Recent Research for the Seismic Activities and Crustal Velocity Structure

Korean Peninsula, located on the southeastern part of Eurasian plate, belongs to the intraplate region. The characteristics of intraplate earthquake show the low and rare seismicity and the sparse and irregular distribution of epicenters comparing to interplate earthquake. To evaluate the exact seismic activity in intraplate region, long-term seismic data including historical earthquake data should be archived. Fortunately the long-term historical earthquake records about 2,000 years are available in Korea Peninsula. By the analysis of this historical and instrumental earthquake data, seismic activity was very high in 16-18 centuries and is more active at the Yellow sea area than East sea area. Comparing to the high seismic activity of the north-eastern China in 16-18 centuries, it is inferred that seismic activity in two regions shows close relationship. Also general trend of epicenter distribution shows the SE-NW direction. In Korea Peninsula, the first seismic station was installed at Incheon in 1905 and 5 additional seismic stations were installed till 1943. There was no seismic station from 1945 to 1962, but a World Wide Standardized Seismograph was installed at Seoul in 1963. In 1990, Korean Meteorological Adminstration(KMA) had established centralized modem seismic network in real-time, consisted of 12 stations. After that time, many institutes tried to expand their own seismic networks in Korea Peninsula. Now KMA operates 35 velocity-type seismic stations and 75 accelerometers and Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources operates 32 and 16 stations, respectively. Korea Institute of Nuclear Safety and Korea Electric Power Research Institute operate 4 and 13 stations, consisted of velocity-type and accelerometer. In and around the Korean Peninsula, 27 intraplate earthquake mechanisms since 1936 were analyzed to understand the regional stress orientation and tectonics. These earthquakes are largest ones in this century and may represent the characteristics of earthquake in this region. Focal mechanism of these earthquakes show predominant strike-slip faulting with small amount of thrust components. The average P-axis is almost horizontal ENE-WSW. In north-eastern China, strike-slip faulting is dominant and nearly horizontal average P-axis in ENE-WSW is very similar with the Korean Peninsula. On the other hand, in the eastern part of East Sea, thrust faulting is dominant and average P-axis is horizontal with ESE-WNW. This indicate that not only the subducting Pacific Plate in east but also the indenting Indian Plate controls earthquake mechanism in the far east of the Eurasian Plate. Crustal velocity model is very important to determine the hypocenters of the local earthquakes. But the crust model in and around Korean Peninsula is not clear till now, because the sufficient seismic data could not accumulated. To solve this problem, reflection and refraction seismic survey and seismic wave analysis method were simultaneously applied to two long cross-section traversing the southern Korean Peninsula since 2002. This survey should be continuously conducted.

국내 지진활동 및 지각구조 연구동향

유라시아판 동남쪽에 위치한 한반도는 판경계로부터 수백 km 떨어진 판내지역에 해당하며, 판내부 지진은 판경계부에서의 지진에 비해 발생하는 지진에 비해 숫자가 상대적으로 적고 크기도 작을 뿐만 아니라 발생 위치도 매우 불규칙한 편이다. 이는 단층의 활동주기가 매우 길다는 것을 의미하므로, 약 2,000년 동안의 지진역사가 기록되어 있는 우리나라는 이들 자료를 정확히 분석하여 역사시대 동안에 발생한 지진의 활동도 및 특성 등을 규명하여야 한다. 역사지진의 자료에 의하면 지진활동은 조선 중기 즉 16-18 세기에 특히 활발했으며 높은 지진활동의 기간은 중국 북동부와 일치하고 있다. 이는 이 두지역의 지진활동이 밀접하게 연관되어 있음을 시사한다. 역사지진 및 계기지진 자료에 의하면 대체로 서해안쪽이 활발하며, 한반도 남동부에서 서북서 방향으로 활발한 양상을 보여준다. 우리나라에서의 근대적 지진관측은 1905년 최초로 인천관측소가 설치되어 광복이전 6개소의 지진관측소를 운영하였다. 그 후 지진관측 공백기를 거쳐 1963년 서울에 세계표준지진계가 설치되었으며 1990 년 초에 기상청은 중앙집중식 12개소의 관측소를 본격적으로 운영하기 시작하였다. 그 후 지속적인 확장을 통해 기상청에서는 속도계관측소 35개소, 가속도 관측소 75개소를, 한국지질자원연구원은 32개소의 속도계관측소, 16개소의 가속도 관측소를, 한국원자력안전기술원은 4개소의 속도계 및 가속도 관측소를, 한국전력연구원은 13개소의 속도계 및 기속도 관측소를 운영하고 있다..27개 지진의 발생원인을 분석한 결과 한반도 및 인접지역에서 발생한 지진의 대부분은 주향이동 단층 운동에 의한 메카니즘과 다소의 역단층 운동이 첨가된 단층운동 특성을 보여준다. 한반도 및 주변에서 단층작용을 일으킨 주응력 방향은 거의 수평한 동북동-서남서 방향으로 같은 판내 지역인 북동부 중국 지역의 주응력 방향과 매우 유사하고 동해 동부와는 상당한 차이를 보인다. 이는 한반도 및 그 주변에서 지진을 일으키는 주응력은 동쪽에서 유라시아판 밑으로 침강하는 태평양판의 영향뿐만 아니라 서남쪽에서 충돌하는 인도판의 영향도 상당히 작용하는 것으로 해석된다. 지각 속도구조는 지진이 발생한 진원의 위치와 지진규모를 정확히 알아내는데 필수적이다. 그 동안 국내 지진관측망 미비, 한반도 내부의 낮은 지진 발생 빈도 등의 이유로 양질의 지진자료를 구하기 어려워 지진자료를 이용한 지각속도 구조에 대한 연구가 극히 제한적으로 이루어질 수밖에 없었다. 그러나 최근에 국내의 여러 지친관측망에서 축적된 지진기록과 반사 및 굴절 탄성파 탐사를 수행하여 종합적으로 지각 속도구조를 규명하기 시작하였다. 이와 같은 인공발파를 이용한 지각속도구조를 규명하기 위해서는 많은 인원과 예산을 필요로 하므로 관련분야의 전문가들의 적극적인 참여가 필요한 상황이다.