• 한국해양학회지:바다
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• 제5권2호
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• pp.95-104
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• 2000

울릉분지의 탄성파 단면에서 반사특성에 의해서 분류된 4개의 단위 퇴적층까지의 심도와 두께를 산출하고 분포도를 작성하였으며, 이를 중력 및 자기이상분포와 대비하여 울릉분지 심부구조의 특성을 해석하였다. 울릉분지 퇴적층은 중앙부에서 3,000-4,000 m이나 국지적으로 6,000m까지 두꺼워 지며, 북동쪽에서 남서쪽으로 두꺼운 지역의 분포가 넓어지는 양상을 보인다. 음향기반은 분지 중앙부에서 5,000 m, 남서단 및 서단에서 최대 7,500 m까지 지역적으로 깊어지며 전체적으로 남서-북동 방향의 긴 저지대를 이루면서 음향기반 상부 퇴적층들의 구조에 직접적인 영향을 주고 있다. 울릉분지 서쪽 및 남쪽 가장자리의 저중력분포는 두꺼운 퇴적층을 갖는 기반함몰대및 대륙-해양의 전이지각의 존재를 반영하며, 특히 기반함몰대는 탄성파 자료에 근거한 것과 같이 국지적이지 않고 북쪽의 한국대지 남단에서부터 울릉분지의 남단까지 주변부를 따라 연속적으로 발달하고 있다. 분지 중앙부에서 고중력이상분포는 북동단이 넓고 남서단쪽으로 좁아지는데, 이것은 고밀도 지각과 맨틀의 천부 존재를 지시한다. 울릉분지 중앙부의 북서부 및 남동부 가장자리를 따라 나타나는 한 쌍의 자기이상 선상분포는 탄성파 자료에서 밝혀진 분지내 기반암 저지대의 경계부와 대체적으로 일치한다. 이 자기선상 분포는 울릉분지가 해저확장하면서 형성된 대륙지각과 해양지각간 전이대의 열개된 지각틈새를 따라 관입 혹은 분출된 일련의 화성암체와 관련이있다. 탄성파 속도 분포가 울릉분지 중앙부에 해양지각이 존재할 가능성을 시사하는 것에 근거한다면 울릉분지내해양지각은 이 한 쌍의 자기선구조를 경계로 그 안쪽인 남서부에서 좁고 북동쪽으로 가면서 120 km까지 넓어지는 한정된 지역에만 분포하는 것으로 해석된다. 분지지각의 남쪽경계가 휘어져 있는 것은 필리핀판 등 해양지각판이 일본열도에 충돌할 때 받은 압축력의 영향으로 울릉분지 지괴가 변형 받았다는 것을 지시한다.

• 자원환경지질
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• 제44권6호
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• pp.493-502
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• 2011

본 연구는 지형자료와 Free-air 중력이상을 이용하여 한반도의 모호면 심도 및 지각두께를 계산하였다. Airy-Heiskanen 지각평형 가설에 근거한 Free-air 중력이상에 포함된 지형중력과 연관성 있는 성분들을 파동수상관분석으로 추출하고 이로부터 보상이 이루어진 상태의 중력효과를 계산하였다. 계산된 결과로부터 반복법을 통한 역산을 이용하여 지각과 맨틀의 경계면인 모호면 심도를 도출하였고 역산 시 기존에 연구된 지진파에 의한 20개의 모호면 심도를 활용하여 포텐셜 필드에서 나타날 수 있는 비유일성의 가능성을 최소화하였다. 최종적으로 모호면 심도와 고도 자료를 더하여 한반도 지각두께를 도출하였으며 한반도 평균지각두께는 32.15 km, 표준편차 3.12 km를 나타내었다. 이 연구에서 구한 남한지역의 모호면과 같은 지역의 타 논문결과들과 비교하였을 때 평균 모호면 심도는 각각 31.08 km, 31.96 km, 33.02 km을 나타내고 표준편차는 1.94 km, 1.62 km, 1.77 km을 나타냄으로 각 연구결과의 통계치는 거의 일치하는 것으로 나타났고 모호면 굴곡 역시 공통적으로 태백산맥과 소백산맥을 따라 모호면이 깊어지고 경상분지는 얕아짐을 확인하였다. 또한 지각 내 중력 이상체의 분포에 대한 정보를 포함하고 있는 지형과 비상관된 Freeair 중력이상을 가지고 지열류량분포와 비교하였다. 저주파성분의 지형과 비상관된 Free-air 중력이상과 지열류량분포를 상관 비교한 결과 높은 양의 상관관계를 나타냈고, 특히, 경상분지지역은 높은 지열류량분포가 암석의 밀도보상으로 인해 모호면의 상승을 가져다 준 것으로 보인다. 이러한 결과는 최근 Kim et al.(2008)에서 언급한 경상분지의 높은 지열류량이 맨틀로부터 야기되는 모델과 부합된다는 사실을 뒷받침해주고 있다.

