초록 ▼

1. 연구의 배경
해저 지자기 이상기록은 해령에서 새로운 해양지각이 생성되어 확장되는 동안 일어난 지구자기장의 역전에 관한 역사를 보여준다. 전 세계의 해저 지자기 이상곡선은 해령을 중심으로 대칭되는 줄 무늬를 나타내게 되나, 지역별 확장율의 차이로 인하여 정상과 역전사이의 변화양상을 나타내는 곡선 모양의 신축이 심하고, 여러 지질학적 복잡성 때문에 단순한 육안에 의한 비교는 쉽지 않다. 따라서 여러 지역에서 얻은 이상기록을 서로 대비하기 위하여서는 육안에 의한 검토와 함께, 어떤 방법으로든지 상호상관이라는 통계적 기법이

1. 연구의 배경
해저 지자기 이상기록은 해령에서 새로운 해양지각이 생성되어 확장되는 동안 일어난 지구자기장의 역전에 관한 역사를 보여준다. 전 세계의 해저 지자기 이상곡선은 해령을 중심으로 대칭되는 줄 무늬를 나타내게 되나, 지역별 확장율의 차이로 인하여 정상과 역전사이의 변화양상을 나타내는 곡선 모양의 신축이 심하고, 여러 지질학적 복잡성 때문에 단순한 육안에 의한 비교는 쉽지 않다. 따라서 여러 지역에서 얻은 이상기록을 서로 대비하기 위하여서는 육안에 의한 검토와 함께, 어떤 방법으로든지 상호상관이라는 통계적 기법이 필수적으로 이용된다. 기 발표된 논문들에도 다양한 방법들이 사용되고는 있으나, 반 자동적인 방법들이 주종을 이루고 있다.
2. 연구의 목적
본 연구의 목적은 해저 지자기 이상기록의 대비를 실시하에 있어서의 이상곡선의 특성을 고려한 fully-automatic한 방법을 개발하는 것이다. 이를 위하여 기 발표된 문헌등을 참고로 하여 각 지역의 해저지자기 이상기록들을 수집하여 지자기 이상의 특성 및 지역적 영향을 분석하고, 지역별 지자기 이상자료의 자화방향에 대한 정보 및 지자기 역전의 탁월주기 및 잡음의 영향등을 분석하기 위하여 스펙트럼 분석을 실시하고 해저지각의 자화모델에 대한 연구도 필요하다.
3. 연구의 내용 및 방법
지자기 이상기록의 자동 상관분석을 실시하기 위하여 크게 세가지의 경우를 고려하여 자료를 선택하였다. 첫째, 컴퓨터 알고리즘 개발 및 예비 실험에 적절한 동일 판내에 위치하는 인접한 측선의 기록대비, 둘째, 해령을 중심으로 하여 양쪽방향의 이동 속도 및 자화방향에 대한 연구에 필요한 한 측선의 해령양편 자료의 대비 및 분석, 셋째, 각 판의 이동속도 및 지역적 영향을 분석할 수 있는 여러 대양으로부터의 기록들을 대비 연구하였다.
각 자료들은 먼저 확대 복사한 후 digitize 하여 시계열로 만들었다. 기록간의 대비는 연대측정 등 지질학적 연구가 이미 수행되어 있는 측선을 기준기록으로 취하여 zonation 을 실시한 후, 각 구간의 기록에 대응되는 부분을 상호상관법을 이용하여 다른 측선의 기록들로부터 찾아내게 된다. 본 방법의 효율성을 높이기 위하여 시대별 지자기장의 역전의 빈도 및 주기성을 분석하기 위하여 스펙트럼 분석 및 자화모델링의 연구도 함께 실시하였다.
4. 연구결과
해저 지자기 이상기록의 자동대비를 위하여 두가지의 컴퓨터 프로그램을 개발 적용하였다. 첫째는 자료간의 신장률 (또는 수축률)의 한계를 고려하여 반복적으로 자료의 신장 및 상호상관을 실시하는 방법이고, 둘째는 두 기록의 스펙트럼을 분석하여 신축의 방향 및 비율을 먼저 구하고 이 비율에 따라 적절한 조정을 거친 후 상호상관을 실시하는 방법이다.
이들 두 방법을 여러 경우에 적용하고 그 성과를 분석한 결과 첫번째 방법은 비교적 신뢰성이 높은 결과를 보이며, 특히 확장률의 차이가 뚜렷한 멀리 떨어진 두 측선간의 기록을 대비하는데 유용한 것으로 나타났다. 두번째 방법은 잡음에 대하여 상당히 민감하게 반응하는 단점은 있으나, 확장율의 변화는 그리 크지 않으나 신축의 방향이 일정하지 않은 인접측선만 또는 동일 측선의 양편 자료의 대비시 계산시간이 단축되는 장점이 있다. 또한 지역에 따른 자화방향의 차이로 인한 이상곡선간의 모양의 차이 및 곡선 모양의 비대칭성을 보정하기 위하여 자극화 변환 기법을 적용한 결과 다소 효과가 있었다. FFT 및 MEM (Maximum Entropy Method)방법을 이용한 스펙트럼 분석은 기간별 역전의 빈도 및 탁월 주기를 분석하는데 성과가 있었으며, 해저 지각의 자화 모델링 방법은 앞으로 해저 지자기 이상 자료의 역해에 이용될 수 있을 것이다.

