In this paper GPS data for the period from January 2002 to June 2004 (910 days) were analyzed to quantitatively investigate the plate deformation patterns and distributions in the Korean peninsula. The GPS network is composed of 45 permanent GPS stations. The daily data were analyzed using the GAMIT/GLOBK software and the precise orbits generated by the International GNSS Service (IGS). The research result make it possible to understand the tendency of crustal movement in and around the Korean peninsula, which have an effect on the occurrence of earthquake.
한반도 동남부는 신생대 동안 지구조 환경의 변화에 따라 다중 지각변형을 겪었다. 신생대 동안의 주요 지구조 사건과 이에 따른 한반도 동남부에서 발생한 지각변형의 주요 특징들을 정리하면 다음과 같다. (1) 인도-아시아의 충돌과 태평양판의 이동방향 변화기(약 50${\sim}$43 Ma): 인도판의 충돌에 인해 동아시아 대륙이 동쪽의 태평양판쪽으로 밀려가면서 해구의 퇴각이 발생하였으며, 태평양판의 이동방향이 북북서에서 서북서방향으로 회전되었다. 그 결과 한반도 동남부에는 동서 내지 서북서-동남동방향의 인장력이 발생하였고 이로 인해 남${\sim}$북북동방향의 염기성 암맥군이 관입하였다.(48 Ma 전후). (2) 동해 화장기(약 25${\sim}$16 Ma): 남북 내지 북북서-남남동방향으로 동해가 활발히 확장됨에 따라 한반도 동쪽 해안선을 따라 우수향 전단력이 발생하였다. 이로 인해 한반도 동남부에는 북북서-남남동방향의 우수향 주향이동단층운동이 발생하였으며 단층의 우향 굴곡부 혹은 오버스텝 부분에는 당겨열림형 퇴적분지가 형성되었다. 기하 및 운동학적 특징에 따라 퇴적분지들은 평행사변형과 쐐기형 확장 분지로 나누어진다. 또한 이 시기에는 지괴가 시계방향으로 수평 회전되고 북서향으로 경동되었으며 일부 퇴적분지들은 확장 축이 동에서 서쪽으로 이동되는 전파열개 과정을 겪었다. 또한 약 17Ma경에는 이러한 지각변형을 가장 서쪽에서 규제하는 연일구조선이 우수향 주향이동단층으로 운동하기 시작하였다. (3) 일본 남서부 시계방향 회전기(약 15Ma): 필리핀해판의 북상으로 이즈-보닌 아크와 일본 남서부가 충돌해 일본 남서부의 시계방향 회전운동이 발생하였다. 이로 인해 대한해협에는 북서향 압축력이 가해졌으며 한반도 동남부에서는 응력반전으로 인해 퇴적분지의 확장이 종결되고 지괴의 융기와 국지적인 지괴의 반시계방향 수평회전운동이 발생하였다. (4) 동서방향 압축응력기(약 5Ma 이후): 태평양판의 섭입각도가 얕아지고 아무르판이 동진함으로써 한반도 동남부 특히, 울산단층 동부에 상반서향의 충상단층들이 형성되어 지괴가 융기되었으며, 최근 한반도 지진 발생의 주요 원인이 되고 있다.
우리나라의 GPS상시관측소는 1995년 국토지리정보원내에 최초로 설치된 이후, 2011년 현재 72개가 측량과 항법의 기준점으로 설치되어 활용되고 있다. GPS의 기준좌표계는 지심좌표계로써 그 중심은 1년에 약 1mm내외로 극히 작지만 끊임없이 움직이고 있기 때문에 특정 시간에 고정된 좌표계와 GPS데이터로써 그 좌표를 설정하고 있다. 한 국가 내에서 측량과 지도제작 목적으로 사용되는 GPS상시관측소는 상대적인 측량의 기준이기 때문에 국가적인 규약에 따라서 특정 시간대의 좌표계를 설정하여 사용하는 것이 혼란을 방지할 수 있다. 그러나 지심의 변화가 아닌 지각변동에 의한 GPS상시관측소간 기선의 상대적인 변화는 GPS상대측위의 정확도를 저하시키는 원인이 된다. 우리나라는 비교적 안정된 지각으로 구성되어 있다고 판단되어 왔기 때문에 지각변동에 따른 국가 기준점의 성과 갱신을 고려하지 않았다. 본 연구에서는 우리나라 GPS상시관측소 중 40개와 우리나라 주변의 국제 GPS상시관측소 5개를 선정하여 30개월간의 일별 GPS 데이터에 대하여 정밀기선해석을 실시하고, 전세계 130개 IGS GPS상시관측소망과 결합 조정함으로써 우리나라 GPS상시관측소의 연간 변동량을 계산하였다. 이로부터 우리나라 지각변동량의 특성을 분석하고 GPS상시관측소 사이의 상대적인 변동량을 계산하여 GPS상대측위의 기준점 역할수행을 위한 GPS상시관측소의 성과갱신 주기를 분석하고 정밀 GPS상대측위를 위한 한반도 지각변동모델은 개발하였다.
