• 자원환경지질
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• 제46권3호
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• pp.207-214
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• 2013

2012년 통가해저열수광상 개발 사업의 일환으로 통가아크 해저산 TA25에서 ROV와 GTV를 이용하여 열수황화물광체를 채취하였다. 채취된 광체 중 본 연구에서는 약 $200^{\circ}C$의 열수분출을 보인 고온성 활성침니(ROV01), $80^{\circ}C$의 열수분출을 보인 저온성 활성침니(GTV01), 그리고 비활성침니(ROV02)를 이용하여, 암석자기학적 특성을 규명하고 이를 바탕으로 광체의 진화과정을 알아보고자 하였다. ROV01의 자기적 특성은 주로 자류철석에 의해 나타나며, GTV01의 경우 광체내부는 자류철석이 주로 나타나지만 외곽으로 갈수록 자류철석과 적철석이 혼재하게 된다. 비활성침니인 ROV02는 오랜 산화작용으로 인해 외곽에서 적철석뿐만 아니라 침철석이 자류철석과 함께 나타나고, 최외곽에서는 magnetotactic bacteria의 작용에 의해 자철석이 존재한다. 포화잔류자화(saturation magnetic remanent magnetization, SIRM), 비자기이력잔류자화(anhysteretic remanent magnetization, ARM)/SIRM으로 나타낸 자성광물의 함량과 입자크기 변화는 침니의 특성에 따라 뚜렷한 차이가 난다. 고온의 ROV01에서 가장 적은 함량과 작은 입자크기를 보이며, 저온의 GTV01에서 점차 증가하다가 비활성침니인 ROV02에서 가장 높은 함량과 큰 입자크기를 나타내게 된다. 이러한 결과는 자성광물의 종류, 함량, 입자크기 변화 등의 암석자기학적 특성을 이용하여 기존 광물학적 접근방법으로 추적에 한계가 있었던 열수황화물광체의 진화과정에 대한 정보를 획득할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권7호
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• pp.13-28
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• 2015

본 연구에서는 잔류간극수압의 추정에 관한 기존의 해석해에서 지적된 오류를 수정한 Lee et al.(2015a)의 연구결과를 진행파와 흐름의 공존장으로 확장한다. 이 때, 흐름이 없는 경우를 대상으로 한 Lee et al.(2015a)의 이론결과에 흐름에 의한 입사파의 주기와 파장의 변화를 고려하여야 한다. 검증에서는 Laplace 변환법으로부터 무한 두께의 경우에 대해서만 해를 제시한 Jeng and Seymour(2007)의 해석해와 Fourier 급수전개법에 의한 본 해석해의 두 결과를 비교하여 각각 상이한 형태를 갖는 두 해석해의 결과가 완전히 동일하다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 유한, 무한 및 얕은 두께의 해저지반에 대한 각 해석해에 흐름속도의 크기와 방향, 지반두께 및 입사파 주기 등을 변화시켜 잔류간극수두의 변화특성을 면밀히 분석 검토하였다. 제시되는 각 해석해에서 지반두께의 변화에 의해 유한 두께의 토층에서 얕은 두께로의 점근적인 접근은 가능하지만, 무한 두께로의 접근은 불가능하며, 유한 두께와 무한 두께의 사이에는 동일한 토층 두께에 대해서도 서로의 결과가 일치하지 않는 경우가 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제47권5호
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• pp.533-540
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• 2014

