한국지구과학회 2006년 추계학술발표회 2006년 9월29일 - 30일 전 북 대 학 교
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최근 동해에서 발생한 지진의 진원기구해 분석
조 덕 래1*, 경 재 복1
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한국교원대학교 지구과학교육과([email protected])
1. 서론
최근 2003년～2006년 5월에 발생한 한반도 동해지역(35°N～38°N, 128°E～132°E)의 지진 자료를 분석하여 지진 발생시 진원에서의 지진 단층운동의 해를 구하고자 하였다. 최근 우리나라 동해의 단층면해에 대하여는 Kang and Baag(2004), Kang and Shin(2006) 등의 연구가 있었다. 그들의 연구 결과에 의하면 동해에서 발생한 지진은 울릉단층 (Ulleung-Fault)을 따라 스러스트성 역단층 운동 및 주향이동 단층이 우세하다. 본 논문은 특히 2006년 4월 동해에서 연속적으로 발생한 지진 및 최근 2003년 이후에 동해에서 발 생한 지진들에 대한 진원기구해를 좀 더 상세하게 연구하고자 하였다.
2. 본론
자료: 본 논문은 최근(2003년～2006년 5월) 발생한 지진 중, 기상청(KMA), 한국지질자 원연구원(KIGAM), 한국원자력안전기술원(KINS)에서 운영하는 관측망의 파형자료를 분석 에 이용하였다. 2003년 이후 동해에서 발생한 12개 지진의 진앙을 나타내면 Fig. 1과 같 다. 지진의 깊이는 한국지질자원연구원(KIGAM)의 자료에 기초하였다. 단층면해를 구하 기 위해 사용되는 사출각(take-off angle)은 지각 속도 구조 모델에 의존하기 때문에 지각 속도 구조 모델의 영향을 받는다. 그러므로 신뢰할 수 있는 속도 구조를 선택하는 것은 단층면해를 구하는 데 필수적이다. 그러나 한반도 지표 아래의 속도 구조가 지금까지 명 확하게 확립되지 않아서 실제적인 속도 구조를 사용하는 것은 어렵다. 본 연구에서는 지 금까지 개발된 다양한 속도구조 모델 중 Chang and Baag(2005)와 Chang and Baag(2006) 의 모델을 사용하였으며 특히 동해 해양을 따라 지각두께가 내륙과 많이 달라지기 때문 에 동해와 가장 가까운 관측소(ULC)에서 구한 지각두께로 조정한 속도구조 모델을 사용 하였다.
방법: 단층면해를 얻는 여러 가지 방법 중 P파 초동 극성이나 S파의 극성 및 진폭비를
이용하여 단층면해를 얻고자 하였다. 특정 지역에서 발생한 지진의 단층면해를 통해 그
지역의 응력장 분포를 추정할 수 있으며, 이러한 자료를 종합하여 지체 구조 운동을 기
술할 수 있다.
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단층면해는 진원 반구의 아래쪽을 진원구(focal sphere)로 정의하고 진앙에서 P파 초동 의 극성 분포로부터 서로 수직한 두 절단면으로부터 구한다. 즉, 이 두 면이 구해지면 각 각 단층면(fault plane)과 보조단층면(auxiliary plane)이 추정되어 단층의 기하가 밝혀지는 것이다. 이것은 단층면해를 구하는 가장 간단하고 널리 쓰이는 방법이다. Snoke et al.(1984)는 단층면해를 구하기 위해 P파, SV파, SH파의 극성과 각각의 진폭비(SH/P, SV/P, SV/SH)를 이용하는 방법을 개발하였고, 단층면해를 구하는 FOCMEC(FOCal MEChanism determination)이라는 공개 프로그램을 제작하였다(Snoke, 2000).
이 연구에서는 FOCMEC(Snoke, 2000)을 이용하여 단층면해를 구하였다. 이 방법을 통 하여 B축( 주 압력축 P축과 주 장력축 T축에 직교하는 축; 혹은 두 절단면을 만나는 Null 축)의 trend와 plunge를 각각 0에서 360도, 0에서 90도까지의 범위에서 격자탐색하고, B축 과 직교하는 A축(한 절단면의 축)을 0도에서 180도까지 격자탐색 하되 각각 5도 간격의 폭으로 하였으며, 결정되는 절단면 중에서 P파 초동 극성자료와 SH/P 진폭비를 만족하 는 단층면해를 결정하였다. 자유표면 보정은 P파의 상하동 성분 최대값에 대한 Radial 성분 최대값의 역정접 값을 겉보기 반사각으로 하여 행하였다. Fig. 2는 이렇게 하여 얻 은 동해지진의 단층면해를 나타낸다.
Fig. 1. Epicentral distribution of twelve earthquakes used in this study.
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- 238 - 3. 결론
2003년 1월부터 2006년 5월까지 한반도 동해지역(35°N～38°N, 128°E～132°E)에서 발 생한 12개의 미소지진(규모 2.0～규모 3.2) 에 대하여 P파 초동 극성, SH파의 극성과 SH/P 진폭비 자료를 이용하여 단층면해를 구하였다. 2006년 4월에는 10개의 지진이 발 생하였으나 발생한 지진은 육지에서 비교적 멀리 떨어져 있고, 울릉관측점(ULL)을 제외 하고 대부분의 관측점이 육지에 집중되어 있어 자료부족으로 단층면해를 구하기 어려운 면이 있었다. 구해진 5개 지진의 경우 역단층성과 정단층성 운동이 나타나 일률적인 특 성을 보이지 않는다. 동해의 연안해역에서 발생한 지진의 단층면해는 주향이동단층운동 이 우세하게 나타났으며 일부 정단층의 해가 나온 지진도 있다. 주향이동의 경우, 동북동 -서남서 방향과 서북서-동남동방향의 응력이 작용함을 나타낸다.
Fig. 2. Focal mechanism for twelve earthquakes in the East-Sea. Dashed box is earthquake sequence of the April 2006.
참고문헌
Chang, S.-J. and Baag, C.-E., 2006, Crustal Structure in Southern Korea form Joint Analysis of Regional Broadband Waveforms and Travel Times, Bull. Seism.
Soc. Am. 96, 856-870.
Chang, S.-J. and Baag, C.-E., 2005, Crustal Structure in Southern Korea form Joint
Analysis of teleseismic receiver functions and surface-wave dispersion, Bull.
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