• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.23-23
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• 2010

스발바드 서측에 위치하는 스피츠버겐 하부의 암석권맨틀의 분화시기를 규명하기 위하여, 두 개의 독립적인 방사성동위원소 시스템인 Lu-Hf과 Re-Os 시스템을 스피넬 페리도타이트(spinel peridotite)에 활용하였다. 전암에 대한 Re-Os 계통(Re-Os 에러크론, 알루미노크론, Re-결핍연대 등)은 연구지역의 페리도타이트가 대류하는 맨틀로부터 고기원생대/후기시생대에 분리되었음을 지시한다. 흥미롭게도 이런 연대는 페리도타이트내 단사휘석 결정들에 대하여 얻어진 Lu-Hf 에러크론 연대와 일치한다. 또한 시료 내에 지구화학적으로 기록된 현무암질 액의 결핍정도 역시 계통적으로 위의 연대를 지지한다. 위 연대는 스피츠버겐 서측부에 보고된 가장 오래된 지각의 연대와 일치한다. 따라서 연구지역의 암석권맨틀이 연약권으로부터 분리된 것은 접촉하고 있는 지각과 동시기적으로 이루어진 사건임을 알 수 있다. 연구지역은 팔레오세 이래로 복잡한 지구조적 응력장 변화(압축에서 신장환경으로의 변화)를 겪었다. 그럼에도 불구하고 지각과 커플링된 암석권맨틀이 현존한다는 것은 연구지역내 응력장변화가 대규모의 암석권 디라미네이션(delamination)을 유발하지는 않았다는 것을 의미한다. 그러므로 북극권의 화산활동을 설명하기 위하여 북극권 상부맨틀에 존재한다고 알려진 듀팔(DUPAL) 같은 부화된 물질의 성인으로 일부의 연구자들이 주장하여 온 디라미네이션된 암석권맨틀의 존재는 설득력이 없다고 판단된다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권1호
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• pp.111-126
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• 2009

본 연구의 목적은 판의 경계에 대한 그리기와 면담의 결과를 바탕으로 정신모형의 유형별 분석 준거를 도출하고 이를 근거로 고등학생들의 정신모형을 밝히는데 있다. 이를 위하여 고등학교 2학년 학생을 대상으로 충돌형, 섭입형, 발산형 판의 경계에 대한 그리기 과제와 개별 면담을 병행하여 실시하고 그 결과를 정성적으로 분석하였다. 본 연구의 결과, 판의 경계에 대한 고등학생들의 정신모형의 유형은 소박한 모형(naive model), 불안정 모형(unstable model), 인과적 모형(causal model), 개념적 모형(conceptual model)의 4가지로 분류되었다. 이러한 정신모형에 대한 분석 준거는 판과 맨틀을 구분하는지, 판과 하부 맨틀의 이동을 파악하는지, 판의 경계 지형의 특징을 인식하는지, 맨틀의 대류와 지형의 특징을 관련짓고 있는지 등의 요인이다. 판의 경계에 대한 '소박한 모형'과 '불안정 모형'을 지닌 학생들은 맨틀의 대류와 지형의 생성원인을 관련짓지 못한 반면, '인과적 모형'과 개념적 모형'을 지닌 학생들은 판의 경계에서 맨틀 대류와 지형의 생성과의 인과 관계를 인식하고 있었다. 정신모형 유형에 따라 꼭꼭 획득의 방법에 관한 학생들의 믿음을 조사한 결과, 소박한 모형과 불안정 모형을 지닌 학생들은 외부적인 권위에 의존하는 경향을 나타내었다.

