아이슬란드는 북대서양 중앙에 위치하고 있으며 약 130여개의 화산이 존재한다. 아이슬란드의 화산활동이 주로 일어나는 화산지대는 레이캬네스 화산 벨트, 서부 화산지대, 중부 아이슬란드 벨트, 동부 화산지대 및 북부 화산지대, 외라이비 화산벨트, 그리고 스나이펠스네스 화산벨트가 있다. 이들 지역 내부에는 주로 중심화산과 그 주변의 틈새로 구성된 화산계들이 존재하며 그 숫자는 30개 이상이다. 2023년 10월 24일부터 레이캬네스 화산 벨트에 속하는 스바르첸기 화산계에서 발생한 강력한 군발지진이 아이슬란드기상청의 분화전조현상 감시 시스템에 포착되었다. 또한 연속GPS 데이터와 간섭합성개구레이더 영상으로 쏘르비욘에서 북서쪽으로 약 1.5 km 떨어진 블루 라군 인근 지역의 지표면 융기가 관측되어 이 지역에서 마그마 관입이 발생했음을 시사하였다. 2023년 11월 10일에는 지진의 빈도 및 강도가 증가하여 20,000회 이상의 지진이 기록되었으며 최대 규모는 M5.3에 이르렀다. 결국 2023년 12월 18일 스바르첸기 화산계의 순드누쿠르 틈새 분화구열에서 최대 100 m 높이의 용암 분천을 동반한 틈새 분화가 발생하였다. 12월 18일의 용암 분출은 12월 21일에 종료되었으나, 2024년 1월 14일 새로운 분화가 발생하였다. 이 지역에서는 2월, 3월, 5월, 8월에도 계속해서 분화가 발생하였고 2024년 9월 현재에도 분화로 이어질 수 있는 화산 불안정이 지속되고 있다.
2014년 에콰도르의 툰구라와 화산폭발, 2010년 아이슬란드 에이야프야틀라이외쿠틀 화산폭발 등과 같이 최근 화산활동으로 인한 재해피해가 증가하고 있으며 이에 대한 대책마련이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 현재 폭발 위험성이 높은 활화산 중 하나인 백두산을 대상으로 객관적 관측자료와 과학적인 방법에 근거하여 재해위험지역 분석을 실시하였다. 첫 번째로 중국학자 Liu Ruoxin의 연구에 근거하여 1215(${\pm}15$)년 백두산 화산 대폭발 화산재해 데이터를 참조하여 백두산지역의 지진관측자료와 화산지역 형태변화 관측자료, 화산지역 유체지구화학관측자료, 사회경제 통계데이터를 이용해 재해유발요소, 잠재적인 재해유발환경, 피해대상의 취약성을 종합적으로 평가하였다. 평가결과를 토대로 대상지역에 대한 백두산화산재해위험등급분포도를 산출하였으며, 그 결과 백두산화산재해위험등급을 4단계로 체계화하였다. 분석결과 백두산화산재해위험등급은 중심부에서 주변으로 갈수록 점차 등급이 낮아지는 것으로 분석되었으며 1,2급 위험지역은 화산폭발 시 위험도와 피해가 클 것으로 예상되는 고위험지역으로, 3,4급 위험 지역은 화산재해위험이 상대적으로 낮은 지역으로 나타났다. 또한 같은 강도의 화산재해요소의 작용하에서는 연구지역의 서쪽지역이 받는 위험성이 동쪽지역보다 높은데 이는 비교적 낮은 잠재적인 재해유발환경의 안정성과 높은 피해대상 취약성에 의해 결정됨을 확인할 수 있었다.
한반도는 화산 재해로부터 안전한 지역으로 알려져 왔다. 그러나 최근 백두산 및 일본 화산들을 포함한 극동아시아의 화산 관측동향 및 연구결과들은 더 이상 한반도가 화산 재해로부터 안전한 지역이 아님을 나타내고 있다. 대한민국 정부는 2012년부터 효율적인 화산재해 대응체계 구축을 위해 IT 기반의 화산재해대응시스템(VDRS: Volcanic Disaster Response System)구축기술을 개발해 왔다. VDRS의 주요 사용자는 대한민국 중앙 및 지방정부 공무원들이나 이들 대부분은 화산재해를 경험해 보지 못하였으며, 기본적 지식도 부족하다. 따라서 실제 재난 시, 효과적인 VDRS의 사용 및 재난대응을 위해서는 재해 대응과 관련된 교육 콘텐츠의 개발과 교육의 실시가 매우 중요하다. 본 논문에서는 현실감 있는 화산재해 대응 교육을 위한 가상현실(VR; Virtual Reality) 기반의 모바일 앱 개발을 다루고 있다. 교육의 목적은 화산재해 관련 지식의 전달과 체험이다. 첫째, 공간정보 기반의 VR 콘텐츠를 제작한다. VR 콘텐츠를 제작을 위해서는 수치표고모형 기반 3D 모델이 구축되고, 기상효과 및 다양한 화산재해 확산 가시화 모델이 개발된다. 둘째, 화산재해 대응을 위한 교육앱이 개발된다. 이 단계에서 우리는 12단계의 화산재해 체험 스토리 보드를 제안한다. 앱은 스토리 보드를 기반으로 Unity3D 엔진을 이용하여 개발되며 다양한 화산재해(화산재, 화쇄류, 화산이류 등)를 체험하고 이들에 대한 지식을 전달할 수 있도록 구성된다. 본 연구의 결과는 화산재해 대응 및 예방을 위한 교육에 활용될 수 있을 것이며 향후, 증강현실 기술과 연계한다면 보다 현실감 있는 교육에 활용될 수 있을 것이다.
