초록 ▼

1. 연구 목표
○ 서남극 열개구조에서 활동성이 큰 Terror Rift 맨틀 구조 연구를 통한 지각 운동 특성과 형성 원인 규명
○ 남극 중앙해령 KR3 구간 탐사와 연구를 통해 남극권 고유 맨틀 서쪽 경계 규명
○ 이를 통한 연구지역 하부의 맨틀 상호 연관성 이해

2. 연구 내용 및 결과
○ Terror Rift 주변 지진활동 및 북빅토리아랜드 지체구조와 확장·형성과정연구
- Terror Rift 진화에 따른 지체구조 및 퇴적구조의 변화
- 서남극 열개구조의 신생대 진화과정 및 신기지

1. 연구 목표
○ 서남극 열개구조에서 활동성이 큰 Terror Rift 맨틀 구조 연구를 통한 지각 운동 특성과 형성 원인 규명
○ 남극 중앙해령 KR3 구간 탐사와 연구를 통해 남극권 고유 맨틀 서쪽 경계 규명
○ 이를 통한 연구지역 하부의 맨틀 상호 연관성 이해

2. 연구 내용 및 결과
○ Terror Rift 주변 지진활동 및 북빅토리아랜드 지체구조와 확장·형성과정연구
- Terror Rift 진화에 따른 지체구조 및 퇴적구조의 변화
- 서남극 열개구조의 신생대 진화과정 및 신기지체구조 활동성 규명
○ KR3의 지각 형성 과정과 맨틀 특성 규명
- KR3 지형도 작성 및 주변 자력 분포자료 획득
- KR3 중앙해령 현무암의 지구화학적 특성 연구
- KR3에서의 열수 분출구 분포 파악
○ 서남극 열개구조와 중앙해령 주변의 해저화산암과 포획암 연구
- 로스해와 남극중앙해령 주변 해저 화산암의 지구화학 특성 및 성인연구
- 맨틀 및 지각물질 포획암의 미세구조 연구

3. 기대효과
○ 장보고 기지 주변지역 지구과학 연구 집중을 통한 주도권 확보
○ SCAR SERCE steering committee로서 지구물리 연구 선도
○ 로스해 층서와 지체구조 매핑을 위한 국제공동 연구(ROSSMAP Project) 주도
○ 중앙해령 국제 공동연구 협력기구인 INTERIDGE에서 주도적 역할 수행
○ 남극 중앙해령 유용 광물 및 고온성 미생물 자원 활용성 평가

(출처 : 초록 3p)

Abstract ▼

IV. R&D Results
1. Investigation of tectonics in the vicinity of Terror Rift and Victoria
○ Crust/mantle velocity structure of the Terror Rift boundary
- Early models show very low velocities near the Terror Rift on the southern coast of the Drygalsky Ice Tongue, up to 100 km deep, while th