판 구조는 현대 지구물리학에 있어서 중요한 역할을 담당하고 있다. 우리나라의 지리적 메커니즘을 고려할때 판거동에 의한 지진 발생 가능성을 갖고 있으며, 지진에 의한 피해가 날로 증가하고 있는 실정이므로 이에 대한 인식의 중요성이 강조되고 있다. 이에 본 연구에서는 GPS 데이터를 이용하여 우리나라 주변국 및 국내의 지각변동 매개변수를 결정하고자 주변국에 설치되어 있는 여섯 개의 GPS 상시관측소와 국내에 설치된 11개의 GPS 상시관측소로부터 수신한 데이터를 정밀 처리소프트웨어인 GIPSY-OASIS II를 이용하여 처리하였다. 그 결과 주변국의 최대전단변형률의 평균값 ${\gamma}_max$는 $0.04{\mu}/yr$로 나타났으며, 최대 압축변화율(E$_2$)의 평균 방위각은 $97.75^{\circ}$로 나타났다. 국내의 지각변동 매개변수중 최대전단변형률의 평균값 ${\gamma}_max$는 $0.17{\mu}/yr$로 나타났으며, 최대 압축변화율$(E_2)$의 평균 방위각은 $70.25^{\circ}$ 보이고 있었으며, 지진의 발생 빈도와 비교해 볼 때 매우 비슷한 경향을 나타내고 있었다.
본 연구에서는 동아시아지역의 지각변동 경향을 지속적으로 모니터링하기 위하여 GNSS CORS 기반의 최적 관측네트워크 구성방안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 아시아-태평양지역 IGS점을 기초로 다양한 형태의 GNSS CORS관측망을 시험적으로 구성하고 테스트한 결과를 종합적으로 분석한 바, 최소 5점 또는 10점 이상의 기지점을 사용하여 기하학적으로 균등하게 배치하고 2,500km 이내의 기선장으로 구성하는 동아시아지역 관측네트워크(EAREF)가 최적의 결과를 도출할 수 있었다. 그리고, 제시된 동아시아지역 관측네트워크를 적용하여 2011년 3월 동일본 대지진의 발생에 따른 위치변동을 해석한 결과 일본과 한국에서는 명백한 좌표이동이 발생한 것으로 나타났으나, 그 외 지역에서는 명백한 이동은 없다는 것을 보여주고 있다.
한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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pp.305-312
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2003
Remote sensing can provide invisible information in addition to acquire wide-view image data from space. Synthetic Aperture Radar (SAR) transmits microwave to the earth from a satellite and collects the reflected echo from the surface. Interferometric processing of SAR data can detect the subtle land deformation. The information of the surface movement by SAR is useful to monitor the volcanic activity, extended subsidence of urbanized area and the prediction of the earthquake caused by crustal deformation, and it complements the conventional levelling and GPS technique. PSInSAR (Permanent Scatterers Interferometric SAR) is one of interferometric techniques to be applied to practical projects in Japan. In this paper, the projects of land deformation monitoring are shown after the explanations of the PSInSAR principle. Tokai earthquake risk assessment is the first example. PSInSAR detects the subduction of crustal deformation of the adjacent area of new assumed epicenter region of the Tokai Earthquake. The extended subsidence of the urbanized area was implemented by using Japanese satellite data i.e. JERS that has so much data the surrounding of Japan as the archive. We examine the relationship between the geological structure and settlement at Nohbi basin including Nagoya city.
