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• 그림 Mount St. Helens (MSH) volcano 지역에서 다양한 지구물리학적 기법으로 도출된 주요 토모그래피 결과
• 그림 단기간에 운영된 광대역 지진계 및 영구적 지진 네트워크를 함께 나타낸 지형도
• 그림 2-D 토모그래피 결과를 보여주는 지도
• 그림 (a) volcanic cone의 중앙부를 가로지르는 산란 토모그래피 결과(왼쪽) 및 reconstruction test의 input (중앙)과 output(오른쪽)의 단면도. (b) SHZ 인근의 산란 구조 및 reconstruction test 단면도. (c) volcanic cone의 중앙부를 가로지르는 감쇠 토모그래피 (왼쪽) 및 synthetic checkerboard structure의 input (중앙)과 output (오른쪽)의 단면도. node 간격은 2km 또는 4km 이다. (d) SHZ 인근의 총 감쇠 구조 및 reconstruction test 단 면도.
• 그림 (a) SHZ 방향을 따라 나타낸 산란 토모그래피 결과(왼쪽) 단면도. 4km 의 node 간 격으로 이루어진 checkerboard test의 input과 output을 WE 방향의 단면도로 재구성하여 volcanic cone을 가로지르는 이미지(b, c)와 volcanic cone의 북쪽으로 10km 떨어진 지점을 가로지르는 이미지(d, e), 남쪽으로 10km 떨어진 지점을 가로지르는 이미지(f, g)로 나타내 었다.
• 그림 3-D 산란 토모그래피 모델과 P파 감쇠 토모그래피 모델의 단면도를 산란 계수 (왼쪽)와 총 quality factor (오른쪽)에 따라 나타내었다. 거리는 volcanic cone 중심에서의 거리를 나타낸다. 상부 13km의 지각에 대한 synthetic test 중 좋은 결과를 나타내는 지역 만 표시하였다. 2005년의 지진발생 빈도는 중앙의 3가지 섹션에 산란결과와 함께 표시되 어있다. 상부 low-Vp 마그마 챔버의 contour (white-dotted line)을 감쇠 토모그래피와 함 께 나타내었다(세번째 줄).
• 그림 3-D 산란 계수(왼쪽)와 P파 감쇠(오른쪽) 모델에 대한 수직 단면도와 수평 단면도.
• 그림 3-D 산란 계수와 P파 감쇠 모델에 기초한 하부 구조 해석. 마그마/유체 이동 경로 구역, 퇴적물, dike-like anomalies로 구성됐다 여겨지는 conduit을 함께 나타내었다. 산란 토모그래피 결과(산란 계수 g)를 cone을 가로지르는 세 개의 수직 프로파일(AA’, BB’, CC’)에 나타내었다. (a, b) 강한 산란과 약한 산란을 각각 붉은색과 파란색으로 나타내었다. (c) 관측자가 cone 의 SW 와 NE 방향에 위치했을 때의 단면도를 (a 와 b)에 각각 나타내었다. 깊이 2-6km (dotted line)와 10-14km (thick dashed line)에서 고산란층이 관측된다. 깊이 10-14km의 고산란층은 Siletz Terane 혹은 Cascade Arc Crust 둘 중 하나의 최상부로 해석된다. 산란 토모그래피 결과를 10-14km 깊이에 대하여 평균한 뒤 c 에 나타내었다. 4-6km2 면적의 저산란 hole (cyan arrow)은 마그마/유체가 풍부한 conduit 혹은 cone의 북동 flank 아래의 고속도 반사체 때문으로 해석된 다.
• 그림 1992-2009년 사이에 HVO (pink triangles) 와 Pacific Tsunami Warning Center (PTWC) (white triangles) 지진 관측소에 기록된 지진들 중에서 연구에 사용된 지진들 (black dots). 파란색 선들은 표면에 드러난 단층선을 나타낸다. 다섯 화산들의 명칭은 섬 의 북쪽에서 남쪽으로 각각 Kohala, Mauna Kea, Hualalai, Mauna Loa, Kilauea 이다.