IV. R&D Results
1. Investigation of tectonics in the vicinity of Terror Rift and Victoria
○ Crust/mantle velocity structure of the Terror Rift boundary
- Early models show very low velocities near the Terror Rift on the southern coast of the Drygalsky Ice Tongue, up to 100 km deep, while the northern region, on the contrary, reveals the presence of low-velocity zone on land below the Mt. Melbourne
- Signed MOU of the Transantarctic Mountain Northern Network (TAMNNET) broadband earthquake observation network for 2014-2016 at the University of Alabama, USA, to extend the model area of the research area to the land through continuous seismic data sharing
- Development of 3D mantle velocity model combining the data observed on land-based seismic observation network and ocean bottom seismographs
- Strong low-velocity zone spanning 150-300 km in depth beneath the Terror Rift
- Analysis of the depth and shape of the low-velocity zone reveals that the Terror Rift is a passive rift formed by the spreading of the continental crust.
- Determination of location and magnitude of more than 2,000 earthquake sources from the continuous seismic data observed in 2016
○ Identification of substructure through multi-channel seismic survey
- Two seismic (sparker and multi-channel exploration) surveys during the 2018-2019 Antarctic summer field season
- 400 L-km seismic data was acquired for nine sparker exploration lines, and the structure of the Terror Rift in the Victoria Land Basin was constructed
- The acquired data are shown three-dimensionally along with the bathymetry using a data analysis software and based on this, comprehensive topographical analysis of the distribution and characteristics of the lift structure in the study area is performed
- During the 3rd phase of 2019-2019 Antarctic Summer Exploration, 340 L-km data from three lines were obtained by conducting multi-channel seismic surveys to investigate the deep retardation structure in the Northwestern Continental Border of the Ross Sea.
- In the Northwestern outer continental border of the Ross Sea, which lacks the existing exploration data, a long exploration line orthogonal to the direction estimated as the expansion axis of the West Antarctic Rift System was collected
- Analyzes the tectonics and development characteristics of the northwestern outer continental boundary by combining with existing exploration data.
○ Identifying the evolutionary process of the Neo-tectonic structure of the West Antarctic Rift System and activity of the new tectonic structure.
- Ocean geothermal observations in the Adair Basin (Adair Trough), attempts at ocean geothermal observations to specify formation ages and tectonic structures depending on the site of the exploration.
- Ocean geothermal: formation age analysis and tectonic prediction through solidarity analysis.
- Simulation of the formation of Adair Basin, the end of the West Antarctic decay structure through thermomechanical tectonic modeling.

2. Investigation of crustal processes and mantle source characteristics
○ Characterization of the formation process and mantle characteristics of the Pacific-Antarctic spread zone in the east of KR1
- Acquired the world's first submarine depth data for KR3 and KR4 using multi-beam
- Contrary to expectations before conducting the study, the KR3 region was composed of two largely divided mid-ocean ridges, named KR3 and KR4, respectively
- Acquisition of geomagnetic data in the direction passing through the expansion axis to find the exact position of the KR3 expansion axis
- Acquisition of precision bathymetry and geomagnetic data from some areas of KR1 and KR2
- Using the acquired geomagnetic data, comparative analysis of the expansion rate of KR1 ~ KR3 and the study of age and development of the seabed in the area
○ Examination of the characteristics of the geodynamics and mantle
- The first exploration of the Antarctic mid-ocean ridge KR3 and KR4 through the high-resolution bathymetry and ocean geomagnetic exploration to determine the location of the KR3 central expansion axis and calculate the expansion rate
- Estimation of the formation time of the seafloor, subsea mountain range and volcanic body of KR1 area through ocean magnetic exploration
- Identify the small tectonic plates located at the southeast end of the Australian plate with the KR1 and KR2 as the southern boundary of the plate, the timing of the formation of the Macquarie plate, plate structural motion, and evolution
- Geochemical analysis of rocks taken from the Antarctic mid-ocean ridge KR1 and KR2 reveals the world's first new mantle zone, "Zealandia-Antarctic Mantle."
- The geological composition of KR3 rocks confirmed by KR1 and Zealandia-Antarctic mantle through seabed rock extraction and geochemical analysis from KR3
- KR3 and KR4 have not yet found evidence of hydrothermal vents despite numerous explorations

3. Investigation on igneous and volcanic rocks from Ross Sea and KR1 Seamounts (RRS and KR1S) and associated xenoliths related with the West Antarctic Rift System(WARS)
○ Construction of Hf isotope separation system.
- Completed Hf isotope analysis and Hf element separation system for subsea volcanic and captured rocks.
- Development of rock sample Hf element separation protocol using a two-step column separation method. Hf recovery above 80%, the blank level below 50 pg.
- Results within 1% of the recommended value were obtained from standard solution/rock sample analysis using MC-ICP-MS. Complete Hf isotope analysis system for unknown rock samples.
- Obtained (U-Th) / He, K-Ar ages for ten samples of KR1 subsea volcanic mountain range (KR1 dissolved heat) rocks using inert gas isotope data for 1-2 years.
- Comprehensive analysis of the isotope analysis, the source mantle characteristics of KR1 mid-ocean ridge, KR1 dissolution heat, and Ross sea volcanic rock.
○ Establish a tectonic model using mantle xenolith
- Calculation of seismic wave characteristics for six samples of mantle xenolith. Analysis using ANISctf software.
- Show results in the lower hemisphere using Mainprice's software ANISctf.
- Create a tectonic model for the West Antarctic Rift System.
○ Geochemical analysis and dating of the Ross Sea undersea volcanic rocks and subsea volcanic rock formations around the Central Ridge.
- The asthenospheric mantles under the Ross Sea and the Australia-Antarctic Ocean KR1 have similarities in their Sr-Nd-Pb isotope characteristics.
- The PREMA (FOZO) isotope characteristic of KR1 indicates that the old marine rock zone is a major component of the Australian-Antarctic KR1 mantle cycle.