• 대한지리학회지
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• 제47권3호
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• pp.328-346
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• 2012

본 연구는 한반도의 신제3기 이후 융기 운동에 관한 발생 요인을 탐구하고자 육상의 고해수준 기록들과 북동 아시아 일대의 심발 지진 자료를 분석하였다. 지구조적으로 한반도를 포함한 북동 아시아의 동쪽 연변부는 태평양 판, 필리핀해 판 그리고 유라시아 판이 함께 경계하는 복잡한 서태평양 섭입대의 후배호 지역에 위치하고 있다. 서태평양 섭입대의 지진 자료 분석은 한반도의 융기 패턴이 서태평양 섭입판의 활동과 관련된 심발 지진의 발생 범위를 잘 반영하고 있다. 지구과학 제 분야의 기존 연구 성과들을 종합적으로 고찰해 볼 때, 한반도를 비롯한 동북 아시아 동연변부 해안 지역을 따라 나타나는 대륙 융기 현상은 서태평양 섭입대의 맨틀 하강에 의해 발생하는 소규모의 맨틀 대류에 의해 진행되고 있는 것으로 판단되며, 융기 운동의 시작 시기는 마이오세(ca. 23 Ma) 이후의 시기로 판단 된다. 한편, 한반도 내에서 확인되는 동-서 그리고 북-남 방향의 최대 압축 응력들은 판 경계 응력에 대응하는 현생 응력 체계와 잘 일치한다. 이는 판 경계 응력에 대응한 암석권 최상부의 지각 변형이 또한 최근 수 백 만년의 시간 내에서 한반도의 융기를 가속시키는 것으로 보여진다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제24권2호
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• pp.35-44
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• 2021

파이썬은 다른 정적 언어(예, C, C++, FORTRAN 등)에 비해 실행 속도가 느리기 때문에 대규모 반복이 필요한 지구동역학 코드를 작성하는데 적합하지 않은 것으로 인식되어 왔다. 그러나 파이썬의 계산 속도를 향상시키기 위해 Just-In-Time (JIT) 컴파일 등과 같은 많은 고속화 수단이 개발되었다. 우리는 파이썬을 기반으로 JIT 컴파일러에 최적화된 맨틀 유동 지구동역학 코드를 개발했다. 코드는 지구동역학 분야에서 널리 사용되는 PIC (Particle-In-Cell) 방법과 유한요소법을 결합하여 맨틀 대류를 수치 모사하며, 코드의 신뢰성을 정량적으로 평가하기 위해 잘 알려진 2차원 맨틀 대류 문제를 벤치마킹했다. 수치 모사 결과, 제곱근 평균 제곱 속도와 넛셀 수가 이전 연구와 거의 일치함을 확인했다. JIT 컴파일러를 적용한 코드는 적용하지 않았을 경우와 대비해 계산 속도가 PIC 방법에서 최대 258배, 전체 행렬 조립 과정에서 최대 30배 향상했다. 따라서, 이번 연구는 파이썬의 계산 성능이 JIT 등의 가속기를 이용하여 충분히 향상되며, 많은 지구 동역학 문제를 해결하는데 활용될 수 있음을 제시하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제37권1호
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• pp.62-77
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• 2016

초기의 판 구조론에서 지각 판은 연약권 위에 떠서 맨틀의 움직임에 따라 움직이는 수동적인 모습으로 그려졌고, 자연히 해령에서 발산되는 힘이나 암석권 하부의 맨틀 견인력(drag force)이 판을 움직이는 주된 원동력으로 묘사되었다. 하지만 최근 여러 연구들은 판의 이동을 일으키는 원동력이 맨틀의 대류보다는 섭입대에서 침강하는 판이 만드는 섭입판 인력(slab pull)이라고 보고 있다. 최근 학계는 무거운 해양판과 주변 연약권의 밀도 차이가 섭입판 인력의 핵심이라고 설명한다. 해양판의 높은 밀도는 중력에 의해 판이 해구에서 맨틀 속으로 가라앉는 원인이 되며, 이것이 판이 움직이는 가장 큰 원동력을 발생시키는 것이다. 이러한 연구 결과들을 바탕으로, 본 연구는 고등학교 지구과학 교과서의 관련 내용을 검토하고 최근 수십 년 간의 서술 경향을 분석하였다. 그 결과 5차 교육과정 이래로 지금까지 거의 대부분의 고등학교 교과서가 맨틀 대류를 판 이동의 주 원동력으로 서술하고 있다는 것을 확인하였으며, 이는 대학교 교재가 개정판을 통해 새로운 학설을 꾸준히 제시해온 것과 대조적인 모습이라 할 수 있다. 따라서 학생들에게 더욱 정확한 학술적 정보를 제공하기 위해 이와 같은 새로운 판 구조론 내용이 해당 교과서 관련 단원에 추가되어야 할 것이다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.43-50
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• 2001

A horizontal mantle heat exchanger for a thermosyphon-driven SDHW(solar domestic hot water) was numerically simulated and fluid flow and heat transfer in the annulus of the mantle heat exchanger were quantitatively investigated. The Reynolds number, the location of the inlet, and the gap of the annulus were selected as the important design variables. The effects of the design variables on the heat transfer characteristics were thoroughly studied. Based on the numerical results, a correlation for predicting the heat transfer coefficient was suggested as the conclusion of this study.

