There have been several studies about empirical relation between seismic source parameters(e.g., focal mechanisms, depths, magnitudes, etc.) and T-wave observation. In order to delineate the relation, numerical and theoretical approaches to figure out T-wave excitation mechanism are required. In an attempt to investigate source radiation and wave scattering effects in the oceanic crust on T-wave envelopes, we perform three-dimensional numerical modeling to synthesize T-wave envelopes. We first calculate seismic P- and SV-wave energy on the seafloor using the Direct Simulation Monte Carlo based on the Radiative Transfer Theory, which enables us to take into account both realistic seismic source parameters and wave scattering in heterogeneous media, and then estimate excited T-wave energy by normal mode computation. The numerical simulation has been carried out considering the following different conditions: source types (strike and normal faults), source depths (shallow and deep), and wave propagation through homogeneous and heterogeneous Earth media. From the results of numerical modeling, we confirmed that T-wave envelopes vary according to spatial seismic energy distributions on the seafloor for the various input parameters. Furthermore, the synthesized T-wave envelopes show directional patterns due to anisotropic source radiation, and the slope change of T-wave envelopes caused by focal depth. Seismic wave scattering in the oceanic crust is likely to control the shape of envelopes.

남극 반도 북부에 설치된 임시지진관측소와 세종기지 지진관측소에서 관측된 원격지진을 이용하여 P파의 상부 맨틀 속도 구조 모델링을 하였다. 사용된 자료는 1997년부터 1999년까지 실시된 SEPA (the Seismic Experiment in Patagonia and Antarctica) 연구에 설치된 7대의 임시 광대역 관측소와 IRIS/GSN 영구 관측소인 PMSA, 그리고 칠레 Jubany 기지(JUBA)와 아르헨티나의 Esperanza 기지(ESPZ)에 설치된 광대역 지진관측소에서 관측된 자료를 사용하였다. 모든 관측소가 남극 반도와 남 셔틀랜드 군도에 위치하고 있기 때문에 매우 낮은 신호대 잡음비를 보여주고 있다. 모델링에 사용된 자료는 95개 지진에서 축출한 347개의 P파와 PKP파로 실시되었다. 역산된 상부 맨틀의 속도 구조는 남 셔틀랜드 군도의 북쪽에서 빠르고 브랜스필드 스트레이 지역에서는 느린 속도 구조를 보여주고 있다.

열잔류자화획득은 통계학적 현상으로 해당 개별 광물의 열역학적 반응시간에 좌우되는데, 냉각이 짧은 시간에 완료되는 경우 반응시간이 상대적으로 줄어들게 된다. 따라서 긴 시간에 걸쳐 냉각이 발생하는 경우에 비해 상대적으로 약한 자화를 획득하게 된다는 이론이 제시되었다. 금번 연구에서는 자철석이나 티탄철석을 함유하는 해양지각 암석의 경우, 냉각률이 커지며 자화가 감소하는 경향을 보여준다. 실제 자연산의 해양지각 암석을 사용한 경우, 입자가 미세한 특수한 경우 자화 강도의 10% 정도가 냉각률에 좌우되는 것으로 판단된다. 그러나 평균적인 입도에서는 냉각률이 자화에 미치는 영향이 3%이내이다. 일부 입자 크기가 미세한 해양지각 시료의 경우 냉각률의 자화 기여도가 10%에 이르므로 자화 해석에 주의를 요한다.

북한 지난 2006년 2009년에 두차례 핵실험을 실시하였다. 이 핵실험은 한국, 일본, 중국에 위치한 지진관측소에 높은 신호대 잡음비를 보이며 관측이 되었다. 북한 핵실험의 지진파형 자료를 분석하여 북한 핵실험 특성 파악을 수행한다. 또한 지역지진파의 전파 경로별 변화 특성을 살펴본다. 한반도의 경우, 동해의 지각구조가 급격하게 변화하므로 동해를 가로지는 경로상에 급격한 지역지진파 변화가 관측된다. 이러한 지역지진파의 경로별 변화로 인해 관측소별 판정에 있어 어려움을 야기한다. 여러 관측소 자료를 종합 분석하는 핵실험 탐지 방법을 제시하며, 이를 북한 핵실험에 적용한다. 과거 구소련과 미국의 핵실험 자료와의 차이점을 살펴보고, 북한 핵실험의 탐지의 효율성을 위해 고려해야 할 사항에 대하여 토론한다. 과거 두 번의 북한 핵실험의 특징인 스펙트럼상의 모서리주파수 부근 에너지 강화 현상이 강하게 관측되며, P파의 상대적 강화 현상이 관측된다. 또한 2010년 천안함 침몰사건에 대하여 지진학적 기법을 활용하여 천암한 침몰 원인에 대하여 추정한다. 침몰 사건시간대에 기록된 지진파형 기록을 수집하여 분석한다. 3개의 관측소 지진파형 자료가 분석에 활용된다. 지진파의 분석을 통해 진앙위치를 추정하며, 지진파형에 드러난 특성을 통해 천암함 침몰과의 연관성을 유추한다. 또한, 지진파 진폭과 주파수 특성을 통해 진원 특성과 침몰 원인등을 추정한다.

포텐셜 자료의 해석을 위해서는 상하향 연속을 이용하는 경우가 많다. 빠른 계산과 다양한 적용성 때문에 FFT(Fast Fourier Transform)을 이용한 상하향 연속을 주로 사용하는데, FFT를 적용하기 위해서는 격자망 형태로 얻어진 자료가 필요하다. 현장 중자력 자료는 보통 산발적(scattered)으로 얻어지기 때문에 FFT를 수행하기 위하여 격자망 자료로 변환하는 격자화(gridding) 과정에서 계산적인 오차가 발생한다. 반면 등가샘(equivalent source) 방법은 주어진 자료에 맞는 가상의 샘(source)들의 조합을 생성하고, 구해진 샘들의 조합으로부터 임의의 영역에서 필드값을 구하므로 격자화 과정이 필요없다. 이 연구의 목적은 등가샘 방법의 필요성을 보이고 여러 가지 등가샘 알고리즘을 비교분석하고 현장 자료에 사용하기 적합한 등가샘 방법들을 보여주는데 있다. 그림 1에서 보듯이 FFT를 사용한 상향 연속은 FFT 이론상 전 영역에 대한 적분이 필요하나 현장에서는 일부분의 자료만을 획득할 수 있으므로 상향 연속에서 정확한 자력값으로 연속을 수행하는 것은 불가능하다. 그러나 주어진 값들로 등가샘을 구성하여 상향 연속을수행한 결과는 상대적으로 보다 정확한 해에 도달한다. 또한 등가샘 방법을 이용한 연속의 장점은 그림 2와 같이 얻어진 자료의 높이가 서로 다른 자료를 주어진 높이로 연속을수행할 수 있다는 점이다. 또한 한번 등가샘들을 구성하면 이를 이용하여 격자화, 필터링 등을 해석을 위한 기초 자료처리에 적용할 수 있다.