동해의 주요 어장이고 레저 관광과 동해 해양환경 연구 등에서 매우 중요한 역할을 하고 있는 후포퇴 왕돌초 주변해역에 대한 정밀해저지형을 분석하고, 해저면 영상 자료 및 퇴적물 입도 결과를 이용하여 해저면 특성을 분류하였다. 후포퇴는 동해의 해안선과 평행하게 나타나며 가장 수심이 얕은 지역은 후포항 동쪽에 위치하고 있는 왕돌초 지역이다. 이 왕돌초는 셋잠(북쪽), 중간잠(중간), 맞잠(남쪽)이라는 3개의 봉우리로 구성되어 있다. 세 개의 봉우리 중 가장 수심이 낮은 지역은 중간잠으로 약 6 m의 가장 얕은 수심을 보이고, 북쪽의 셋잠은 약 8 m, 남쪽의 맞잠은 약 9 m의 수심에서 가장 얕은 지역이 나타난다. 왕돌초의 세 봉우리 주변으로는 얕은 해저지형을 보이며 복잡한 지형 기복과 많은 암반들이 산재한다. 그 암반들 사이 및 북동쪽의 평탄면과 급경사면의 서쪽 주변부로는 모래질자갈/자갈질모래 등의 비교적 굵은 조립질 퇴적물이 관측된다. 왕돌초 서쪽으로는 불규칙한 지형보다는 지형 기복이 감소하고 급격한 경사면이 존재하며 후포분지와 연결되는데 이 후포분지 지역은 니질/실트질 모래류의 퇴적물이 나타난다. 왕돌초 주변의 정밀해저지형과 해저면 특성 분석자료는 향후 왕돌초 해역의 해양환경연구 및 생태계의 지속적 이용을 위한 관리에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.70-77
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• 2015

본 논문은 수중 로봇 위치추정을 위하여 무향 칼만 필터 방법을 제안한다. 이 방법은 해저 지형 정보와 로봇으로부터 수심측정을 비교한다. 해저 수심 범위의 측정을 위해, DVL 센서를 이용한다. 일반적으로 DVL은 로봇의 속도 정보와 4개의 거리 데이터를 획득한다. 확장 칼만 필터는 지형 수심 범위 측정을 위해 자코비안을 유도하기가 가능하지 않기 때문에 지형정보를 이용한 방법에는 유용하지가 않는다. 파티클 필터는 자코비안을 필요로하지 않고, 비선형 및 비 가우시안 시스템에 좋은 해결책이지만 연산량이 많은 단점이 있다. 본 논문에서는 무향 칼만 필터와 파티클 필터의 위치추정 성능과 처리 속도를 비교한다. 수중 네비게이션에 사용되는 무향 칼만 필터 방법은 일부 있지만 해저 지형 정보를 이용한 방법은 극히 드물다. 특히, 제안된 방법은 수백개의 스캔 범위 데이터를 사용하지 않고 4개의 범위 데이터만을 이용한다. 본 논문에서는 4개의 거리 데이터를 가지고 해저 지형을 기반을 둔 위치추정을 위한 무향 칼만 필터 방법의 접근 가능성을 보인다.

• 자원환경지질
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• 제43권5호
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• pp.455-466
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• 2010

한국이 현재 탐사하고 있는 해저광물자원의 유형은 망간단괴, 망간각, 다금속황화광체 등으로 구분된다. 망간단괴에 함유되어 있는 주요 희소금속은 Pt로 지각함량 대비 최대 400 배까지 부화되어 있다. 망간단괴의 총 희토류 함량은 0.037~0.302 REO %, 평균 0.12 REO %를 보인다. 망간각의 주요 희소금속은 Te 및 Pt로 각각 10800 배, 150배 정도의 부화량을 보인다. 총 희토류 함량은 0.013-0.387 REO %, 평균 0.18 REO %로 망간단괴 보다 다소 높은 함량을 보인다. 다금속화황광체의 주요 희소금속은 Se 및 In으로 각각 1300 배, 110 배의 높은 부화량을 보이며, 금(0.8~26.3 g/t), 은(0.9~348.0 g/t) 등의 귀금속이 함유된다. 해저광물자원에 함유되어 있는 희유금속은 채광 예상 금속 종인 Co, Ni, Cu 등의 채광 경제성을 높여 줄 것으로 생각되며 첨단산업을 위한 희유금속 확보 차원에서 의미가 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권6호
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• pp.689-697
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• 2020