Volcanic rocks including rhyolitic tuff, rhyolite and welded tuff in the Bupyeong silver mine area form a topographic circular structure known as a resurgent caldera. Granitic rocks are emplaced inside and outside area of the circular structure. K-Ar dating and Nd-Sr isotope studies were carried out to invesitigate the origin and petrogenetic evolution of the rhyolitic and granitic magma in the Bupeong silver mine area. Whole rock K-Ar age ranges from 208 to 131 Ma for rhyolitic rocks. Radiometric ages for the granitic rocks are 167.6 Ma for pink feldspar biotite granite from inside granitic pluton of the circular volcanic body, 178.8 Ma for the Kimpo hornblende biotite granite and 111.8 Ma for the Songdo foliated granite from outside granitic plutons of the volcanic body. The radiometric age data indicates that the volcanic activities which are partly overlapped by granite plutonic activities in the Bupyeong mine area had recorded early Jurassic and early Cretaceous in age. Initial Sr and Nd isotopic ratios of the rhyolitic rocks ($^{87}Sr/^{86}Sr$=0.710~0.719 and $^{143}Nd/^{144}Nd$=0.5115~0.5118) are similar to those of granitic rocks ($^{87}Sr/^{86}Sr$=0.709~0.716 and $^{143}Nd/^{144}Nd$=0.5115~0.5116) from inside granite stock. This means that similar source materials of felsic magma responsibles for the Bupyeong volcanic rocks and inside plutonic rocks. Based on the Nd and Sr isotopic compositions, rhyolitic and granitic magmas in the Bupyeong area originated from the partial melting of the old continental crust which has Nd model age ranging from 1500 to 2900 Ma. This is analogous to those of the other Jurassic granitoids in South Korea.
백두산 화산으로부터 폭발성 분화에 의한 것으로 추정되는 1654년의 조선왕조실록에 기록된 화산재 구름 이동의 역사기록을 화산학적 견지에서 고찰하였다. 1654년 10월 21일에 백두산에서 분화된 화산재와 화산가스가 북풍~북동풍의 바람을 타고 낮은 고도로 운반되어 재구름과 함께 한반도 남쪽으로 내려온 화산재로 해석할 수 있다. 그 영향 지역이 북쪽으로 함경도 남쪽 경계부에도 출현하였다는 것은 그 북쪽 즉 백두산에서 한반도 남쪽으로 남하한 것으로 평가된다. 분화지점인 백두산으로부터 약 500 km 이상 떨어진 경기도 적성과 장단 지역에 재구름이 통과한 것은 당시 백두산에서 중규모의 플리니식 분화로 형성된 분연주가 탁월풍의 영향으로 굽어진 형태로 지면을 따라 재구름을 형성하여 이동한 결과로 해석된다. 이를 유사 기상 장에서 수치 모의하여 재현하였다.
토양은 직 간접적으로 인간의 삶과 질에 영향을 미치게 된다. 일반적으로 비옥한 토양을 가진 지역은 척박한 지역에 비해 상대적으로 풍요한 삶을 누리게 되며 풍습, 관습, 문화 등이 달라진다. 제주지역은 육지부와 기후가 다르지만 토양은 더욱 다르다. 특히 좁은 제주도 내에서도 지역마다 자연비옥도와 토지생산성이 달라서 화학비료가 없었던 과거에는 토양의 성질이 마을의 형성, 풍습, 제사습관 등에 직접적으로 영향을 미쳤을 것으로 보고 있다. 제주해역은 대만에서부터 폭 60km의 구로시오(黑潮) 해류가 3노트의 속도로 흐르다가 나뉘어 지는 기점이다. 이 해류는 옛사람들이 육지에서 제주로 해류를 거슬러 오는 것을 매우 힘들게 하였으며, 제주만의 독자적인 문화와 풍습을 낳게 하는 원인이 되었다. 제주에서 고고학, 민속학을 연구하는 인문 사회학자들이 갖고 있는 의문은 동서 73km, 남부 31km, 면적 $1,825\;km^2$의 작은 섬에서 고인돌과 유적이 발견되는 지역이 한정되어 있고, 지역마다 풍습과 민요가 다르다는 것이다. 심지어 1 km 이내의 짧은 거리의 마을도 다른 것이 매우 많다. 필자는 우연히 '90년대 말 인문 사회학자와 유적, 풍습 등을 조사하는 과정에서 제주를 설명하는 데 토양학적인 접근이 인문 사회분야의 여러 가지 의문점을 풀어내는데 중요한 실마리를 제공하고 있다는 것을 알았다. 그 내용의 일부를 강의에 이용하였으며, 원고 작성방식도 인문학 방식을 많이 따랐다.