• 자원환경지질
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• 제31권1호
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• pp.21-29
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• 1998

원주 (KSRS), 인천 (IRIS), 그리고 포항 (PHN)에서 관측한 원격 지진 P파로부터 광대역 수신 함수(Receiver Function)를 이용하여 관측소 하부의 지각 속도 모델을 찾았다. 3개의 관측소에서 기록된 수신 함수 파형으로부터 모호 불연속면에서 전환된 Ps파형을 명확하게 관측할 수 있었다. 각 관측소에서 관측된 수신 함수들은 신호 대 잡음 비 (S/N ratio)를 향상시키기 위해 후방위각과 진앙 거리가 거의 같은 수신 함수들끼리 스태킹(Staking)하였다. 이와 같이 스태킹한 수신함수를 수신함수 역산법 (Receiver Function Inversion Method)을 이용하여 다음과 같은 결과를 얻었다. (1) 포항 관측소에는 후방위각 남동 (SE)과 북서 (NW)방향의 수신 함수 역산 결과 표층으로부터 4~5km에서 고속도층이 존재하며 10 km깊이부터 저속도층 (LVZ)이 존재하고 있다. 그리고 북서 (NW)방향의 원격 수신 함수 역산 결과 약 28km 깊이에 모호 불연속면이 존재하는 것을 찾았다. (2) 원주 관측소에서는 북동 (NE)방향의 원격 수신 함수 역산 결과 천부 지각 속도 구조 양상이 다소 복잡하고 3~4km깊이에 고속도대 (high-velocity zone, $V_p{\simeq}6.8km/sec$)가 존재하는 것으로 나타났다. 이 지역의 평균 지각 두께는 33km 이며, 30~33 km깊이에서 속도가 6.4 km/sec에서 7.9 km/sec로 급격히 변하는 지각-맨틀 경계가 존재하는 것을 알 수 있다. 따라서 Moho 불연속면의 깊이는 33km로 추정된다. (3) 북서 (NW)방향의 수신함수 분석결과 인천 관측소 하부의 지각 속도 모델의 특징으로는 P파의 속도는 표층부터 선형적으로 증가되고 또한 26~29 km 깊이에 P파 속도가 6.2 km/sec에서 7.9 km/sec로 속도가 급격히 변하고 있음에 비추어 Moho 불연속면은 심도 약 29km에 존재하는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권1호
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• pp.1-12
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• 2008