• 그림 Klein [1981] (dashed lines)의 모델을 수정하여 composite pick calculation과 3-D 토모그래피 역산 (solid lines)에 사용한 1-D 속도모델. 최종 3-D 모델의 layer-average 모 델(dotted lines)도 함께 나타내었다.
• 그림 3-D 토모그래피 역산에 사용된 이벤트(red dots)와 grid nodes (blue squares). 노 란색으로 표시된 영역이 연구지역이다. A-A’, B-B’, C-C’, D-D’ 그리고 1-1’-1”는 단면도 를 산출할 프로파일이다.
• 그림 동시역산에 대한 데이터 misfit과 모 델 variance간 trade-off curves [Lin et al., 2014]. (a) Vp/Vs 모델(Vp damping = 200). (b) Vp 모델(Vp/Vs damping = 80).
• 그림 토모그래피 역산 전(gray)과 후 (black-white)의 이벤트 arrival time residual 분포 [Lin et al., 2014]. Normalized Histogram 에서 residuals의 root-mean-square 값이 0.40s 에서 0.13s로 감소한 것을 볼 수 있다.
• 그림 Vp 모델에 대한 checkerboard resolution test
• 그림 Vp/Vs 모델에 대한 checkerboard resolution test
• 그림 Mauna Loa caldera, Kaoiki seismic zone, Kilauea caldera, Koae, Hilina fault systems를 지나는 1-1’-1” 프로파일의 ±5 km 거리에 있는 지진원의 위치[Lin et al., 2014]. (a) HVO catalog locations, (b) 3-D relocations, (c) waveform cross-correlation locations. 이 프로파일을 따라서 약 53%의 3-D relocated events가 비슷한 지진 클러스터 안으로 재결정되었다.
• 그림 (a-f) 각각의 깊이에서 layer-average에 대한 P파의 속도변이 분포도
• 그림 깊이에 따른 Vp/Vs 모델
• 그림 Mauna Loa caldera를 가로지르는 두 프로파일 (그림 3의 A-A’, B-B’)에 대한 Vp 와 Vp/Vs 모델의 단면도
• 그림 (a-f) Kilauea caldera를 가로지르는 두 프로파일 (그림 3의 C-C’, D-D’)에 대한 Vp 와 Vp/Vs 모델의 단면도
• 그림 Mauna Loa caldera, Kaoiki seismic zone, Kilauea caldera, Koae-Hilina fault system을 포함하여 주요 지질학적 영역을 가로지르는 연결된 두 프로파일(그림 3의 1-1’-1”)을 따라 나타낸 Vp 및 Vp/Vs 단면도
• 그림 East Pacific Rise의 9°-10°N 지역인 Clipperton Transform과 overlapping spreading center (OSC) 사이의 수심도 [Zha et al., 2014]. 4개의 탐사에서 활용된 61곳의 seafloor compliance measurement sites가 각각 다른 기호로 표시되어 있다(red stars: 1994; blue diamond: 1999; black square: 2000; and green circle: 2007).
• 그림 다양한 주파수에서 (a) Vs 와 (b) Vp 에 대한 seafloor compliance 의 sensitivity [Zha et al., 2014]. (c) sensitivity 계산을 위한 1-D shear velocity 모델. 이 모델은 starting 2-D model의 off-axis 프로파일이며 East Pacific Rise의 차가운 해양지각을 대표한다. 1-D propagator matrix method [Crawford et al., 1991]를 이용하여 sensitivity function을 계산 하였으며 각각의 주파수에 대해 normalization 되었다. 각각의 그림에서 검정색 수평선은 Moho깊이를 나타낸다.