• 한국지형학회지
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• 제19권3호
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• pp.153-163
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• 2012

지구 지표는 암석권 내 혹은 암석권 하부의 다양한 동적 원인에 의해 수직적으로 변형될 수 있으나, 판 내부 지역에서 발생하는 다양한 수직적 지각 변형의 원인과 매커니즘을 구분해내는 일은 여전히 지구과학 분야에 있어 기초적인 도전의 영역으로 남아있다. 이러한 과학적 도전에 있어 가장 중요한 전제 조건은 다양한 지구조 환경에서의 보다 많은 대륙 지각 변형 사건들을 파악하고 시 공간적 패턴을 구분해보는 일이 될 것이다. 본 연구는 최근의 연구 성과들에 바탕하여 한반도의 신생대 신제3기 이후 융기 운동을 포함한 판 내부 대륙 지각에서 발생하는 다양한 수직적 변형 사건들의 다양한 지구역학적 요인들을 설명하고자 하는데 그 목적을 두고 있다. 궁극적으로 지구지표 형태와 지구 내부 활동간의 상호작용에 대한 이해는 지구 내부 활동의 다양한 신호들을 보여주는 이상적인 프리즘으로서 지표 지형의 중요성을 보여 줄 것으로 확신한다.

• 대한지리학회지
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• 제49권2호
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• pp.200-220
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• 2014

본 연구는 불분명하게 이해되는 경동성 요곡운동의 개념적 정의를 재검토하고, 현재까지 학계에서 통용되는 일반적 수준의 진술들을 비판적으로 검토하고 있다. 경동성 요곡운동의 재정의, 시간설정, 운동의 속성 그리고 발생요인과 과정에 대한 새로운 모델 제시가 주요 내용이다. '신생대 제3기 경동성 요곡운동'으로 흔히 일컬어지는 한반도 신기지반운동은 최소한 신제3기(23 Ma) 이후 진행된 동해안 지역의 융기-서해안 지역의 침강 패턴의 조륙운동으로 구체화시킬 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 융기-침강의 지역적 경계는 한반도에 국한된 것이 아니라 중국 동북부 지역과 러시아 남부 지역에 걸쳐 광역적으로 분포한다. 이러한 융기-침강운동의 발생동력은 가설적으로 서태평양 섭입대의 활동과 관련한 맨틀 대류의 결과물로 설명하는 것이 가장 합리적이며, 판 경계 응력에 대응한 단층활동은 제4기 이후 한반도의 지역적 융기를 가속화시킨 것으로 볼 수 있다. 한반도 서해안의 현생 융기운동과 같이 여전히 남아있는 논쟁적인 부분들에 대한 보다 정교한 논의들은 현장에서부터 그 실체를 확인하는 작업이 선결되어야 할 것이다.

• 지구물리
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• 제2권1호
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• pp.9-26
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• 1999