이 연구는 한반도 동해안 일대에 분포하고 있는 주요 온천에 대하여 화학성분, 안정동위원소, 삼중수소 그리고 헬륨과 아르곤 같은 영족기체의 동위원소 특성을 분석하여 온천유형별 온천수의 지화학적 특성을 밝히고, 영족기체의 기원을 규명하고자 하였다. 이를 위하여 동해안 일대의 6개 온천지에서 11개의 온천수 시료와 14개의 가스시료를 채취하여 분석하였다. 온천수의 수리화학적 특성을 보면 오색탄산온천수를 제외한 모든 온천수의 pH는 $7.0{\sim}9.1$ 범위의 약알카리성 내지 알카리성을 보이며 오색탄산온천의 pH는 5.7의 약산성의 특성을 보였다. 온천수의 토출온도는 $25.7{\sim}68.3^{\circ}C$ 범위를 보였으며 전기전도도는 $202{\sim}7,130{\mu}S/cm$의 넓은 범위로 해운대와 동래온천은 평균 $3,890{\mu}S/cm$으로 높은 값을 보인다. 온천을 용존성분에 따른 분류하면 오색, 척산, 백암, 덕구온천은 소량의 유황가스 함유한 알카리성의 Na-$HCO_3$형으로 분류되고, 해운대와 동래온천은 높은 TDS(총용존고형물질)의 해수형 Na-Cl형을 보인다. 그리고 오색탄산온천은 약산성으로 탄산을 함유한 Na-$HCO_3$형으로 분류된다. 연구지역 온천수의 ${\delta}^{18}O$와 ${\delta}D$값은 각각 $-7.8{\sim}-11.7%o$과 $-57.3{\sim}86.4%o$의 범위를 보여 온천수가 순환수 기원임을 지시한다. 위도가 높아질수록 낮은 동위원소 조성 값을 보이는 위도효과가 잘 나타난다. 일부 해수형온천수의 삼중수소 함량은 거의 0 TU에 가까운 값을 보여 최소 약 50년 이상 체류한 물임을 알 수 있다. 오색탄산온천수를 제외한 온천수의 $^3He/^4He$ 동위원소비는 $0.1{\times}10^{-6}{\sim}1.1{\times}10^{-6}$ 범위를 보여, 대기-지각 혼합선보다 상위에 분포한다. 이는 온천수내 He 가스가 대부분 대기와 지각기원이며, 일부는 맨틀기원의 He 가스가 부분적으로 존재한다는 것을 의미한다. 판 경계부에 위치한 일본의 온천수내 He가스는 대부분이 맨틀기원으로 알려져 있어 판 경계부에서 떨어진 우리나라의 경우와 뚜렷한 차이를 보인다. 그러나, 오색탄산온천에서는 대기기원 He 동위원소비보다 2.4배 높은 값인 $3.3{\times}10^{-6}$을 보여주어 지하 심부의 맨틀기원의 가스가 지각상부 대수층까지 공급된 것으로 해석된다. 온천수의 $^{40}Ar/^{36}Ar$ 비는 대기기원의 값과 유사한 범위를 보인다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권2호
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• pp.153-164
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• 2009

경상분지와 경기육괴 지역에서 획득된 총 7측점의 MT 자료를 이용하여 한반도의 광역적인 1차원 심부 전기비저항 구조를 조사하였다. 경상분지에 위치한 측점들은 주변 해양에 의한 왜곡을 보정하기 위해 반복적 텐서 벗겨내기 기법을 이용하여 해양효과를 보정하였다. 총 7측점에 대한 층서 구조 일차원 역산 결과는 천부지층, 상부지각, 하부 지각 및 상부 맨틀, 연약권으로 구분되는 4층 전기비저항 모델을 제시하였다. 이 중 상부지각과 하부 지각의 경계, 즉 콘라드면은 전 측점에서 뚜렷하게 나타났다. 경상분지 지역은 깊이 약 17km, 경기육괴 지역은 약 12km부근에 콘라드면이 존재하였다. 또한 경상분지 지역 상부지각의 전기비저항은 경기육괴에 비해 5배정도 높았다. 마지막으로 연약권은 깊이 약 100km 이하에 존재하며, 200-300 ohm-m의 전기비저항을 갖는 것으로 추정되었다.

• 지구물리
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• 제2권1호
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• pp.27-38
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• 1999