• 그림 Compliance modeling에 사용된 starting velocity model
• 그림 AML이 compliance에 미치는 영향
• 그림 3-D 모델로 계산한 on-axis compliance (solid curves)
• 그림 섭입대(파선과 함께 지역 이름이 표시되어 있음)와 화산호
• 그림 “중앙아메리카 섭입대 관측 실험(MASE, 2007)”과 지진학 연구 결과
• 그림 연구지역 지도. (a) 관측소의 위치와 그림 3에서 쓰인 프로파일의 위치를 보여주는 지도. SSN 네트워크 중에서 본 연구에서 사용된 20개의 관측소의 위치와 코드를 보여준다. VEOXVeracruz- Oaxaca Subduction Experiment, SSN- Service Seismological National. (b) 지진, 판의 상대적 인 운동 방향(투명한 화살표), 그리고 활동성 지진(빨간 삼각형)을 보여주는 지형 지도. 색깔이 있는 원은 1990년 부터 2012년 사이에 발생한 재결정되지 않은 지진의 위치를 보여준다. global CMT catalog를 출처로 하는 진앙분석 데이터가 1976년부터 2013년 까지 비치볼 기호로 표시되어있다. 검 은색 파선은 코코스판의 깊이에 대한 등치선이다
• 그림 계속) (c) 재결정되지 않은 지진의 단위 면적당 발생 빈도와 지진 네스트를 보여주는 지도. 빨간색 선은 지진 발생 밀도에 관한 등치선(10×  )이다. 세 개의 큰 지진 네스트가 있다. 두 개는 중미 해구를 따라 위치하며, 나머지 하나는 테앆테펙 지협에 위치하고 있다. TR-Tehuantepec Ridge, TMVB- Trans-Mexican Volcanic Belt.
• 그림 VEOX(TO)와 SSN(IG) 네트워크의 지진파형과 상호상관 예시. 그림의 왼쪽 기둥은 서로 다른 두 개의 지진이 7개의 관측소에서 관측된 지진파형이다. 서로 다른 지진에 의한 파형이고 도달 시간 은 평행 이동 되어 있지만 파형은 매우 유사한 것을 확인할 수 있다. 그림의 오른쪽 기둥은 정규화 된 상호 상관(검은색)과 정규화되고 제곱된 상호상관(붉은색)이다. 차분 시간(DT)과 가중치(Weight)값 이 십자점으로 표시되어 있다.
• 그림 프로파일에 투영된 진원. (a) 재결정된 진원의 투영(붉은색)과 그것의 초기 위치(검은색). 재 결정된 진원과 그것에 상응하는 초기 위치가 검은색 선으로 연결되어 있다. 검은색 역삼각형은 중미 해구(Middle American Trench; MAT)를 가리킨다. (b) SSN과 VEOX 네트워크 모두를 사용하여 재결정 한 진원(검은색)의 투영과 SSN 만을 사용하여 재결정한 진원(붉은색)의 투영.
