봉을 이룬다. 백두산은 역사시대에 적어도 30회 이상의 분화 기록을 가지고 있으며, 최근까지 화산전조현상을 나타내고 있는 활동적인 화산이다. 대략 946년경(Xu et al.
칼데라호인 천지의 특징은? 백두산 성층화산체의 산정부 칼데라의 직경은 약5 km이며, 그 내부에 칼데라호인 천지는 남북 길이가 4.4 km, 동서 길이가 3.37 km로 호수 면적은 9.82 km2이며, 수심은 최대 373 m, 호수면의 둘레는 약 13.1 km, 수면의 해발고도는 2,189 m, 주변을 둘러싸는 외륜산들은 2,500 m 이상이며, 현재 20억 톤의 물을 보유하고 있다. 백두산 천지 일원에서는 2002년에서 2005년까지 지하 마그마의 관입에 의한 화산성 지진의 급증 및 비정상적인 지표 변형이 발생하였다 (Wu et al.
천지 주변의 온천에서 채취한 화산가스로부터 분석된 헬륨 동위원소비( 3He/4He)의 높은 값은 가스들이 어디에서 유래된 것을 증명하는 것인가? 백두산 성층화산체 사면에서의 정밀수준 측량에 의한 지표면의 수직적 팽창 또한 최대 10 cm 이상의 변위를 보였으며, 수직 변위와 수평 변위 모두 2006년도 이후 변화율은 다소 감소하는 추세를 보이나, 여전히 불안정한 상태를 보이고 있다. 온천에서 채취한 화산가스로부터 분석된 헬륨 동위원소비( 3He/4He)의 높은 값은 이들 가스들이 맨틀로부터 유래된 것임을 증명하고 있다(Shangguan and Sun, 1997; Gao, 2007). 천지 주변의 온천수의 온도가 69℃에서점진적으로 증가하여 최대 83℃에 이르고 있다.
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참고문헌 (49)

  1. Auker, M.R., Sparks, R.S.J., Lee Siebert, L., Crosweller, H.S., and Ewert, J., 2013, A statistical analysis of the global historical volcanic fatalities record. Journal of Applied Volcanology, 2:2, 1-24. doi:10.1186/2191-5040-2-2. 

  2. Bardintzeff, J.M., 1984, Merapi Volcano (Java, Indonesia) and Merapi-type nuee ardente. Bulletin of Volcanology, 47, 433-446. 

  3. Branney, M.J. and Kokelaar, B.P., 2002. Pyroclastic density currents and the sedimentation of ignimbrites. Geological Society of London, Memoirs 27, 152p. 

  4. Carey, S., Sigurdsson, H. and Sparks, R.S.J., 1988, Experimental studies of particle-laden columns, Journal of Geophysical Research, B93, 1514-1528. 

  5. Charbonnier, S.J. and Gertisser, R., 2009, Numerical simulations of block-and-ash flows using the Titan2D flow model: examples from the 2006 eruption of Merapi Volcano, Java, Indonesia. Bulletin of Volcanology 71, 953-959. 

  6. Cui, D.X., Wang, Q.L., Li, K., Wang, W.P., and Hu, Y.X., 2007, Analysis of recent deformation of Changbaishan Tianchi volcano. Chinese Journal of Geophysics, 50, 1515-1524. 

  7. Cole, P.D., Calder, E.S., Druitt, T.H., Hoblitt, R.P., Lejeune, A.M., Robertson, R.E.A., Smith, A.L., Stasiuk, M.V., Sparks, R.S.J., Young, S.R., and MVO staff, 1998, Pyroclastic flows generated by gravitational instability of the 1996-97 lava dome of the Soufriere Hills volcano, Montserrat. Submitted to Geophysical Research Letters, 25, 3425-3428. 

  8. Cole, P.D., Calder, E.S., Sparks, R.S.J., Clarke, A.B., Druitt, T.H., Young, R.A., Herd, R.A., Harford, C.L., and Norton, G.E., 2002, Deposits from dome-collapse and fountain-collapse pyroclastic flows at Soufriere Hills Volcano, Montserrat. in The Eruption of the Soufriere Hills Volcano, Montserrat From 1995 to 1999, (Eds Druitt T.H., and Kokelaar B.P.), Geological Society, London, Memoirs, 21, 231-262. 

  9. Denlinger, R.P. and Iverson, R.M., 2001, Flow of variably fluidized granular material across three-dimensional terrain: 2. Numerical predictions and experimental tests. Journal of Geophysical Research, 106, 553-566. 

  10. Doocy, S., Daniels, A., Dooling, S., and Gorokhovich, Y., 2013, The Human Impact of Volcanoes: a Historical Review of Events 1900-2009 and Systematic Literature Review. PLOS Currents Disaster, Edition 1, 1-25. 