The purpose of this study is to understand characteristics of stream and spring water and subsurface geologic structure in Seogwipo area. This study area is surrounded by various smaller parasitic volcanic cinder cones, tuff cones, strangely shaped basalt and trachyte rocks, beautiful waterfalls. The geologic structure in study area is classified into the Upper layer(volcanic rocks), Middle layer(SGF), Lower layer(UF), and Basement layer. The groundwater in Seogwipo area is classified into the Upper layer groundwater, Middle layer groundwater, Lower layer groundwater and Basement layer groundwater on the basis of the hydrostratigraphy structure.
대한민국은 화산재해로부터 안전한 지역으로 알려져 왔다. 그러나 최근의 관측 결과들은 한반도 최 북 단에 위치한 백두산이 더 이상 휴화산이 아님을 보여주고 있다. 백두산 화산이 폭발한다면 남한지역에서는 화산재에 의한 다양한 피해가 예상된다. 특히 공중의 화산재는 운항되는 비행기의 계기판 및 엔진을 마비시킴으로써 대형 항공사고를 유발할 수 있다. 따라서 화산재의 삼차원 확산을 예측하여 화산재가 있는 항로를 비행할 것으로 예상되는 비행기 운항을 중지시키는 것이 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 논문에서는 화산재 확산 예측결과의 삼차원 가시화 기법을 다룬다. 우선 화산재 확산 예측 데이터의 취득에 대하여 소개한다. 확산 예측 데이터는 화산재 확산 시뮬레이션 프로그램인 Fall3D를 이용한다. 다음으로 세 가지 화산재 확산 예측결과의 가시화 기법을 제안한다. 첫 번째 기법은 '공중의 큐브' 방식으로 화산재의 입자 농도별로 다른 색을 가진 반투명 큐브를 공중에 배치하는 방식이다. 두 번째 기법은 '큐브안의 큐브'방식으로 '공중의 큐브' 방식을 개선하여 농도의 정도에 따라 큐브의 분할 정도를 달리하여 배치하는 방식이다. 마지막 방식은 '반투명 화산재 평면' 기법으로 화산재 농도를 가지고 있는 레이어 들을 적층하고 투명효과를 적용하는 방식이다. 본 논문에서 제시한 방법을 기반으로 사용자는 목적에 맞는 방식대로 화산재 확산 예측 결과를 삼차원 가시화 할 수 있을 것이다.
화산재의 확산 특성을 분석하고, 침적량의 예측 가능성을 평가하기 위하여, 2011년 1월26일 분화가 시작된 일본 기리시마 화산을 대상으로 WRF와 확산모형 FLEXPART를 이용한 수치모의실험을 실시하였다. 지상 1 km 이하 대기경계층내의 화산재 확산 특성은 26일 방출된 입자의 경우 주풍을 따라 집중되는 경향을 보이지만, 27일 방출된 화산재는 큐슈남부에 발달한 고기압의 영향으로 기리시마 만까지 확산된다. 겨울철의 강한 시베리아 기단이 발달한 26일의 경우, 기리시마 화산 풍하측에 위치한 미야기 현 중앙 산악 후면의 좁은 영역에서 집중적으로 침적이 이루어진다. 또한 분화 지역 주변의 국지적인 고기압의 발달은 화산재의 수평 확산을 증대시키는 역할을 한다. 침적량의 분포는 정량적인 측면에서 실제 화산 분출에 따른 영향과 매우 유사한 경향성을 보이고, 제시한 수치모의실험은 화산재의 이동 및 침적량 예측 및 산정에 적절하다고 판단된다.
The Seoguipo Formation occurs only in a small exposure along the coast of the Seoguipo City, but in the subsurface, underlies tile western part of the Bugcheon-Pyoseon Line in the northeastern part of tile island. The Bugcheon-Pyoseon Line is presumed to be a facies boundary that reflects tile distribution of hyaloclastites resulted from submarine volcanic activity. The Seoguipo Formation is distributed in the subsurface along the part which is lower than 400m in average altitude, and occurs at El. -5.76∼-46.63m in tile southern area, El. -41.89∼-57.97m in the western area, El. -13.15∼-50.59m in the northern area. Therefore, the southern area was uplifted after the deposition of the Seoguipo Formation. In the subsurface, the vertical depth of the volcanic rocks of the Cheju Volcanic Edifice is El. -40.6m in the southern area, El. -111.3m in the western area, El. -81.5m in the northern area and El. -134.7m in the eastern area. The unconsolidated U Formation, which is, overlying the basement and about 70∼250m thickness underlies the whole island. There is a positive correlation between tile groundwater level and the depth of the subsurface distribution of the Seoguipo Formation. Consequently, it is conformed that the subsurface distribution of the Seoguipo Formation plays important role for controlling the characteristics of the reservoir of tile groundwater in Cheju Island.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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