• 그림 남부 Alaska의 중부지역 지도
• 표 Station 정보
• 표 속도 모델
• 그림 P/S파의 초기/최종 1D 속도
• 그림 각각 다른 방법을 통해 3-3’ 단면상에 나타낸 지진 활동
• 그림 깊이 범위에 따라 다른 색을 사용한 hypoDD locations 지도
• 그림 1-1’∼ 6-6’ 단면에서의 HypoDD location
• 그림 117개 event의 focal mechanism
• 그림 Focal mechanism의 P, T축을 나타낸 지도
• 그림 Focal mechanism의 P, T축을 나타낸 단면
• 그림 하강 판에서의 T축 rose histogram (수직으로부터 15°보다 작은 방향 성분은 제외)
• 그림 1976년 이후 Global CMT catalog focal mechanism
• 그림 Kenai에서의 MOOS hypocenter 비교
• 그림 연구 지역에 대한 지형-수심 지도 및 station 위치
• 그림 알래스카의 station, 재배치 지진활동, 주요 tectonic 특징을 보여주는 지도
• 표 단면 A-A’에 대한 1-D 기준 모델
• 표 단면 B-B’에 대한 1-D 기준 모델
• 그림 각 mode에 대한 이미지들
• 그림 A-A’선을 따라 투영된 seismic image들
• 그림 B-B’선을 따라 투영된 seismic image들
• 그림 Thrust zone에서 가장 적합한 모델과 MOOS station DEVL의 RFs
• 그림 Thrust zone 위 3개 MOOS stations (DEVL, MOOP, HOPE)에 대해 가장 적합한 모델과 RFs. a-c) Megathrust zone 특성에 적합한 다양한 모델들을 기초로 한 합성 RFs
• 그림 Endeavour segment 수심도
• 그림 토모그래피 탐사 구성도
• 그림 Record sections의 예
• 그림 Sg phase를 보여주는 record section의 예. OBS63 에 기록된 Sg arrival times를 picking (red) 하고, 모든 OBS 관측소에서 획득한 Sg picks를 이용하여 역산한 모델로 산출한 predicted arrival times 를 picking (blue)하여 비교하였다. EventID는 shot number를 나타내고 Range 는 shot 과 OBS 의 직선 거리를 나타낸다. record section 의 수직축은 4km/s 로 velocity reduction 되었다.
• 그림 OBS63에서 획득한 Sg phase 의 travel times (그림 4의 red dashed lines)를 역산 결과 얻은 모델의 predicted travel times (그림 4의 blue dashed lines)에 대하여 계산한 residual 분포도이다. 각 관측소에서 획득한 Sg pick들의 coherence를 평가하기 위하여 각 shot 지점에서의 residual 분포도를 map view 로 나타내었다.
• 그림 (a) 역산에 사용된 1차원 속도 starting model [Cudrak and Clowes, 1993]의 수직 프로파일 [Weekly et al., 2014]. Preferred isotropic model의 수평적 평균 속도(black solid), 중앙 Endeavour flanks 의 속도 (blue), overlapping spreading centers와 Middle Valley의 남단 끝 지점의 속도(red) 는 그림 2에 표시된 5km-by-10 km 영역들에서의 수평적 평균 속도이다. (b) East Pacific Rise 지역의 선행연구 결과 (green: Canales et al. [2003], magenta: Bazin et al. [2001])와 Endeavour 지역의 속도 프로파일 비교. (c) Mid-Atlantic Ridge 지역의 선행연구 결과 (green: Hooft et al. [2000]) 와 Endeavour 지역의 속도 프로파일 비교.
• 그림 (a-g) 3차원 segment-scale isotropic 속도 이성질체 분포도
• 그림 Endeavour segment 중앙부의 속도 이성질체 분포도와 수심도
• 그림 Endeavour 중앙부의 속도 이성질체 분포의 단면도
• 그림 Pg traveltime을 이용한 토모그래피 역산으로 구한 isotropic velocity model에 대하여 산출된 residual을 20〫 간격의 azimuth에 따라 평균한 후 최소자승법으로 최적의 cos 함수를 도출한 그래프
• 그림 평균 anisotropy 크기(%)의 수직 분포 프로파일
• 그림 (a) 0.4 km, (b) 1.0 km, (c) 1.6 km에 따른 anisotropy 크기의 측면적 변이도와 (d) 0.4 km 깊이에서의 anistotropy의 fast-axis 방향 분포도
• 그림 깊이 (a) 0.6 km, (b) 1.0 km, (c) 1.4 km, (d) 1.8 km, (e) 2.2 km, (f) 2.6 km 에서 축에서부 터의 거리에 따른 평균 P파의 속도변이 및 평균 anisotropy 크기(%) 변이
• 그림 Sg traveltime 데이터를 이용한 토모그래피 역산 결과 도출된 preferred Vs의 starting model에 대한 변이 분포도.
• 그림 깊이에 따른 수평, 수직 Vs 변이도. Vs 변이는 starting model에 대하여 산출되었다.