  11. Fisher, R.V. and Schmincke, H.-U., 1984, Pyroclastic rocks. Springer-Verlag, Berlin, New York, 472p. 

  12. Gao, L., 2007, Recent geochemical variation of the hotspring gases from the Tianchi Volcano, Changbai Mountains, Northeast China. Earthquake Research in China, 21, 179-188. 

  13. Hoblitt, R.P., 1986, Observations of the Eruption of July 22 and August 7, 1980, at Mount St. Helens, Washington, U.S. Geological Survey Professional Paper 1335, 44p. 

  14. Hoblitt, R.P. and C. D. Miller, 1984, "Comments and Reply on 'Mount St. Helens 1980 and Mount Pelee 1902 - Flow or Surge?", Geology, November, 692-693. 

  15. Iverson, R.M., 1997, The physics of debris flows. Reviews of Geophysics, 35, 245-296. 

  16. Iverson, R.M. and Denlinger, R.P., 2001, Flow of variably fluidized granular material across three-dimensional terrain: 1. Coulomb mixture theory. Journal of Geophysical Research, 106, 537-552. 

  17. Kim, S,W., Choi, E.K., Jung, S.J., Kim, S.H., Lee, K.H. and Yun, S.H., 2013, A Preliminary Study for Predicting a Damage Range of Pyroclastic Flows, Lahars, and Volcanic Flood caused by Mt. Baekdusan Eruption. Journal of Korean Earth Science Society, 34, 479-491. 

  18. Liu, G., Yang, J.K., Wang, L.J. and Sun, J.C., 2011, Analysis of Tianchi volcano activity in Changbai Mountain, NE China. Global Geology, 14, 44-53. 

  19. MacDonald, G.A. 1972. Volcanoes. A discussion of volcanoes, volcanic products, and volcanic phenomena, Prentice-Hall, International, New Jersey, 510p. 

  20. Mageney-Castlenau, A., Vilotte, J.P., Bristeau, M.O., Perthame, B., Bouchut, F., Simeoni, C., and Yernemi, S., 2003, Numerical modelling of avalanches based on Saint Venant equations using a kinetic scheme. Journal of Geophysical Research, 108(B11), 2527, doi:10.1029/2002JB 002024. 

  21. Malin, M.C. and Sheridan, M.F., 1982, Computer-assisted mapping of pyroclastic surges, Science, 217, 637-640. 

  22. Miyamoto, T., Nakagawa, M., Tanaka, Y., and Yoshida, M., 2004, Eruptive sequence of the 10th century Baitoushan eruption. In: Tanuguchi, H. (Eds.), 10th great eruption of Baitoushan volcano, northeast China, and its historic effect. CNEAS Monograph Series No.16, 15-43, 218p. 

  23. Murcia, H.F., Sheridan, M.F., Macias, J.L., and Cortes, G.P., 2010, TITAN2D simulations of pyroclastic flows at Cerro Machin Volcano, Colombia: Hazard implications, Journal of South American Earth Sciences, 29, 161-170. 

  24. Oramas-Dorta, D., Cole, P.D., Wadge, G., Alvarado, G.E., and Soto, G.J, 2012, Pyroclastic flow hazard at Arenal volcano, Costa Rica, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 247-248, 74-92. 

  25. Pitman, E.B., Patra, A., Bauer, A., Nichita, C., Sheridan, M.F., and Bursik, M., 2003, Computing debris flows. Physics of Fluids 15, 3638-646. 

  26. Rowley, P.D., Kuntz, M.A., and Macleod, N.S., 1981. Pyroclastic-flow deposits. In: The 1980 eruptions of Mount St. Helens, Washington, edited by P. W Lipman and D. R. Mullineaux. US Geological Survey Professonal Papers 1250, 489-512. 

  27. Rupp, B., Bursik, M., Namikawa, L., Webb, A., Patra, A.K., Saucedo, R., Macias, J.L., and Renschler, C., 2006, Computational modeling of the 1991 block and ash flows at Colima Volcano, Mexico. In: Siebe, C., Macias, J.L., Aguirre-Diaz, G.J. (Eds.), Neogene-Quaternary Continental Margin Volcanism: A Perspective from Mexico. Geological Society of America Special Paper 402. Penrose Conference Series, 237-252. 

  28. Smithsonian Institution - Global Volcanism Program, 1998, Newhall, C.G. and Punongbayan, R.S. (eds.), Fire and Mud, Eruptions and Lahars of Mount Pinatubo, Philippines: Philippine Institute of Volcanology and Seismology and the University of Washington Press, 1126p. 

  29. Shangguan, Z.G. and Sun, M.L., 1997, Mantle-derived raregas releasing features at the Tianchi volcanic area, Changbaishan Mountains. Chinese Science Bulletin, 42(9), 768-771. 

  30. Savage, S.B. and Hutter, K., 1989, The motion of a finite mass of granular material down a rough incline. Journal of Fluid Mechanics. 199, 177-215. 

  31. Sheridan, M.F., 1979, Emplacement of pyroclastic flows- A review, in C. E. Chapin et al. (eds.), Ash Flow Tuffs, Geological Society of America, Special Paper, 180, 125-136. 