최근 공개된 위성중력을 이용하는 오차 최소화 기법을 적용하여 선상중력내 존재하는 구간 측선간 오차나 교차점 오차를 성공적으로 보정하였으며, 보정된 선상중력을 위성중력과 결합하여 고해상 중력분포를 도출하였다. 오차 최소화 과정에서 울릉분지의 선상중력은 위성중력보다 장주기 성분에서 상대적으로 크게 보정되었으나 단주기 성분은 그대로 보존되었다. 이것은 선상중력이 갖는 단주기의 중력 성분이 훼손되지 않은 채 안정되고 연속성을 갖는 장주기의 인공위성 중력분포에 잘 접합될 수 있다는 것을 보여 준다. 통합된 후리에어이상도는 위성중력의 장주기 성분과 선상중력의 단주기 성분을 모두 표현하므로 해저지형 및 지질분포의 해석에서 보다 상세하고 신뢰성 있는 정보를 제공한다. 후리에어이상은 수심이 깊은 분지 중앙 지역이 해저산이나 대지 등 높은 지형으로 이루어진 분지 주변부 보다 상대적으로 낮게 분포하는 등 전반적으로 해저지형의 분포 경향에 부합되어 변화한다. 그러나 대륙사면을 이루고 있는 분지의 서쪽 및 동쪽 주변부를 따라서는 지역적으로 함몰된 퇴적기반과 두꺼운 퇴적층 및 대륙 주변부에서 특징적인 가장자리 효과로 인한 저이상대가 발달하고 있다. 울릉도 북동부에 위치한 한국대지 및 울릉대지에서 북동-남서방향의 선형분포를 갖는 중력이상은 동해가 열개되는 동안 균열된 지각 사이를 따라 일어난 화산활동의 결과로 형성된 해산이나 관입암체가 선형으로 배열함으로서 기인한 것으로 해석된다. 선형으로 배열된 고중력분포는 울릉대지 서쪽 경계부에서 급구배를 보이는 북북서-남남동 방향의 직선적인 중력분포에 의해 절단되고 있는 데 이 급구배의 중력이상은 울릉대지 서부 경계를 이루는 단층선애에 기인한다. 울릉대지가 서쪽으로 뚜렷한 단층 접촉을 나타내고 있으나 지형적인 형태에 있어서 대비되지 않는 것은 울릉대지가 단층을 경계로 분리되어 이동되어 왔을 가능성을 시사한다. 분지의 중앙 북동부에서는 수심이 깊어지는 데 비해 중력치는 오히려 높아지는 경향을 나타내고 있는 것은 맨틀이 주변부에 비해서 상대적으로 천부에 존재하고 있는 것이 가장 큰 요인이며, 해저지각의 두께가 얇은 대신 지각의 밀도가 주변 대륙보다 높은 데도 기인한다.

• 암석학회지
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• 제9권3호
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• pp.169-186
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• 2000

울산 동부지역 당사리 화산암류는 다량의 안산암질 화성쇄설암류내에 안산암 용암류가 협재되어 산출된다. 안산암은 유상구조와 판상절리가 특징적으로 나타나며, 일부 관입상에서는 소규모 주상절리가 나타나기도 하였다. 화성쇄설암류는 대부분 화성쇄설성 각력암이 우세하면서 응회질각력암, 라필리 응회암 등이 호층으로 반복되어 층상구조를 나타내면서 분포한다. 안산암은 사장석, 보통휘석($Wo_{43.2}$ /$En_{41.0}$ /$Fs_{15.8}$ ), 엔스타타이트($Wo_{2.7}$ , $En_{65.8}$ , $Fs_{31.5}$ )와 각섬석 반정이 특징적으로 나타난다. 본 역 안산암은 분류도에서 서브 알칼리 계열의 안산암 영역에 도시되며, $SiO_2$에 대한$ K_2$O의 성분도에 도시하면 중-K 칼크-알칼리암 계열에 해당한다. 미량 원소 조성과 REE 패턴에서 높은 LILE/HFSE비를 나타내며, 경희토류 원소는 부화되어 있는 특징을 나타내는 데, 이는 본 역의 화산암류가 조산대 화간호에 기인한 암석이며, 섭입과 연관된 마그마로부터 생성되었음을 강하게 지시한다. 지구조판별도에서 지판이 침강 섭입하는 지판 경계부 영역의 칼코-알칼리 계열로 구분된다. 당사리화산임의 기원이 되는 칼크-알칼리 안산암질 마그마는 섭입대에서 상부맨틀 웨지를 구성하는 석류석 페리도타이트의 약 15%의 부분용융에 의해 생성된 현무암질 초생마그마에서 유래하였으며, 마그마의 상승 중 지각내의 쳄버에 머무는 동안 분별정출작응과 지각과의 혼염을 받았음을 유추할 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제44권6호
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• pp.643-654
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• 2023

