지진원 및 화산 탐사
개마고원(평안도와 자강도 지역)의 10~15km 깊이까지 낮은 Vp/ Vs 가 나타났습니다. 이는 높은 전단 계수(강성률)를 갖는 심부층 암석, 고철 질암이나 초고 철질 암, 즉 초 염기성암이 심부 지각으로부터의 올라와 시생대 습곡을 형성함으로써 나타낸 결과로 고려됩니다. 즉 심부층 암석 고철 질암 또는 초고 철질 암이 수직운동으로 침투하여 올라오면서 상부층의 퇴적암(사암)에 접촉하면서 이것이 고온, 고압으로 인해 변성암으로 변화한 규암층으로 간주됩니다. 왜냐하면 규암은 Poisson 비율이 최소이기 때문에 Vp / Vs 비율은 크게 떨어지게 됩니다. 토모그래피는 오늘날 지진 관측 디지털 데이터 의대량 생산과 동시에 컴퓨터 용량의 확장과 계산 속도의 눈부신 발전으로 지진학자들에게는 매우 희망적인 연구기회를 제공하게 됩니다. 국지 지진의 지진파( P파와 S파)의 주행시간을 관측해서 이들의 속도 이상을 가지고 3차원의 지구 구조를 만들 수 있습니다. 현재 남한 지역에는 토모그래피를 할 수 있는 충분한 데이터를 확보할 수 있지만, 북한지역에는 부족한 데이터 때문에 국지 지진의 의한 토모그래피 작성에 문제점이 많습니다. 초염기성암은 Andol Complex을 덮고 있는 한 -중 대륙괴의 산동과 요녕 육괴 지역에서는 다이아몬드가 있는 킴벌라이트 많이 발견되어 이 지역에는 현재 다이아몬드 광산이 운영되어 오고 있습니다. 지구와 충돌하는 운석의 주요 성분은 지구 내부의 성분을 보여줍니다. 운석은 태양계의 일부이기 때문에 대표적인 표본이라고 볼 수 있습니다. 그들의 구성 성분은 철과 니켈로부터 감람암에서 발견되는 조밀한 규산염 광물로 된 암석 성분의 운석으로 되어 있습니다. 다양한 운석 성분 구성은 지구 내부의 성분 구조와 매우 유사합니다. 경주, 홍성, 영월 지진의 진원지역에서 토모그래피에 의한 P파 속도는 주변에 비해서 떨어짐을 알 수 있습니다. 깊이 10km의 진원 부근 파쇄대에 지하 원생수가 포화 상태로 있다가 지진 발생과 동시에 탈수화 작용이 일어나서 지층의 강성률을 감소시킨 것입니다. 반대로 중력은 암석의 융기 작용 때문에 주변에서 나타났습니다. 특히 S파 속도는 크게 감속하게 됩니다.
지진 토모 그래피는 또한 지진 발생 지역 혹은 앞으로 지진 발생이 가능한 지역을 조사하는 데 활용할 수 있습니다. 왜냐하면 파쇄대 지역 혹은 단층대에 포화상태에 있는 지하수, 여기서는 원생수는 지진파의 속도를 감소시키기 때문입니다.
북한지역의 토모그래피에서는 지진 관측소의 부족과 지진 데이터 수집의 어려움 때문에 고해상의 토모 그래피 도출과 정확성에 있어 남한 토모 그래피 보다 떨어지게 됩니다.일본 홋카이도 지역의 활화산 지역에 조밀한 지진관측망에서 탐지한 광역 지진으로부터 취득한 68,531 개의 P파의 주행시간과 68,531 개의 S파 주행시간을 이용해서 긴 주행 시간과 심부층을 통과한 고해상 토모그래피를 도출한 결과입니다. 홋카이도 토모 그래피에서 저 속도층은 현재 화산활동을 하고 있는 화산 하부 구조를 나타내며 , P파와 S파의 속도 모두 낮게 나타났습니다. 이것은 백두산 지역과 달리 현재 하부에 대형 마그마방이 존재하고 마그마 물체가 올라오고 있는 유체의 이동 때문에 P파와 S파의 속도가 모두 떨어진다고 볼 수 있습니다. 특히 이곳에서 사용한 지진파는 천발 지진은 물론 다량의 증발 지진 데이터를 활용했기 때문에 심부층 단면도를 더 명확하게 확인해 볼 수 있습니다. 변성암이 된 매우 단단한 규암은 낮은 Vp/Vs를 나타내지만 심부 우너 생수를 포화상태에 있는 심부 단층과 파쇄대 혹은 마그마방 드에 서는 푸아송의 비가 커지기 때문에 Vp/Vs값이 높다는 것이 발견되었습니다.
백두산 토모 그래피는 천발 지진을 사용했으며 데이터가 매우 부족했습니다. 백두산의 마그마 부근에서는 마그마방에서 S파의 속도가 크게 떨어지는 것에 비해 P파의 속도는 주변에 이미 고체화되었기 때문에 변화가 없거나 높게 나타낸 것입니다.산에서 폭발 전에도 S파는 마그마 방에서 크게 떨어지지 마나 P파 속도는 별로 크게 떨어지지 않는 점과 일치합니다.
결국은 이와 같은 현상은 화산 폭발 전 화산 마그마 방에서 융융 상태이므로 S파의 속도가 P파의 속도에 비해서 크게 떨어지기 때문에 푸아송 비와 Vp/Vs 값은 크게 나타납니다.
그러므로 S파의 속도 토모그래피를 위한 S파의 관측은 화산 예보에 매우 중요하다고 확인할 수 있습니다.우수산 폭발 전에 P파의 속도는 높고 S파의 속도 도 떨어져 약 12km에서 Vp/Vs값이 높은 1.8 이상을 나타냈습니다. 이것은 상부 지각 12km 지점에 마그마 방 속에 액체상태의 암석인 액체 함유층이 있음을 의미합니다. 반면에 화산 폭발 직후에서는 Vp/Vs 값이 2km에서 관측되었는데 이것이 액체 함유층의 마그마 방이 약 2km까지 올라와 있다는 것입니다. 폭발 후 마그마 물체가 올라와 있는 상태를 나타냅니다. 지구 내부에서 융융 상태의 고온 암석은 0.22 ~ 0.35에 이릅니다. S파의 감속은 마그마 저장소에 어떤 유체 마그마 물체가 있다는 것을 의미합니다. 높은 P파의 속도의 이상은 마그마 관속에서 마그마 물체의 고체화를 보여줍니다.따라서 높은 P파 속도 이상은 체적 계수의 증가와 관계있고, 낮은 S파 속도 이상은 유체 마그마 물체의 이동 때문에 생기는 강성률의 감소와 관계가 있습니다. 낮은 S파 속도와 높은 P파 속도는 유체의 주입 때문에 강성률 감소와 화산활동 때문에 체적 상수의 증가를 가리킵니다.
원격 지진의 P파와 토모그래피를 이용해서 백두산 화산의 하부지역에서 P파의 속도가 떨어지는 것을 발견했습니다. 따라서 화산 하부지역이나 지열 부지를 통과한 긴 주행시간을 가지고 심부층을 통가 한 광역 지진이나 원격 지진의 실체파의 속도는 감소하는 것이 원칙입니다. 그러나 근접 지진이나 국지 지진을 가지고 비교적 짧은 주행시간과 천부층을 통과한 P파와 S파의 속도는 화산지역에서 증가 현상을 보였습니다.
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