• 그림 그림 14 및 그림 15 에 나타낸 A-A’, B-B’, C-C’, D-D’, E-E’ 지역의 수심도.
• 그림 station-shot 간의 거리인 Range에 따라 starting model 및 preferred model에 대하여 각각 residual 값을 plotting 하였다. starting model은 수직적으로 일정하고 깊이에 따라 감소하는 Vp/Vs 수 직 프로파일을 갖기 때문에 residual 분포를 통해 수직 및 수평적으로 Vp/Vs가 매우 불균일하다는 것 을 알 수 있다. 최종적으로 얻어진 preferred model 의 residual의 값은 0s를 중심으로 분포하여 토모 그래피 역산 결과의 결과가 좋다는 것을 알 수 있다.
• 그림 Range 범위에 따른 residual의 수평적 분포도. 붉은색의 residual은 속도가 starting model 보 다 느린 지역으로 Vp/Vs 의 증가를 나타내며 파란색의 residual은 속도가 starting model 보다 빠른 지역으로 Vp/Vs 감소를 나타낸다.
• 그림 Endeavour segment 중앙부의 hydrothermal vent field 지역에서 발견된 fissure (Credit: CSSF / Ocean Networks Canada). Endeavour segment의 활발한 열수 시스템은 이러한 fissure 또는 crack 이 상부 해양지각에 만연하기 때문으로 보인다.
• 그림 Atlantic Ocean의 Lucky Strike Segment 지역 상부 해양지각 구조에 대한 모델
• 그림 칠레 섭입대의 측지적 데이터 및 지진학적 Vp/Vs 구조를 토대로 만들어진 판 경계 지역의 유체 기원 및 이동에 관한 개념도
• 그림 지진 배경 잡음 신호처리에 사용된 한국・중국・일본 지진계 네트워크 분포
• 그림 우리나라 지진계 분포 현황. 총 34개의 광대역 지진계가 설치되어 운영 중이다. 오른쪽 아래 지도에 원거리 지진 자료가 발생 깊이에 따라 색상으로 구별되어 표시되어 있다.
• 그림 본 연구에서 제안하는 프로파일 (A-A’, B-B’, C-C’)을 붉은 색 선으로 표시하였다. 프로파일 A-A’는 선행된 굴절파 탐사(KCRST2002, [Cho et al., 2006])의 프로파일 인근에 위치한다. 녹색으로 표시된 두 개의 지진계(SNU)는 본 연구 과제로 확보한 것으로 제안된 로드맵에 활용가능하다. 현재 운영 중인 지진계(KMA, KIGAM)들 중에 제안된 프로파일에서 20 km 이내 거리에 위치한 지진계를‘x’로 표시하였다.
• 그림 지진 조기 경보 시스템 작동 원리
• 그림 ShakeAlert 활용 예시 (http://earthquake.usgs.gov/research/earlywarning/).
• 그림 지진 감지용 기기로 테스트 중인 micro-electro-mechanical systems (MEMS). 저 가의 센서를 활용함으로써 도시지역을 관통하 는 shaking wave의 강도를 측정하는 비용이 낮아질 것으로 예상하고 있다. (http://earthquake.usgs.gov/research/earlywarni ng/nextsteps.php)
• 그림 남부 California에 설치된 GPS 안테 나. California의 많은 GPS 관측소들이 데이 터를 지진네트워크로 실시간 전송하기 위한 시스템으로 바뀌고 있다. 또한 이 데이터들 을 지진 조기 경보 시스템에 사용하기 위해 서 알고리즘을 개발하고 있다. (http://earthquake.usgs.gov/research/earlywarn ing/nextsteps.php)
• 그림 미국의 화산 분포 및 NVEWS 대상 지역 (red – 35 highest priority volcanoes, orange – 22 high-priority volcanoes, small green – the other U.S. volcanoes). (http://volcanoes.usgs.gov/publications/2009/nvews.php).