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.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권1호
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• pp.25-32
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• 2017

이 연구는 동아시아 지역의 지각과 상부맨틀의 3차원 SH파 속도구조 및 지진파 속도 방사 이방성을 알아보기 위하여 수행되었다. SH파 속도모델은 한국과 일본, 중국에 설치되어 있는 광대역 지진관측소에 기록된 지진자료로부터 러브파 군속도 분산 자료를 획득한 후 이를 역산하여 구하였다. 군속도 분산곡선은 총 3,369개의 파선경로에 대하여 다중필터기법을 사용하여, 접선 성분에 기록된 주기 3 ~ 150 초 범위의 러브파 군속도를 획득하였다. 획득한 군속도자료를 역산하여 깊이 100 km까지의 SH파 속도구조를 계산하였다. 10 ~ 40 km 깊이에서 동해지역은 일본지역보다 SH파 속도가 빠르게 나타난다. 고속도 이상이 나타나는 깊이로 판단할 때, 모호면의 깊이는 동해의 경우 10 ~ 20 km 사이, 한반도의 경우에는 35 km 부근에서 모호면이 존재한다고 생각된다. 50 km 깊이에서 동해지역은 강한 저속도 이상이 관측이 되고, 저속도 이상이 나타나는 깊이로 판단할 때, 50 km 부근에 암석권과 연약권의 경계가 존재한다고 생각된다. 연구지역 아래 50 ~ 100 km 깊이에서는 저속도 이상이 광범위하게 관측된다. 지진파 속도 이방성은 35 km 깊이 까지는 평균적으로 SH파의 속도가 빠른 양의 이방성을 보이며, 그보다 더 깊은 깊이에서는 평균적으로 SV파의 속도가 빠른 음의 이방성이 관측된다.

• 자원환경지질
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• 제39권3호
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• pp.235-253
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• 2006

해양탄성파 프로파일을 정밀수심 및 자력자료와 함께 해석하여, 일본열도가 분리되어 동해가 형성된 한반도의 대륙 주변부에서 진행된 리프팅과 지각의 분리 과정을 연구하였다. 한반도의 주변부는 바다쪽으로 리프트분지와 융기된 리프트 측면부, 그리고 경사가 급한 대륙사면이 연속된, 비활성 대륙주변부에서 전형적으로 볼 수 있는 기본적인 리프트구조로 이루어져 있다. 북쪽지역에서는 한반도로부터 연장되고 부분적으로 분절된 대륙지각인 한국대지에서 리프팅이 발생하였다. 한국대지는 상대적으로 넓은 신장지역을 제공하여 많은 수의 리프트를 형성하였다. 한국대지 내에서 두 개의 눈에 띄는 리프트 분지(온누리와 반달 분지)는 주된 synthetic 단층과 더 작은 규모의 antithetic 단층에 의해 형성되어 넓고 대칭적인 구조를 갖는다. 이들 분지에서 변위가 큰 경계단층지역은 볼록한 경사면을 가지며 주향방향으로 지그재그 모양을 보인다. 대조적으로, 남쪽 주변부에는 비대칭적인 반지구로서 하나의 좁은 리프트분지(후포 분지)가 길게 형성되어 있다. 한반도 주변부의 리프팅은 주향이동 운동에 의한 변위가 아니라 대륙사면의 기저부를 따라 발생하였다고 유추되는 지각의 분리에 수직하는 서쪽 및 남동방향의 신장의 결과인 정단층작용에 의해 주로 유도되었다고 해석된다. 리프팅 동안에는 화산작용이 거의 없었으나 해저면 확장의 초기단계에서는 상당한 화산작용이 수반되었으며 이것은 특히 남쪽지역에서 리프트에 의해 유도되는 맨틀대류뿐만 아니라 슬랩에 의해 유도되는 약권의 상승을 반영한다고 보여 진다. 동해의 생성과 관련된 한반도 주변부의 구조 및 화산운동은 후열도 환경에서의 약권 상승에 의해 영향을 받는 화산작용을 수반한 비활성 대륙주변부에서 일어나는 과정으로 설명할 수 있다고 해석된다.