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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

이선무 (강원대학교, 강원대학교 대학원)

지도교수
장성준
발행연도
2021
저작권
강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수5

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2021

파형 역산을 사용한 동해지역 S파 속도 · 이방성 구조 연구
이선무 지구물리학과 2021.01 학위논문

2020

파형 역산을 사용한 동해지역 S파 속도·이방성 구조 연구
이선무 ,  장성준 ,  Michael Witek 외 2명 대한지질학회 학술대회 2020.10 학술대회자료

초록· 키워드

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대한민국은 이제 더 이상 지진 안전지대가 아니라는 것이 사실로 받아들여지고 있다. 최근 몇 년간 국내에서 발생하는 지진 빈도가 급격히 증가했으며, 큰 규모 지진 발생으로 인한 인명·재산 피해가 발생하기도 하였다. 2016년 규모 5.8의 경주지진과 2017년 규모 5.5의 포항지진이 발생했고, 기상청 지진화산감시과 통계에 따르면 2016 ~ 2019년 기간 동안 규모 2.0 이상 지진이 678회 발생하였다. 이는 지진관측망이 현대화가 시작된 1988년 이후 뚜렷한 증가세이다(그림 1). 규모가 큰 지진이 발생할 경우, 일반적으로 판 경계 지역보다 판 내부 지역에서 발생했을 때, 지진에 대한 대비가 상대적으로 부족하기 때문에 더 큰 피해가 발생한다. 행정안전부에서는 지진에 의한 피해를 예방하기 위해 지진 안전 대책 마련 및 구조물 내진보강을 현재까지 활발히 진행하고 있다(행정안전부, 2019). 이와 더불어 한반도 주변의 정확한 지질정보가 보완된다면, 더 효과적으로 지진 안전망을 구축할 수 있을 것이라 기대한다.
유라시아판 동부에 위치한 동해지역은 약 3천만 년 전부터 확장되어 지금과 같은 모습을 형성했다(Shimazu et al., 1990). 현재는 태평양판 그리고 필리핀판의 섭입에 의한 영향과 서쪽에서부터 인도판으로부터 야기된 응력의 영향까지 받으며 상당히 복합적인 지구조 운동을 겪고 있다. Choi et al. (2011)의 연구에 따르면, 동해에 인접한 일본 열도 부근과 울릉분지에서 발생한 지진이 역단층이 우세했다. 이 결과로부터 동해지역은 동서방향의 압축 응력을 받고 있음을 알 수 있다.
동해 지역 내의 화산 형성 등의 지구조 현상을 해석하기 위해서는 정확한 내부 전단파 속도 모델과 이방성 모델이 필요하다. 스위스 연방공대팀의 연구(Simute et al., 2016)에서는 완전 파형 역산(full-waveform inversion) 방법을 사용해 동해지역의 전단파 속도 모델을 얻었고, 100-200 km 하부에 약 -15 %의 강한 저속도 이상을 확인했으며, 이는 섭입된 태평양판에서 나온 유체에서 기인했다고 해석한 바 있다. 동해지역에 대한 열류량 연구(Horozal et al., 2009, Kim et al., 2010) 결과 울릉분지(위도 37˚, 경도 131˚ 부근)에서 해양지각 평균보다 높은 열류량을 관측했다. 또한 Kim et al. (2010)의 연구 결과에서도 비슷한 위치에서 높은 중력이상을 관측했다. 이 연구 결과들로 미루어 봤을 때, 동해지역 하부에 주변보다 뜨겁고 밀도가 큰 구조가 있을 것이라 예상된다.
본 연구에서는 동해지역에 대한 정확한 내부 구조를 영상화하기 위해 Nolet (1990), van der Lee and Nolet (1997)에서 사용된 파선 이론 기반의 부분 파형 역산(partitioned-waveform inversion) 방법과 기상청, 지질자원연구원, 일본 방재 연구소(F-net) 그리고 미국 지진학 연구기관 협회(IRIS)의 지진 자료를 이용하여 지진파 토모그래피를 수행하였다. 이를 통해 동해지역 내 지진 및 화산 활동 기작에 대한 이해를 높이는데 기여하고자 한다.
#동해 #파형역산

목차

목 차
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 배경 이론 4
2.1 파선 이론 4
2.2 선형 제약 5
Ⅲ. 자료 8
3.1 배경 모델 10
Ⅳ. 역산 12
4.1 파형 역산 12
4.2 모델 역산 15
4.3 예시 17
Ⅴ. 해상도 테스트 20
Ⅵ. 결과 27
Ⅶ. 결론 32
□ 참고문헌 37
□ 감사의 글 40
□ Supplementary 41
□ Abstract 53
List of Figures
Fig. 1. Earthquake frequency in South Korea. 3
Fig. 2. Distribution of events and seismic stations 9
Fig. 3. Comparing waveforms used 1D model and 3D model with observed 11
Fig. 4. The radiation patterns of rayleigh wave 14
Fig. 5. Distribution of stations-event of the example results. 18
Fig. 6. The waveform inversion results for each stations in Fig. 5. 19
Fig. 7. Input checkerboard test models by grid sizes. 22
Fig. 8. The results of checkerboard test at each depth. 23
Fig. 9. (Continue) The results of checkerboard test at each depth. 24
Fig. 10. The results of checkerboard test at each depth. 25
Fig. 11. (Continue) The results of checkerboard test at each depth. 26
Fig. 12. The results of perturbation () at each depth. 28
Fig. 13. (Continue) The results of perturba-tion () at each depth. 29
Fig. 14. The results of at each depth. 30
Fig. 15. (Continue) The results of at each depth. 31
Fig. 16. Geological information of the East Sea. 34
Fig. 17. Absolute S wave velocity at 10 km. 35
List of Tables
Table. ST1. All event information. 40
Table. ST2. All station information. 45

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