배경잡음 토모그래피를 사용한 마리아나 해구 지역 S파 속도 및 방사 이방성 구조 연구

국문 초록 (Abstract)

마리아나 해구는 동쪽으로 갈수록 나이가 증가하는 태평양 판이 필리핀 판 하부로 섭입하고 있는 섭입대이다. 태평양 판에서 가장 오래된 해양지각(~1억 8천만년)부터 마리아나 해구까지의 암석권 구조를 규명하기 위해 2018년부터 2019년까지 한국-일본 공동 국제 연구팀이 설치한 Oldest-1 해저 지진계 11개를 포함해 43개의 해저 지진계와 23개의 육상 지진계를 사용하였다. 특히 전통적인 방법인 C1 방법과 함께 비동기 해저 지진계 사이 속도구조를 구하기 위해 C2 방법을 처음으로 해저 지진계 배열에 적용하였다. 831개의 파선경로에서 레일리파와 러브파 분산곡선을 획득했으며, Crust1.0과 ak135를 기준모델로 삼아 역산을 수행했다. 레일리파와 러브파를 함께 역산함으로써, 70 km 깊이까지의 S파 속도모델과 40 km 깊이까지의 방사 이방성 모델을 계산하였다. 사문화, 화산호에 의한 저속도 이상이 관찰되었으며, 슬랩의 조각, 오래된 해양지각으로 인한 고속도 관측되었다. 반면, 15 km 깊이까지는 음의 이방성이 우세하였으며, 이것은 많은 해산들의 암맥에 의한 것으로 보여진다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

At the Mariana Trench, the Pacific plate with increasing age to the east is subducting beneath the Philippine Sea plate. The region from the oldest lithosphere (~180Ma) of the Pacific plate to the Central Mariana Trench is investigated by using seismic data from 43 OBSs, including the Oldest-1 array deployed in 2018-2019 by a joint Korean-Japanese research team, and 23 stations deployed in islands. In particular, we used C2 method to investigate the seismic velocity between asynchronous OBS stations pairs with C1 method for the first time. We measured Rayleigh- and Love-wave dispersion curves from 831 raypaths and used a 3D reference model consisting of Crust1.0 and AK135 to obtain more accurate inversion results. By jointly inverting Rayleigh- and Love-wave dispersion curves, we calculate an S-wave isotropic and radially anisotropic velocity model, which has resolutions down to 70 km depth for isotropic S-wave velocity model and down to 40 km depth for anisotropic model. Low velocity anomalies are imaged due to the serpentinization and volcanic arc and high velocity anomalies are caused by the stagnation slab and old crust. On the other hand, negative radial anisotropy are observed dominantly down to 15 km depth, which may be caused by vertical dykes responsible for many seamounts in this region.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 자료 5
• Ⅲ. 기초이론과 방법 7
• 3.1. C1 방법 8
• 1) 전처리 8
• 2) FTN 정규화(Frequency-Time Normalization) 8
• 3) 상호상관 및 중합 8
• 3.2. C2 방법 13
• 1) 상호상관 13
• 2) 속도보정 15
• 3.3. 군속도 분산곡선 18
• 3.4. 3차원 역산 24
• Ⅳ. 해상도 테스트 28
• Ⅴ. 결과 34
• Ⅵ. 결론 39
• □ 참고문헌 43
• □ Abstract 52