위험유해물질(HNS, Hazardous and Noxious Substances)은 해상운송 과정에서 다양한 사고에 노출되어 있어 많은 양이 바다에 유출될 우려가 있다. HNS 유출에 따른 해양환경의 손상은 유류 유출에 의한 손상보다도 훨씬 큰 것으로 알려져 있다. 특히 해저로 침강하여 침적되는 HNS는 해저생태계에 돌이키기 어려운 피해를 주게 되므로, 반드시 회수되어야 한다. 해저로부터 HNS를 회수하기 위해서는 해저침적 HNS에 대한 정확한 탐지, 안정화 처리 및 회수를 위한 절차와 장비가 필요하다. 그 중에서도 기계적 회수장치를 개발하기 위해서는 성능지표를 이용하여 성능요건을 선정하고, 이를 토대로 기계적 회수장치에 대한 개념설계가 이루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 해저침적 HNS의 회수 절차에서 요구되는 기계적 회수장치에 대한 개념설계안을 제시하였다. 개념설계안으로 해저침적 HNS를 회수하기 위한 기본 시나리오를 제시하고, 자체적 밀폐 성능을 가지는 흡인 기초를 활용하는 방안을 채택하였다. 기계적 회수장치는 흡인 기초, 오염 방지, 펌프 시스템, 제어 시스템, 모니터링 장비, 위치정보 장비, 이송 장비, 탱크로 구성된다. 이러한 개념설계안은 기계적 회수장치의 부품 및 형상을 결정하는 기본설계에 반영되어 활용될 것으로 기대된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권3호
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• pp.184-191
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• 2011

부유식 파력발전시스템의 필수요소인 계류시스템에 관한 초기 설계를 수행하였다. 국내 외에서 개발된 부유식 파력발전장치용 계류시스템 사례를 살펴보았으며, 계류시스템 구성 요소에 대하여 분석하였다. 계류시스템의 요소인 앵커와 계류선에 대하여 초기 설계를 수행하였는데, 계류선은 주로 해저면 위에 얹혀 있는 고중량 부분과 부체에 매달려 있는 저중량 부분으로 나누었다. 앵커와 연결되어서 주로 해저면 부근에 있는 일부분은 고중량 체인을 사용함으로써, 부체로부터 전달되는 강제가진에 의한 동적에너지를 감쇠시킬 수 있으며, 앵커의 중량과 부피를 줄일 수 있다. 또한 체인의 모든 부분이 해저면 위로부터로 들려 올려질 경우 앵커에는 수평력과 수직력이 작용하여 앵커의 지지력이 감소하게 되는데, 고중량 체인을 앵커 부근에 배치함으로써 이를 방지할 수 있을 것이다. 부체와 해저면 사이에 매달리는 부분은 저중량 체인을 사용함으로써, 체인의 자중과 거동이 부체의 에너지 생산 기능에 영향을 최소로 미치게 할 수 있을 것이다. 초기 설계된 계류시스템 모델의 안전성 평가를 위하여 정적 및 거동 해석을 수행하였다. 태풍 등의 열악한 해양환경 조건에서 앵커 부근의 체인 장력도 앵커의 지지력을 초과하여 설계된 앵커는 수평 이동되어 기능을 수행하지 못하게 될 것으로 예측되었다. 따라서, 앵커는 중량을 증가시키거나 지지력을 증대시킬 수 있는 방안이 강구되어야 할 것이다. 본 연구 결과는 향후 기능성과 안전성을 만족시키는 계류시스템의 상세 설계를 위한 자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제36권4호
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• pp.383-394
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• 2014

