한국지구과학회지 (Journal of the Korean earth science society)

  • 제44권6호
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  • Pages.643-654
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  • 2023
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  • 1225-6692(pISSN)
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  • 2287-4518(eISSN)
한국지구과학회 (The Korean Earth Science Society)
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고해상도 다중빔음향측심 지형자료 분석을 통한 서필리핀분지의 진화 연구

An Understanding the Opening Style of the West Philippine Basin Through Multibeam High-Resolution Bathymetry

  • 최한진 (부산대학교 지질환경과학과) ;
  • 신현욱 (부산대학교 지질환경과학과)
  • Hanjin Choe (Department of Geological Sciences, Pusan National University) ;
  • Hyeonuk Shin (Department of Geological Sciences, Pusan National University)
  • 투고 : 2023.11.12
  • 심사 : 2023.12.30
  • 발행 : 2023.12.31
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초록

서필리핀분지는 필리핀해판 서쪽 그리고 유라시아판에 위치한 한반도의 남쪽에 위치하여 류큐해구를 경계로 두고 있는 해양 분지이다. 이 분지는 전체 필리핀 판의 절반정도의 크기이며 류큐해구, 필리핀해구를 경계로 유라시아판 하부로 섭입 중이다. 이 분지의 25-50%가 이미 섭입되었고, 분지 남쪽의 경우 연구가 거의 이루어지지 않아 현재까지 분지의 진화과정 해석에 대하여 크게 논란 중에 있다. 이러한 논란을 해소하기 위해 서필리핀분지의 진화과정을 고해상도 다중빔음향측심자료 분석을 통해 확인하였다. 판의 확장과정에서 생성되는 비변환불연속 구조(Non-Transform Discontinuity)는 일반적으로 중앙해령과 수직한 방향으로 생성되는 변환단층 경계와 유사하지만 지각아래 맨틀대류 변화에 의한 마그마공급 불균형으로 해령분절에 변위가 생기며 만들어진다. 고해상도 해저지형도를 제작하여 분석한 결과, 해령전파에 의한 비변환불연속 구조가 크게 발달한 것과 전반적인 심해언덕의 주향이 해령에서 멀어질수록 E-W방향에서 NNW-SSE방향으로 변화하는 것을 확인하였다. 분지 확장 초기에 아마미-산카쿠 분지가 현재의 위치에서 90도 시계 방향으로 회전된 상태로 팔라우분지와 인접해 있다가 분지의 확장이 시작되면서 민다나오 파쇄대를 경계로 팔라우분지와 분리되어 반시계 방향의 회전열개로 확장을 한 것으로 여겨진다. 또한 분지 내 비변환불연속 구조는 ENE-WSW 방향에서 N-S 방향으로 급격한 확장방향의 변화와 동시에 필리핀해판의 드리프트(drift)로 인한 갑작스러운 마그마 공급 변화로 형성될 수 있음을 지시한다. 팔라우분지는 WPB의 남쪽 일부로 간주되었으나, 최근의 연구에 따르면 독립적인 시스템으로 확장한 것으로 밝혀졌다. 퇴적층과 지각의 두께 등 여러 단서들이 팔라우분지가 WPB 확장 이전에 이미 존재했을 가능성을 시사하고 있으나 분지의 진화과정은 여전히 논란이 많다. 서필리핀분지와 필리핀해판의 정확한 진화과정을 이해하기 위해서 팔라우 분지의 연대와 확장 진화에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 고해상도 다중빔음향측심자료 분석을 통해 서필리핀분지의 진화과정에 대한 새로운 정보를 제공하였다. 이러한 정보는 서필리핀분지와 필리핀해판의 정확한 진화과정을 이해하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

The West Philippine Basin, an oceanic basin half the size of the Philippine Sea Plate, lies in the western part of the plate and south of the Korean Peninsula on the Eurasian Plate. It subducts beneath the Eurasian Plate and the Philippine Islands bordering the Ryukyu Trench and the Philippine Trench with 25-50% of this basin already consumed. However, the history of the opening of the basin's southern region has been a topic of debate. The non-transform discontinuity formed during the seafloor spreading is similar to the transform fault boundaries normally perpendicular to mid-ocean ridge axes; however, it was created irregularly due to ridge propagations caused by variations of mantle convection attributable to magma supply changes. By analyzing high-resolution multi-beam echo-sounding data, we confirmed that the non-transform discontinuity due to the propagating rift evolved in the entire basin and that the abyssal hill strike direction changed from E-W to NNW-SSE from the fossil spreading center. In the early stage of basin extension, the Amami-Sankaku Basin was rotated 90 degrees clockwise from its current orientation, and it bordered the Palau Basin along the Mindanao Fracture Zone. The Amami-Sankaku Basin separated from the Palau Basin while the spreading of the West Philippine Basin began with a counter-clockwise rotation. This indicates that the non-transform discontinuities formed by a sudden change in magma supply due to the drift of the Philippine Sea Plate and simultaneously with the rapid changes in the spreading direction from ENE-WSW to N-S. The Palau Basin was considered to be the sub-south of the West Philippine Basin, but recent studies have shown that it extends into an independent system. Evidence from sediment layers and crustal thickness hints at the possibility of its existence before the West Philippine Basin opened, although its evolution continues to be debated. We performed a combined analysis using high-resolution multi-beam bathymetry and satellite gravity data to uncover new insights into the evolution of the West Philippine Basin. This information illuminates the complex plate interactions and provides a crucial contribution toward understanding the opening history of the basin and the Philippine Sea Plate.

키워드

과제정보

자세하고 건설적인 심사를 해 주신 두 익명의 심사위원분들께 감사의 인사를 드립니다. 이 논문은 한국연구재단 세종과학펠로우십(NRF-2021R1C1C2003742), 기초연구실(NRF-2022R1A4A3027001), 대양연구선 지원사업(PEA0084), 2022학년도 부산대학교 신임교수연구 정착금 지원 및 2023년도 정부(교육부)의 재원으로 한국연구재단의 램프(LAMP) 사업 지원(No. RS-2023-00301938)을 받아 수행된 연구입니다.

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