(출처 : SUMMARY 10p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• S U M M A R Y ... 9
• C O N T E N T S ... 15
• 목차 ... 18
• 제 1 장 서론 ... 20
• 제 1 절 연구개발 목표 ... 20
• 제 2 절 연구개발 배경 ... 20
• 제 3 절 연구 목적 ... 22
• 제 4 절 연구 범위 ... 23
• 제 5 절 연구 추진 체계 ... 24
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 26
• 제 1 절 국내 연구 동향 분석 ... 26
• 제 2 절 국제 연구 동향 분석 ... 27
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 28
• 제 1 절 서론 ... 28
• 제 2 절 남극하계 현장 탐사 ... 30
• 1. 2016-2017 남극 하계 현장 탐사 ... 30
• 2. 2017-2018 남극 하계 현장 탐사 ... 35
• 3. 2018-2019 남극 하계 현장 탐사 ... 50
• 제 3 절 Terror rift 및 북빅토리아랜드 지체구조와 연구 ... 68
• 1. 서남극 열개구조 지구물리 연구 ... 68
• 2. 서남극 열개구조의 진화에 따른 지체구조 및 퇴적구조의 변화 연구 ... 74
• 3. Terror Rift 및 Central Basin에서의 지자기 이상 규명 ... 82
• 4. 해양지열관측과 모델링을 바탕으로 한 WARS의 끝단 형성 과정 모사 ... 85
• 제 4 절 남극 중앙해령 연구 ... 89
• 1. 남극 중앙해령에 대한 해저면 지형조사 및 해양자력탐사 ... 89
• 2. 중앙해령 KR1 및 주변 해저화산들의 지자기 연령 분석 ... 91
• 3. 맥쿼리판의 판구조적 운동 및 진화과정 규명 ... 92
• 4. KR3 중앙해령 현무암의 지화학 특성 연구 ... 94
• 5. 열수 분출구 분포 파악 ... 100
• 6. 남극 중앙해령 열수 미생물의 분리 및 특성 연구 ... 101
• 7. 다수의 중앙해령 분절들로 이루어진 대형 균열대 조사 ... 102
• 제 5 절 해저화산과 지각 및 맨틀 포획암 연구 ... 104
• 1. 해저화산암 지구화학 ... 104
• 2. 맨틀포획암 미구조 연구 ... 116
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 121
• 제 1 절 연구개발 목표 달성도 ... 121
• 1. 연구 목표 달성도 ... 121
• 2. 연구성과 세부내용 ... 124
• 제 2 절 기술발전에서의 대외기여도 ... 130
• 1. Terror Rift와 Nerthern Victoria Land 지역 지진관측망 구축 ... 130
• 2. 남극 중앙해령 및 해저화산암과 포획암 연구 ... 132
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 133
• 제 1 절 기대 성과 ... 133
• 제 2 절 연구성과 활용계획 ... 134
• 제 3 절 향후 연구 방향 ... 136
• 1. 서남극 열개구조와 Polar 3 지자기이상의 형성과정 연구 ... 136
• 2. 남극 중앙해령 및 화산암 연구 ... 138
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 140
• 제 7 장 참고문헌 ... 143
• 부록 1. 지각/맨틀 구조 모델링에 사용된 원격지진 목록 ... 148
• 부록2. 남극 중앙해령 맨틀성인규명 항차별 탐사일지 ... 160
• 끝페이지 ... 166