The surface sediments from the manganese nodule exploration area of Korea in the Clarion-Clipperton fracture zone were investigated to understand the resource potential of and emplacement mechanism for rare earth elements (REEs). The sediments are categorized into three lithological units (Unit I, II and III from top to bottom), but into two groups (Unit I/II and Unit III) based on the distribution pattern of REEs. The distribution pattern of REEs in Unit I/II is similar to that of Post-Archean Australian Shale (PAAS), but shows a negative Ce anomaly and enrichment in heavy REEs (HREEs). In Unit III, the HREE enrichment and Ce anomaly is much more remarkable than Unit I/II when normalized to PAAS, which are interpreted as resulting from the absorption of REEs from seawater by Fe oxyhydroxides that were transported along the buoyant plume from remotely-located hydrothermal vents. It is supported by the PAAS-normalized REE pattern of Unit III which is similar to those of seawater and East Pacific Rise sediments. Meanwhile, the PAAS-normalized REE pattern of Unit I/II is explained by the 4:1 mixing of terrestrial eolian sediment and Unit III from each, indicating the much smaller contribution of hydrothermal origin material to Unit I/II. The studied sediments have the potentiality of a low-grade and large tonnage REE resource. However, the mining of REE-bearing sediment needs a large size extra collecting, lifting and treatment system to dress and refine low-grade sediments if the sediment is exploited with manganese nodules. It is economically infeasible to develop low-grade REE sediments at this moment in time because the exploitation of REE-bearing sediments with manganese nodules increase the mining cost.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권5호
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• pp.408-417
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• 2007

최근, 해수욕장으로서의 기능 창출 뿐만 아니라 해안공간의 이용 및 개발에 따른 자연해변의 소실을 대체할 수 있는 인공해변이 건설되고 있다. 그리고, 파랑작용에 의한 매립토사의 유출로부터 인공해변을 보호하기 위한 구조물이 필요하며, 일반적으로 호안이 주로 건설된다. 해저지반 상부에 건설되는 호안의 안정성을 위하여 필히 검토되어야 할 사항 중의 하나가 호안 배후의 지하수위 거동이다. 그러나, 비선형파랑과 지하수위의 거동특성이 인공해변의 토사유출 및 구조물의 안정성에 중요한 요소로 작용함에도 불구하고 이에 대한 연구는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 비선형파랑과 호안 및 지하수위로 인한 흐름간의 동적 상호작용을 살펴보기 위하여 정수위와 지하수위와의 차이를 고려할 수 있는 수치파동수로를 개발하였다. 개발된 수치파동수로를 이용하여, 지하수위 변화가 호안 주변 지반내의 수리학적 특성에 미치는 영향을 살펴보았고, 지하수위의 변화에 따른 파동장 및 간극수 흐름, 간극수압 및 와도를 수치적으로 재현하였다. 결과로부터 지하수위의 변화에 따른 호안 주변 지반내의 수리학적 특성들이 어떻게 영향을 받는지 알 수 있었다.

• Ocean and Polar Research
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• 제42권1호
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• pp.49-61
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• 2020

We analyzed the morphological characteristics of OCC (Ocean Core Complexes) in the middle part of the Central Indian Ridge (MCIR) using high-resolution geophysical data recorded on the Deep-Tow SideScan Sonar IMI-30 system. In terms of slope-gradient variations calculated from the high-resolution bathymetry data, the normal faults formed by seafloor spreading were associated generally with slopes > 30° and resulted in high backscatter intensities, which reflect more topographic effects than acoustic medium variation. However, the areas associated with gentle slopes < 10° tend to show the backscatter intensities reflecting the acoustic characteristic of the medium. We show that the detachment faults exposing the OCCs were initiated with high-angle normal faults (58°) exhibiting outward and inward dips of a breakaway zone. In order to examine the spatial distribution of OCC structures, we characterized the transition from magmatic-dominant seafloor with abyssal hills to tectonic-dominant seafloor with OCC using the down-slope direction variation. The slope direction of the seafloor generally tends to be perpendicular to the ridge azimuth in the magmatic-dominant zone, whereas it becomes parallel to the given ridge azimuth near the OCC structures. Therefore, this spatial change of seafloor slope directions indicates that the formation of OCC structures is causally associated with the tectonic-dominant spreading rather than magmatic extension. These results also suggest that the topographical characteristics of seafloor spreading and OCC structures can be distinguished using high-resolution geophysical data. Thus, we propose that the high-resolution bathymetry and backscatter intensity data can help select potential areas of exploitation of hydrothermal deposits in MCIR effectively.