Study on the Characteristics of Gas Hydrate Layers Distributed in the Southern Ulleung Basin, the East Sea

동해 울릉분지 남부해역에 분포하는 가스 하이드레이트층의 특성 연구

To identify and interpret the distribution and the characteristics of the gas hydrate layers in the Ulleung Basin, we have surveyed and gathered the multi-channel seismic data, Chirp sub-bottom profiler, SeaBeam and 12 m piston core samples since 1996. In previous works, high-resolution seismic profiles showed acoustic anomalies such as acoustic void, acoustic turbidity and pock mark which indicate the presence of gas-charged sediments. The patterns of horizontal degassing cracks originated from free methane expansion is the strong indicator of shallow gas-charged sediments in the core samples. The observation of submarine slides and slumps from destabilizing the sediments in the southern part of the Ulleung Basin may also point out that the gas had been released from gas hydrate dissociation during lowstand of sea level. The multi-channel seismic data show BSR, blanking and phase reversal. The gas hydrate layers above which large-scale shallow gases are distributed exist at the depth of about 200 m from the sea-floor with water depth of 2,100 m. From the interpretation of seismic sections in the southern Ulleung Basin, gas hydrate layers occur in the Pleistocene-Holocene sediments. These gas-charged sediments, acoustic anomalies and BSR may be all related to the existence of gas hydrate layers in the study area.

한국해양연구원에서는 1996년 이래로 동해 울릉분지에서 가스 하이드레이트층의 부존 확인과 특성을 규명하기 위하여 다중채널 반사파 탐사, 고해상 천부지층 탐사, SeaBeam 등의 지구물리 자료와 12 m 길이의 시추퇴적물 시료들을 획득하였다. 동해 울릉분지 남부 해역에는 대규모 천부 가스층이 배태되어 있는데 고해상 천부 탄성파자료에 나타나는 음향이상인 음향 공백상, 음향 혼탁상 그리고 포크마크 등으로 확인할 수 있다. 이 해역에서 채취된 시추 퇴적물들은 대기 하에서 가스팽창으로 야기된 균열조직을 보이는데, 이는 퇴적물 내 가스함유를 지시한다. 이 시추 퇴적물들은 저해수면 시기에 가스 하이드레이트 해리로 인하여 생성된 사면사태에 의해서 공급된 쇄설류와 질량류 퇴적물들로 구성되어 있다. 탄성파 단면도 상에서는 해저면 모방 반사면 (BSR), 진폭 공백 및 위상 반전 현상 등이 특징적으로 나타난다. 가스 하이드레이트층은 수심 2,100 m 정도에서 해저면하 약 200 m의 깊이에 위치하며 BSR 상부에는 대규모 천부가스가 존재한다. 탄성파 자료 해석에 의하면 가스 하이드레이트층은 시대적으로 플라이스토세와 홀로세층 사이에 존재한다. 이와 같이 울릉분지 남부 해역에서 관찰되는 가스함유 퇴적물, 음향이상, BSR등은 가스 하이드레이트층의 부존 특성을 보여주고 있다.