The Yeongdong basin is one of the pull-apart basins in the southwestern part of the Korean Peninsula that has developed during Cretaceous sinistal fault movement. The bimodal igneous activities (basalts and rhyolites) in the basin appear to be closely associated with the basin development. Here, we discuss the origin of the igneous rocks using chemical and radiogenic isotope data. Basaltic (48.4-52.7 wt% SiO$_2$) and rhyolitic (70.3-70.8 wt% SiO$_2$) rocks are slightly alkalic in a total alkali-silica diagram. The rhyolitic rocks with have unusually high K$_2$O contents (5.2-6.0 wt%). The basaltic rocks show an overall pattern of within-plate basalt in a MORB-normalized spider diagram, but have distinct negative anomaly of Nb, which indicates a significant amount of crustal component in the magma. The basaltic rocks plot within the calc-alkaline basalt field in the Hf/3-Th-Ta and Y/l5-La/10-Nb/8 discrimination diagrams. The eNd(T) values of the basaltic rocks (-13.6 to 14.3) are slightly higher than those of the rhyolitic rocks (-14.1 to 15.2), and the initial Sr isotopic ratios of the former (0.7085-0.7093) are much lower than those of the latter (0.7140-0.7149). However, the initial Nd and Sr isotope ratios of the igneous rocks in the Yeongdong basin are similar to those of the nearby Cretaceous igneous rocks in the Okcheon belt. The Pb isotope ratios plot within the field of Mesozoic granitoids outside of the Gyeongsang basin in Pb-Pb correlation diagrams. Since a basaltic magma requires the mantle source, the enriched isotopic signatures and negative Nb anomaly of the basaltic rocks suggest two possibilities for their origin: enriched mantle lithospheric source, or depleted mantle source with significant amount of crustal contamination. However, we prefer the first possibility since it would be difficult for a basaltic magma to maintain its bulk composition when it is significantly contaminated with granitic crustal material. The slightly more enriched isotopic signatures of rhyolitic rocks also suggest two possibilities: differentiate of the basaltlc magma with some crustal contamination, or direct partial melting of the lower crust. Much larger exposed volume of the rhyolitic rocks, compared with the basaltic rocks, indicates the latter possibility more favorable.
Sohn, Dong-Hyo;Choi, Byung-Kyu;Kim, Hyunho;Yoon, Hasu;Park, Sul Gee;Park, Sang-Hyun
Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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제11권4호
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pp.287-295
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2022
The GNSS coordinate time series is used as important data for geophysical analysis such as terrestrial reference frame establishment, crustal deformation, Earth orientation parameter estimation, etc. However, various factors may cause discontinuity in the coordinate time series, which may lead to errors in the interpretation. In this paper, we describe the discontinuity in the coordinate time series due to the equipment replacement for domestic GNSS stations and discuss the change in movement magnitude and velocity vector difference in each direction before and after discontinuity correction. To do this, we used three years (2017-2019) of data from 40 GNSS stations. The average magnitude of the velocity vector in the north-south, east-west, and vertical directions before correction is -12.9±1.5, 28.0±1.9, and 4.2±7.6 mm/yr, respectively. After correction, the average moving speed in each direction was -13.0±1.0, 28.2±0.8, and 0.7±2.1 mm/yr, respectively. The average magnitudes of the horizontal GNSS velocity vectors before and after discontinuous correction was similar, but the deviation in movement size of stations decreased after correction. After equipment replacement, the change in the vertical movement occurred more than the horizontal movement variation. Moreover, the change in the magnitude of movement in each direction may also cause a change in the velocity vector, which may lead to errors in geophysical analysis.
양산단층은 한반도의 남동쪽에 위치한 길이 170km 이상의 대규모 단층이며, 지질학적으로 한반도에서 가장 최근에 형성된 중요한 구조대 가운데 하나이다. 또한 지진학적 관점에서 볼 때, 과거로부터 수많은 지진 기록이 존재하고 있어 활성단층의 여부에 대한 논란이 계속 되고 있다. 이에 본 연구에서는 한국지질자원 연구원의 양산 GPS 상시관측소로부터 수신된 GPS 자료를 정밀절대측위 방법으로 처리하고, 처리결과를 이용하여 양산상시관측소의 이동속도를 계산하였다. 연구결과 양산지역이 방위각 약 $126^{\circ}$의 49mm/year 속도로 이동하고 있음을 알 수 있었으며, 이러한 결과는 단층지역의 지구물리 해석에 기초자료로 활용이 가능할 것으로 기대된다.
1990년 이래로, GPS 기술은 지각 움직임 연구에 적용되어 왔으며 본 논문은 반복된 GPS 관측으로부터 (1995-1998) Cam Lo 단층(Quang Tri province, Vietnam)의 지각 운동에 대한 연구 결과를 설명하였다 연구 대상지역은 위도 N 16 40' 10", 경도 E 106 58' 40"의 Vietnam 중앙부에 위치하며 그 규모는 상대적으로 작다. GPS네트워크는 6개의 관측점들로 이루어져 있으며 기선거리는 3-11 km이고, 3개의 tectonic 지역에 위치한다. GPS 데이터 획득은 1995년 5월과 1998년 3월에 두 개의 캠패인으로 모든 관측점들에서 수행되어졌다. 연구결과, 좌표 변화와 표준편차를 고려할 때 대상지역이 움직이고 있었고, 수평 변화보다는 수직 변화가 더 크게 발생하였다. 본 논문의 결과는 지질 전문가에 Cam Lo 단층지역의 지구물리 해석에 흥미로운 자료를 제공할 것이고 베트남의 단층 활동 연구를 고무시킬 것으로 기대된다. 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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