  32. Sheridan, M.F., Stinton, A.J., Patra, A., Pitman, E.B., Bauer, A., and Nichita, C.C., 2005, Evaluating Titan2D massflow model using the 1963 Little Tahoma Peak avalanches, Mount Rainier, Washington. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 139, 89-02. 

  33. Soh, W.J. and Yun, S.H., 1999, A review of the Holocene major eruption of Mt. Paektu volcano. Journal of Korean Earth Science Society, 20, 534-543. 

  34. Sparks, R.S.J., Bursik, M.I., Carey, S.N., Gilbert, J.S., Glaze, L.S., Sigurdsson, H., and Woods, A.W., 1997, Volcanic Plumes. John Wiley& Sons, Inc., England, 574p. 

  35. Sparks, R.S.J., Francis, P.W., Hamer, R.D., Pankhurst, R.J., O'Callaghan, L.J., Thorpe, R.S., and Page R.N., 1985, Ignimbrites of the Cerro Galan caldera, northwest Argentina. Journal of Volcanology and Geothermal Research. 25, 205-248. 

  36. Sulpizio, R., Capra, L., Sarocchi, D., Saucedo, R., Gavilanes-Ruiz, J.C., and Varley, N.R., 2010, Predicting the block-and-ash flow inundation areas at Volcan de Colima (Colima,Mexico) based on the present day (February 2010) status, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 193, 49-66. 

  37. Taylor, G.A.M., 1958, The 1951 eruption of Mount Lamington, Papua. Australia Bureau of Mineral Resources, Geology & Geophysics, Bulletin 38, 117p. 

  38. Torres, R.C., Self, S., and Martinez, M.M.L., 1996, Secondary pyroclastic flows from the June 15, 1991, ignimbrite of Mount Pinatubo, in Fire and Mud: Eruptions and Lahars of Mount Pinatubo, Philippines, edited by C. G. Newhall and R.S. Punongbayan, Univ. of Wash. Press, Seattle. 665-678. 

  39. Ui, T., Matsuwo, N., Sumita, M., and Fujinawa, A., 1999, Generation of block and ash flows during the 1990-1995 eruption of Unzen Volcano, Japan. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 89, 123-137. 

  40. Wu, J.P., Ming, Y.H., Zhang, H.R., Liu, G.M., Fang, L.H., Su, W., and Wang, W.L., 2007, Earthquake swarm activity in Changbaishan Tianchi volcano. Chinese Journal of Geophysics, 50(4), 938-946. 

  41. Xu, J., Liu G., Wu, J., Ming, Y., Wang, Q., Cui, D., Shangguan Z., Pan, B., Lin, X., and Liu, J., 2012, Recent unrest of Changbaishan volcano, northeast China: a precursor of a future eruption? Geophysical Research Letters, 39, L16305, doi:10.1029/2012GL052600. 

  42. Xu, J.D., Pan, B., Liu, T.Z., Hajdas, I., Zhao, B., Yu, H.M., Liu, R.X., and Zhao P., 2013, Climatic impact of the Millennium eruption of Changbaishan volcano in China: New insights from high-precision radiocarbon wigglematch dating. Geophysical Research Letters, 40, $1^{\circ}{(R)}$ 6, doi:10.1029/2012GL054246 

  43. Yamamoto, T., Takarada, S., and Suto, S., 1993, Pyroclastic flows from the 1991 eruption of Unzen volcano, Japan. Bulletin of Volcanology, 55, 166-175. 

  44. Yun, S.H., 2013, Volcanological interpretation of historic eruptions of Mt. Baekdusan volcano. Journal of Korean Earth Science Society, 34, 456-469. 

  45. Yun, S.H. and Cui, Z.X., 1996, Historical eruption records on the Cheonji caldera volcano in the Mt. Paektu. Journal of Korean Earth Science Society, 17, 376-382. 

  46. Yun, S.H. and Lee, J.H., 2011, Volcanological interpretation of historic record of 1702 fallout-ash from the Mt. Baegdusan. Journal of Petrological Society of Korea, 20, 243-250. 

  47. Yun, S.H. and Lee, J.H., 2012, Analysis of unrest signs of activity at the Baegdusan volcano. Journal of Petrological Society of Korea, 21, 1-12. 

  48. Yun, S.H., Lee, J.H., and Chang,C.W., 2013, A Study on the change of magma activity from 2002 to 2009 at Mt. Baekdusan using surface displacement. Journal of Korean Earth Science Society, 34, 470-478. 

  49. Yun, S.H., Lee, J.H., Kim, S.K., Chang, C.W., Cho, E., Yang, I.S., Kim, Y.J., Kim, S.H., Lee, K.H., Kim, S.W., and Macedonio, G., 2013, TITAN2D simulations of pyroclastic flows from small scale eruption at Mt. Baekdusan. Journal of Korean Earth Science Society, 34, 615-625. 

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