• 지구물리
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• 제7권3호
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• pp.193-206
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• 2004

서태평양 마샬제도 북서쪽 오가사와라 균열대(Ogasawara Fracture, OFZ) 내에 위치하는 세 해저산들에 대해 2003년 망간각 탐사의 일환으로 고해상(3~7kHz) 천부퇴적탐사 자료를 포함한 지구물리 자료를 획득하였다. OFZ은 600 km의 우측방 이동(right lateral movement)을 보이고 축방향에 수직으로 150 km의 폭을 가지며 동 마리아나분지와 피가페타 분지를 분리한다. OFZ은 다른 균열대와는 달리 내부에 다량의 해저산들을 포함한다. OFZ 주변 해저산에서 획득한 음향상의 명확성 연속성 구조 지형 및 위치에 따라 총 가지로 분류하였다: 음향상Ⅰ-1 원양성 퇴적층(뚜렷한 표층반사파와 평행한 지층내 반사파를 갖음), 음향상Ⅰ-2 원양성 퇴적층(뚜렷한 표층반사파와 지층내 투명한 음향층이 존재), 음향상Ⅱ-1 화산 기저암(약한 표층반사파가 존재하고 지층내 반사파가 없음), 음향 상Ⅱ-2 debrite(불분명한 표층반사파와 지층내 투명한 음향층이 존재), 음향상 Ⅱ-3 원양성 퇴적층 혹은 저탁암 (불분명한 표층반사파와 연속적인 지층내 반사파가 존재함), 음향상 Ⅱ-4 저탁암(확산된 형태의 지층내 반사층이 존재함), 음향상 Ⅲ-1 reef build-up complex(작은 규모의 쌍곡선 형태의 표층반사파가 연결되어 나타남), 음향상Ⅲ-2 화산 기저암(큰 쌍곡선의 표층반사파가 다양한 수심에서 연결되어 나타남), 음향상Ⅲ-3 슬럼프(작은 규모의 블록형태나 쌍곡선 형태의 반사파들이 불규칙하게 보임). 해저산의 정상부는 음향상 Ⅰ-1,Ⅰ-2,Ⅲ-1이, 경사면을 따라 음향상 Ⅱ-1,Ⅱ-2,Ⅲ-3이, 분지에는 음향상Ⅱ-3,Ⅱ-4가 우세하게 분포한다 연구지역에서 음향상Ⅱ-2와 Ⅲ-3이 복합적으로 나타나는 사태의 원인은 (1) OFZ 내부에 존재하는 강한 장력에 의해 발생한 균열이나 단층, (2) 정상부에 발생한 단층과 급한 상부경사면일 것으로 추정된다. 해저산 정상부는 음향상 Ⅰ-1과Ⅰ-2가 구분되어 나타나는데, 음향상Ⅰ-2는 해류가 강하여 해류로부터 안정된 암초나 장애물 주위에만 간헐적으로 쌓인 형태이고, 음향상 Ⅰ-1은 해류가 약해지고 활발한 퇴적률을 보이는 시기에 쌓인 형태로 구분된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.80-87
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• 2011

자율무인잠수정은 해수면탐사선에 비해 해저면에 더 가까이 접근할 수 있는 장점을 제공한다. 수심자료, 해저면 물질 정보와 해저면 하부 영상을 얻기 위해서는 자율무인잠수정에 탑재된 다중빔음향즉심기, 해저면영상탐사기 및 천부지층탐사기 등이 유용하게 사용된다. 일본해양연구개발기구는 3000m급 자율무인잠수정 우라시마를 개발하였다. 잠수정의 전력공급용 연료전지시스템의 공학적 개발과 시험과정을 거쳐 우라시마에는 신형 리튬이온전지 시스템이 설치되었다. 잠수정은 초기 공학적인 업무에서 과학적 사용 목적으로 개량되었다. 다양한 과학장비들이 추가되었고 2006년부터 과학적인 목적의 임무수행을 위한 잠항시험이 수행되었다. 2007년 시험운항에서 일본 기이반도 해역 북구마노분지 부근에서 우라시마의 해저면영상탐사기와 천부지층탐사기를 이용하여 고해상 음향영상자료를 획득하였다. 후방산란강도 도면에서는 많은 암설류가 확인되었고, 천부지층탐사단면에서 연구해역의 북동쪽 끝 부근의 하부구조가 확인되었다. 이러한 특징은 최신 선상지의 형성과 관련된 구조를 암시한다. 그러나 남서 해역에서는 해저면 하부 ~20 ms 부근에서 강한 반사층이 존재하는데, 이는 삭박특징으로 해석되며 현재는 더 젊은 해저 퇴적물로 덮여있다. 잠수정의 성능은 지속적으로 향상되고, 우라시마를 활용하여 많은 유용한 결과가 얻어질 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권2호
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• pp.192-198
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• 2009