Abstract ▼

1. Scope of the Study
Marine magnetic profiles reveals the history of reversals of Earth's magnetic field during the geologic time since the creation of new oceanic crust at the mid-oceanic ridge.
Although world-wide marine magnetic profiles are expected to show symmetric patterns across t

1. Scope of the Study
Marine magnetic profiles reveals the history of reversals of Earth's magnetic field during the geologic time since the creation of new oceanic crust at the mid-oceanic ridge.
Although world-wide marine magnetic profiles are expected to show symmetric patterns across the mid-oceanic ridges, the observed anomaly curves are often disturbed by various factors such as change of spreading rate. complexities of local geology, etc.
Therefore, visual correlation between magnetic profiles are sometimes very difficult and, in such cases. certain statistical methods such as cross-correlation are used for quantitative correlation.
Although various statistical techniques for correlation have been proposed in previous papers, most of them involve semi-automatic appproaches.
2. Purpose
The purpose of this study is to develop a fully-automatic technique for correlation of marine magnetic anomalies, which accounts for certain characteristics of the data.
To accomplish this. collection of world-wide marine magnetic data and detailed analysis of them are needed. The spectral analysis and inversion modeling techniques are especially useful to obtain information on the frequency of geomagnetic reversals, the magnetization of oceanic crust and effects of local noise 3. Contents and Method
Various marine magnetic profiles are collected from previous publication with considering the following three cases : First, near-by profiles located in the same plate for a preliminary test with the computer program in this study ; second, the two sides of a profile across the ridge to analyze difference of spreading and direction of magnetization at a given location ; Third, far-off profiles located in different oceans to analyze spreading rate of each plate and local noisy effects on data.
Each magnetic anomaly profile is digitized and converted to a time series. Correlation is made between two sets of time series considering one of which is a refrence profile. The reference profile is usually taken as the one which has been previously studied carefully by the geological methods involving the agedating
In this study, correlation is made between certain zone selected from the reference profile and an appropriate window section chosen from the other profile. To increase the effectiveness of the method, the spectral analysis of geomagnetic reversal frequencies and magnetized modeling of the ocean crust have been also studied.
4. Results
Two computer programs for automatic correlation of marine magnetic profiles are developed and tested. The first one involves an iterative stretehing the short series selected from the reference profile and cross-correlating with the long series chosen from the other profile. The second method first anaylze the spectrum of both series to obtain the direction and rate of stretching and then correlation is made.
The iterative method gives results with relatively high confidence and especially useful for correlating far-off profiles which show quite apparent differences in spreading rates.
The second method is sensitive to noise contained in data, but it is more effective for correlating the near-by profiles and two sides of one profile whose spreading rates and direction are variable within limited range of change. Also the second method saves a large amount of computing time.
Reduction to pole technique has been applied to marine profiles to correct asymmetric patterns of the data due to the different magnetization direction. Correlations made between pole-reduced data sets give improved results in many cases.
Spectral analysis of magnetic profiles by the use of Fast Fourier Transform and Maximum Entropy Metod reveal the geomagnetic reversal freguencies within certain epoch of geologic time. The MEM is more effective in deducing informations about dominant reversal period.
The inverse modeling for magnetization of oceanic crust is also useful in analyzing the magnetization strength and its direction.

목차 Contents

• 1. 서론...13
• 2. 상호상관과 파형의 신장...14
• 2.1. 상호상관...14
• 2.2. 파형의 신장...15
• 3. 지자기 이상기록의 대비를 위한 컴퓨터 프로그램의 개발...16
• 3.1. 반복적 방법...16
• 3.2. 스펙트럼 분석법...17
• 4. 해저 지자기 이상기록의 상관분석...20
• 4.1. 자료의 선택...20
• 4.2. 상관분석 결과...20
• 5. 지자기 이상자료의 자극화 변환...25
• 5.1. 배경 이론...25
• 5.2. 자극화 변환한 자료의 대비...27
• 6. 지자기 이상자료의 스펙트럼 분석...28
• 6.1. 배경이론...29
• 6.2. FFT 와 MEM에 의한 스펙트럼 분석 결과의 비교...31
• 6.3. 해저 지자기 이상자료의 역전주기...31
• 7. 해저 지각의 자화 모델을 구하기 위한 역산...32
• 7.1. 2차원 격자 모델의 지자기 이상...32
• 7.2. 역산해석법의 적용 및 결과...33
• 8. 결론...35
• 참고 문헌...76