동해의 남서해역에 위치하는 울릉분지의 지각은 정상적인 해양지각보다 두꺼워서 과연 해양지각인지 아니면 얇아진 대륙지각인지가 불분명하다. 울릉분지의 지각구조와 그 특성을 정확히 모르는 가운데 분지의 진화에 관한 서로 다른 모델들이 제시되고 있음에 비추어 이 논문에서는 심부 탄성파 탐사자료를 이용하여 울릉분지의 지각구조와 특성을 밝히고 형성에 대한 단서를 제시하고자 한다. 울릉분지 지각의 두께는 10 km로서 정상적인 해양지각보다 두꺼우나 해저면 지진계 자료의 -p 분석과 2차원 파선추적을 기초로 하는 해석의 결과는 다음과 같이 해양지각의 특징을 가짐을 지시한다. (1) 울릉분지의 지각은 깊이에 따른 속도와 속도구배(velocity gradient)의 분포에서 상부층과 하부층으로 구성되는데 이들은 각각 전형적인 해양지각을 이루는 층단위 2 (layer 2)와 층단위 3 (layer 3)과 일치한다. (2) 상부층과 하부층 사이에는 약 1 km 구간에 걸쳐 5.7-6.3 km/s의 속도를 갖는 층을 관찰할 수 있는데, 이 것은 해양 층단위 2와 3 사이의 전이층으로 알려진 층단위 2C를 나타낸다. 그러므로 전형적인 대륙지각의 특징을 보이는 남서 일본열도가 늘어나면서 울릉분지가 형성되었다고는 볼 수 없다. 대신, 지각의 속도와 두께는 맨틀플룸의 바로 위가 아니라 그 주위에서 형성되는 정상보다 뜨거운 맨틀대류권내에서 발생하는 해저면확장에 의해 울릉분지가 형성되었음을 지시한다. 울릉분지의 형성에 영향을 미친 맨틀플룸은 중국 북동부에 존재하였을 것으로 추정되는데 이러한 논리는 울릉분지내와 그 주변에 분포하는 화산암의 형성시 맨틀플룸의 영향을 받았다는 지화학적 추론과 일치한다. 따라서 이 논문에서는 동해 남서부의 열림이 일본열도의 늘어남에 의한 것이 아니라 해저면 확장과 맨틀플룸의 영향을 받은 것임을 제시한다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.53-53
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• 2010

지표위의 어떤 지점에서의 지구자기의 수평분력 방향과 진북방향 사이의 각을 편각(Declination)이라고 정의한다. 쉽게 말하면 편각은 나침반의 자침이 가러 키는 방향과 진북방향과의 사이 각을 말한다. 대부분의 사람들은 나침반의 자침이 북자기극(North magnetic pole)을 가러킨다고 잘못알고 있다. 지구 다이나모설(Geodynamo theory)에 의하면 주로 철(약 90%)로 구성된 외핵 속에서 계속 생성 유지되고 있는 복잡한 (각각 나선형(helical)의 회전축에 대체로 평행하거나 평행하지 않은) 대류(Convection currents)에 수반하는 전류가 복잡한 지구자기장을 형성한다. 지표상에서 측정한 지구자기장의 자료를 Spherical harmonic analysis 으로 분석하면 한 개의 커다란 쌍극자(Dipole) (Inclined geocentric dipole 또는 주된 자기장(Main field) 이라고 부름), 적도쌍극자(Equatorial dipole), 4극자 (Quadrupoles), 8극자(Octupoles) 등의 여러 개의 크고 작은 쌍극자들의 총합이 지구자기장의 근원인 것처럼 해석되고 있다. 어떤 지점에서의 지구자기장의 방향은 외핵에서 생성된 천체 자기장에서 Main field를 제거한 나머지 자기장과, 상부 맨틀(upper mantle), 지각 및 지표상에 존재하는 인공 물체 또는 암석 및 광석 등의 잔류자기 및 유도자기 그리고 지형 등의 영향으로 결정된다. 어떤 지점에서의 지구자기장의 방향은 태양풍(Solar wind)과 전리층 사이의 상호작용 등의 외부자장(external field)의 영향도 받는다. 비쌍극자 자장(Non-dipole field)은 지표상에서 측정되는 총자기장에서 외핵에서 생성된 주된 자기장(Main field) 즉, 지구의 회전축에서 약 11.5도 기울어진 쌍극자 자장을 제거하고 남는 자기장을 말한다. 따라서 편각은 비쌍극자자장의 영향을 가장 많이 받는다. 비쌍극자 자장은 정지한 상태의 자장(standing field) 과 매년 서쪽으로 약 0.2도 움직이는 Westward drift하는 자장으로 크게 두 가지로 구분된다. 쌍극자 자장의 방향은 매우 느리게 변하지만 그 세기는 현재 비교적으로 빠르게 약해지고 있다. 비교적으로 매우 빠르게 변하는 비쌍극자 자장의 변화를 영년변화(Secular variation) 이라고 한다.