사이드스캔소나(Side Scan Sonar)와 SBP (Sub-bottom Profiler)는 최근 해양탐사 기술의 발전과 더불어 수중과 해저면, 그리고 해저면 하부에 대한 정보가 필요한 분야에 많이 활용되어지고 있다. 본 연구에서는 사각형 인공어초가 해저면에 분포하는 지역을 대상으로 사이드스캔소나와 SBP를 이용하여 자료를 취득하였다. 취득된 사이드스캔소나 자료에 대하여 디지털 영상처리 기법인 공간영역과 주파수영역에서의 각종 필터링을 적용하여 필터링의 종류와 매개변수에 따른 특징 및 영상분석을 시도하였다. SBP 자료는 이득회수, 디콘볼루션, 스펙트럼 분석, 뮤팅, 구조보정 등의 탄성파 자료처리과정을 거친 후 단면도를 구하였으며, 또한 통계적 특징에 기인한 평균값과 중앙값을 이용한 영상처리 과정을 거쳐 지층의 연속성 향상을 도모하였다. 사이드스캔소나와 SBP 두 가지 자료를 함께 시각화하는 방법을 이용하여 인공어초의 상태 및 구조물의 침하여부를 보다 쉽게 파악할 수 있었다. 또한 샘플링된 해저퇴적물 시료분석 결과와 사이드스캔소나의 Texture Filtering 적용결과, 그리고 천부지층결과의 연계해석을 통해 지층 상부퇴적물의 종류와 분포 및 두께를 파악할 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제31권4호
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• pp.308-314
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• 2017

The purpose of this study was to investigate the sea floor using a seismic profiler in the northern part of Chagwi-do of Jeju Island in order to select the optimal location for the 60-m-class berth of a sea test bed for wave energy converters and provide basic environmental data for designing a suction anchor. The echo types of the seismic profiles were classified based on the study of Kim et al. (2016a), and the location for installing the suction anchor was selected based on a sediment thickness of more than 10 m. The physical properties of the surface sediments were determined by analyzing the sediment samples obtained from 16 grab sample points. Based on the investigation and analysis, we proposed a survey area in the North-Eastern sea as an optimum location for the 60-m-class berth where the suction anchor could be installed.

• 지구물리와물리탐사
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• 제24권3호
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• pp.78-88
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• 2021

지구온난화로 인한 이상기후현상들이 지속되면서 온실가스 배출을 줄이기 위한 방안으로 이산화탄소 포집 및 저장(Carbon Capture and Storage, CCS) 기술이 전세계적인 주목을 받고 있는 가운데, 국내에서는 2017년 포항분지 영일만 해상 CO₂ 지중저장 실증 부지에 소규모의 CO₂를 성공적으로 주입하였다. 하지만 2017년 발생한 포항지진으로 인하여 국내 CO₂ 지중저장 사업의 안전성에 대한 사회적 우려가 심각해지면서 포항분지 영일만 CO₂ 지중저장 실증 사업은 중단되었다. 이 연구에서는 기존 연구에서 활용되지 않았던 해저면 탄성파 탐사자료를 영상화하여, 포항분지 영일만 CO₂ 지중저장 부지의 구조적 적합성을 재확인하고자 한다. 기존의 스트리머(streamer) 탐사자료를 이용한 영상화 결과와 비교하였을 때, 해저면 탄성파 탐사자료에 역시간 구조보정 기법을 적용한 영상에서 지층의 연속성이 개선되는 것을 확인하였다. 새로 획득한 역시간 구조보정 영상을 기반으로, 포항 영일만 CO₂ 지중저장 부지의 저장층으로서의 적합성에 대하여 논의하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제21권2호
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• pp.112-124
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• 2018

