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배경잡음 토모그래피를 이용한 OLDEST-1 Pacific Array 지역의 S파 속도 구조 연구
김태신(Tae-shin Kim),장성준(Sung-Joon Chang),Michael Witek,이상묵(Sang-Mook Lee),김영희(Young-Hee Kim),Hisashi Utada,Hitoshi Kawakatsu,Hajime Shiobara,Takehi Isse,Nozomu Takeuchi 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
지구상에 현존하는 대륙 암석권의 가장 오래된 나이는 약 40억년인 반면, 해령에서 생성되어 해구에서 소멸되는 과정을 반복하는 해양 암석권의 나이는 약 1억 7천만년에 불과하다. 서태평양 마리아나 해구로부터 약 600 km 떨어진 태평양 판에 존재하는 가장 오래된 해양 암석권은 태평양 판의 긴 역사를 설명해 줄 많은 정보를 지닐 것으로 기대되는 지역이다. 해당 지역의 맨틀 속도 구조와 지구 동역학적 진화 연구를 위해, 한국과 일본의 공동 연구팀은 2018년 11월부터 2019년 10월까지 12개의 광대역 해저 지진계와 8개의 해저 전자력계로 이루어진 OLDEST-1 Pacific Array를 이 지역에 설치하여 자료를 획득하였다. 본 연구에서는 11개 광대역 지진계로부터 획득한 1년 동안의 수직성분 배경잡음 자료를 사용하였다. FTN 정규화 방법을 사용하여 지진 등의 영향을 제거하였고, 각 관측소 쌍 사이의 배경잡음 상호상관을 이용해 레일리파의 경험적 그린함수를 구하였다. 그 결과, 3초에서 35초까지의 기본모드 레일리파 군속도 분산곡선을 측정하였다. CRUST 1.0과 ak135를 기준모델로 사용하여 역산을 수행하였고, 서태평양 하부 ~ 75 km 깊이에 이르는 전단파 속도 구조를 얻었다. 15 km 깊이에서 북동쪽과 남서쪽 지역은 고속도, 동쪽과 중심 지역은 저속도 이상대가 관찰되었으나, 35 km 깊이에서부터 남서쪽 지역은 저속도 이상대로 바뀌는 것을 확인하였다. 또한 중심부 지역은 25 km 깊이에서부터 고속도 이상대가 관찰되기 시작하여, 55 km 깊이에서 고속도 이상대가 확연히 넓어지는 것이 관측되었다.
서태평양에 설치된 OLDEST-1 Pacific Array 해저지진계의 배경잡음 특성
박지훈(Ji-Hoon Park),김태신(Tae-Shin Kim),오세영(Se-Young Oh),고지원(Ji-Won Ko),장성준(Sung-Joon Chang),이상묵(Sang-Mook Lee),김영희(Young-Hee Kim),Hisashi Utada,Hitoshi Kawakatsu,Hajime Shiobara,Takehi Isse,Nozomu Takeuc 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
지진계에는 지진에 의한 파형 뿐만 아니라 사람의 활동, 대기압, 파도 등의 많은 잡음들이 함께 기록되는데, 이를 배경잡음이라 한다. 배경잡음분석은 지진파 데이터 품질 관리에 있어 필수적이며, 최근에 배경잡음을 통한 지진학적 연구도 활발하게 수행중이다. 본 연구지역인 서태평양 지역은 해양지각의 섭입이 일어나는 지역으로 가장 오래된 해양지각이 존재하는 곳으로, 한일 공동연구팀에 의해 설치된 OLDEST-1 Pacific Array의 배경잡음을 PQLX (Passcal Quick Look eXtended) 소프트웨어를 이용해 파워 스펙트럼 밀도와 확률밀도함수를 계산하여 분석하였다. 다른 지역의 해저지진계와 비교하기 위해 북서태평양, 마리아나 해구와 뉴질랜드에 설치된 일부 해저지진계를 추가적으로 사용하였다. 그 결과 2차 맥동의 경우 OLDEST-1 해저지진계에서 잡음의 수준이 가장 높게 나타났다. OLDEST-1 해저지진계는 수심 5700 – 6000 m에 설치되어 있음에도 불구하고 주기 20-50초 대역의 잡음 수준이 다른 지역보다 높게 나타났고 장주기중력파 대역의 주기는 수심이 깊어짐에 따라 증가하는 것을 확인하였다.