UHF Electromagnetic Perturbation due to the fluctuation of Conductivity in a Fault Zone

단층대의 전기전도도 변동에 의한 UHF 전자기장 교란

ULF geomagnetic field anomalies related to earthquakes have been reported and a mechnism that magnetic field variations could be generated by the induced telluric current due to the high frequency fluctuation of conductivity in a fault Bone have been proposed. In this study, we calculated electromagnetic anomalies using a simple fault model and investigated the possibility of significant perturbation. Since low frequency electromagnetic fields are modulated by the high frequency oscillation of conductivity and the modulated fields are concentrated in a narrow ULF band, the electromagnetic fields in ULF band could be perturbed significantly. The amplitude of electromagnetic field anomaly depends on various factors: the geometry and conductivity of fault zone, the magnitude and frequency of conductivity fluctuation, the resistivity structure of crust or mantle, the frequency bandwidth of observational data and so on. Therefore, it is strongly required to reveal the deep resistivity structure of crust a.: well ah the structure of fault zone and to ,select the optimal observation frequency band for the observation of electromagnetic activities related with earthquakes.

지진 발생을 전후로 ULF대역 지자기장의 진폭이 증가하는 현상이 관측 보고 되고 있으며, 그 원인으로서 단층대 전기전도도의 빠른 변동이 거론되고 있다. 즉 단층대 매질에 유도전류가 발생하면 전자기장의 변동이 발생할 수 있다고 하는 것이다. 본 연구에서는 2차원 단층구조 모델에 대한 수치 계산을 통해 전자기장 교란의 발생 가능성을 살펴보았다. 전기전도도가 ULF 대역의 주파수로 진동하면 낮은 주파수의 전자기장들이 ULF 대역의 주파수로 변조되어 좁은 주파수 대역에 중첩됨으로써 상대적으로 큰 전자기장의 교란을 일으킬 가능성이 있다. 단층대의 전기전도도와 형태, 전기전도도 변동의 크기와 주파수, 지각 및 맨틀의 전기비저항 구조, 관측 전자기장 주파수 대역의 폭 등에 의해 전자기장 교란의 관측가능성이 결정됨을 확인할 수 있었다. 지진과 관련된 전자기적 활동의 관측을 위해서는 단층대의 구조 뿐만 아니라 심부 지각의 전기비저항 구조의 연구가 이루어져야 하며, 관측 주파수 대역의 적절한 선택이 필요하다.