해저면 탄성파 탐사는 4성분 수신기를 해저면에 설치하여 자료를 측정하는 자료 취득 기법으로 기존의 탄성파 탐사 자료 취득 기법보다 향상된 품질의 자료를 얻을 수 있다. 그러나 해저면 탄성파 탐사는 자료 취득 비용이 매우 높아 사용할 수 있는 수신기의 개수가 제한된다는 단점이 있다. 자료 취득에 적은 수의 수신기만을 사용하기 때문에 해저면 탄성파 탐사로 취득한 자료는 트레이스 간의 연속성이 떨어지고, 이로 인해 공간 알리아싱 등의 문제가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 수신기 개수가 적은 해저면 탄성파 자료의 영상 품질을 향상시키기 위해 미러 이미징(mirror imaging) 알고리즘을 사용해 키르히호프(Kirchhoff) 참반사 보정을 구현하였다. 미러 이미징 알고리즘을 적용하기 위해서는 상향/하향 파동장을 분리한 후 하향 파동장을 사용해야 하며, 본 연구에서는 P-Z summation 기법을 사용해 파동장을 분리하였다. 수치 예제를 통해 미러 이미징 알고리즘을 사용한 참반사 보정 결과가 전통적인 참반사 보정 결과보다 더 넓은 범위를 영상화 할 수 있음을 확인하였고, 특히 천부 지층에서 그 효과가 뚜렷함을 볼 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.497-500
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• 2007

탄성파 코다 파는 두 수진기에서 기록된 탄성파 자료의 상호상관으로부터 두 신호에 대한 순간응답을 구하고 이로부터 지층정보를 구하는데 이용된다. 여기에서는 인공합성 탄성파 자료와 가스 하이드레이트 현장자료에 적용하여 상호상관 모음도와 가상음원 모음도 (virtual source)를 구하고자 하였다. 인공합성자료는 해저면 탄성파 탐사법 (ocean bottom seismic)을 모델로 이용하여 인공합성 탄성파 단면도를 제작하였으며, 탄성파 코다 파를 살펴보기 위해 인공 OBS 자료 중 첫 번째 트레이스를 가상음원으로 정하고 모든 음원 모음도와 상호상관으로 가상응원 단면도를 제작하였다. 현장자료 적용으로는 해저면 기인 고진폭 반사파인 BSR (bottom simulating reflection)을 포함하고 있는 자료를 선정하여 상호상관 단면도와 가상음원 단면도를 제작하였다. 중합단면도상에 나타난 가스 분출지역은 상호상관 단면도에서도 나타났으며, 중합단면도상 BSR부분은 vs 단면도에서 강한 반사파를 보여줌을 알 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제5권2호
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• pp.143-150
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• 1993

이중 주파수(Dual Frequency)를 사용한 Prototype형 천해 지층 탐사기를 사용하여 얻은 탐사 기록지가 제시되었다. 이중 주파수로는 3.5/100KHz 혹은 15/100KHz를 이용해서 고주파수에 의한 고해상도(High Resolution)을 얻고 동시에 저주파수(3.5~15KHz)에 의한 심층 투과력을 높이는데 본 연구의 목적이 있다. 특히 탐지하는 목표물이 Fresnel 반경에 비해서 매우 작을 때는 쌍곡선형 회절무늬(Hyperbolic Diffraction)가 나타나기 때문에 쉽게 목표물을 찾을 수 있다. 감쇠상수가 큰 모래층은 작은 감쇠상수를 갖고 있는 점토보다 지진파의 투과력을 약하게 만든다. 이와같이 이중 주파수의 동시 운용은 해저 지질. 모래와 점토(Silt/Clay) 분포 오니토 및 해양고고학 유물 탐사에 크게 활용할 수 있다.

• 지구물리
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• 제7권3호
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• pp.207-215
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• 2004

오호츠크해는 동해와 연결된 바다로 세계에서 가장 유망한 가스하이드레이트 부존지역 중 하나이다 오호츠크해의 가스하이드레이트 퇴적층의 지구물리 구조를 규명하기 위해 2003년 8월과 10월 두차례에 걸처 사할린 북동 대륙사면지역에서 오호츠크해 가스하이드레이트 국제공동연구(CHAOS) 탐사가 수행되었다. 이번 탐사에서는 고해상도 천부지층 탄성파 수중음향(hydroacoustic) 자료 등을 획득하였다. 스파커 음원을 이용하여 얻은 탄성파 단면도에는 가스하이드레이트 BSR이 뚜렷하지 않지만 BSR 깊이 부근에 분산적으로 나타나는 진폭이 강화된 반사층들이 관찰되었다. 따라서 사용하는 음원의 주파수에 따라 BSR의 반사특성이 다르게 나타남을 알 수 있다. 또한 BSR깊이에서 해저면으로 상승한 좁은 폭의 가스기둥 (gas chimney)들이 다수 발견되었다. 이 기둥들은 내부음향특성이 전혀 보이지 않는 (wipe-out : WO)그룹과 주변에 비해 상대적으로 강한 반사특성(enhanced reflection; ER)을 보이는 그룹으로 나누어진다. 이런 반사특성 차이는 기둥내에 가스 또는 가스하이드레이트 중 어떤 물질이 집중적으로 충적되었는지에 따라 구별되는 현상으로 해석된다. 수중음향자료에는 지층으로부터 해수중으로 수백 의 높이까지 뿜어져 오르는 많은 가스분출기둥들이 관찰되었다. 가스분출기둥들은 가스하이드레이트 안정영역에 해당하는 상대적으로 깊은 수심에서 관찰된다. 이는 지층의 가스기둥 주변을 둘러싼 가스하이드레이트 퇴적층이 가스가 스며들지 못하는 차단벽을 형성하면서 심부에서 공급되는 가스의 대부분이 가스기둥을 따라 해저면까지 운반되며 이에 따라 가스기둥 위의 표층에서 해수중으로 분출하는 가스분출기둥이 형성된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.626-629
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• 2005

새로운 에너지 자원으로 활용 가능성을 포함하고 있는 가스 하이드레이트를 조사하기 위해 한국지질자원연구원에서는 동해일원에서 탄성파탐사를 실시하고 있다. 탄성파 반사자료로부터 가스 하이드레이트 부존여부를 확인하는 방법은 해저면과 평행하면서 위상이 반대로 나타나는 고진폭 반사파 BSR (Bottom Simulating Reflect ion)과 BSR 상부에서의 진폭감소, 하부에서 진폭증가와 구간속도 감소 등을 들 수 있다. 그러나 고진폭 반사파는 free gas 또는 실리카를 포함하는 퇴적층에서도 발생하므로 이를 구별할 수 있는 방법이 필요하다. 여기에서는 가스 하이드레이트 탐사자료에 대한 일반자료처리와 함께 가스층 존재 유무를 확인하는 방법으로 많이 이용되는 탄성파 복소분석법을 적응하였다. 가스 하이드레이트 부존 유망지역에 대해 순간진폭, 순간진폭에 대한 1차, 2차 미분, 순간위상, 순간주파수 단면도를 제작하여 중합단면도와 비교하였으며 그 결과 순간진폭단면도의 경우 강한 BSR이 나타나는 지층경계면에서 순간진폭변화 차이를 강하게 보였으며, 순간주파수 단면도의 경우 BSR지역에서 고주파에서 저주파수로 변화함을 확인할 수 있었다.