| 초록 |
□ 연구개요 지구 표면의 약 71%를 차지하고 있는 물의 약 96.5%가 대양에 모여 있다. 갑작스러운 응력장의 변화로 발생하는 지구의 동역학적 변화인 지진과 함께, 지구 내부에서 지속적으로 방출되는 열에너지에 의한 유체 유동에 대한 연구는 매우 중요하다. 지구는 여러 개의 지각판이 연약권 상부를 움직이는 판 운동(plate tectonics)을 하고 있으며, 그 중 판과 판이 서로 벌어지는 발산경계인 중앙해령은 약 80,000 km에 걸쳐 모든 대양에 존재한다. 중앙해령을 따라서 끊임없이 새로운 지각판이 생성되면서 지구 내부의 뜨거운 물질이 지구 표면으로 이동(heat-mass flux)하게 된다. 그러므로 중앙해령에서 추가적으로 공급되는 열에너지는 지각-대양-대기의 열수지 피드백 시스템에 영향을 미치게 된다. 중앙해령에서의 열수 유동은 지각 심부 열에너지를 가장 효과적으로 방출시키는 기작이므로 심해 및 대양의 열수 유동 연구는 지구의 복잡한 피드백 시스템을 이해하는 데 매우 중요하다. □ 연구 목표대비 연구결과 ● 지형에 의한 탄성파 간섭 현상 제거 기법 개발: 해저 지형이 복잡하고 표면이 단단한 암반으로 구성된 경우(중앙해령 열수분출구)에는 탄성파 측선 하부에서 뿐 아니라 주변 지형에서 반사되어 돌아오는 탄성파가 수층 영상화에 간섭할 수 있음을 확인하였다. 이를 극복하기 위하여 선상 정밀 수심자료를 활용하여 주변 지형에서 반사되어 돌아오는 파형을 모사하는 자료러치 기법을 개발하였다. ● 남극 중앙해령의 열적 구조 연구: 중앙해령에서의 열수 순환 기작에 중요한 영향을 미치는 상부 맨틀의 열적 구조와 특성을 구체화할 필요가 있다. 이를 위하여 남극 중앙해령 하부의 맨틀 구조의 지구물리적 특성을 정량적으로 살펴보았다. ● 클라리온(Clarion) 균열대 지구조 연구: 균열대의 열수 순환 기작에 영향을 미치는 주요 인자 중 하나인 지각판의 수직 변형 구조를 고려할 필요가 있다. 이를 위하여 태평양판에 위치한 클라리온 균열대에서의 변형 구조를 특성화하는 연구를 수행하였으며 균열대의 마찰계수가 공극압에 영향을 받을 수 있음을 확인하였다. ● 심해구릉의 단층 활동 가능성 연구: 심해구릉(abyssal hill)은 중앙해령의 확장과 함께 생성되는 정단층 구조로 중앙해령에서의 마그마성 혹은 비마그마성 확장 양상에 따라서 그 지형적 특성이 달라지게 되며, 퇴적물로 덮이기 전까지 변환단층 및 균열대와 함께 해수의 주요 충전 및 분출 통로가 된다. 북동태평양 해저면에서 측정한 심해견인 측면 주사 음향 자료 및 천부지층 탐사 자료를 분석한 결과 이러한 심해구릉 단층들이 활성화가 되어 mass flow를 유발시킬 수 있음을 밝혀내었다. □ 연구개발결과의 중요성 지각 내부에서 일어나는 열·유체 유동은 지각 내부의 온도 분포, 상부의 균열대, 퇴적층의 두께 변화 등 여러 요인들에 의하여 영향을 받게 된다. 이러한 요인들은 지각 내부의 열을 전달하는 기작에 영향을 줄 뿐 아니라 미생물 생태계 환경 조성에도 중요한 영향을 준다. 하지만 지질적 요인들 뿐 아니라 해저면 상부에 위치한 수층과 함께 상호작용 하면서 지구의 열·유체 유동이 일어나기 때문에 해양-지각의 경계면, 특히 중앙해령 지역에서 발생하는 열·유체 유동에 대한 연구가 매우 필요하다. 현재까지는 수층 내 열·유체 유동과 지각 내 열·유체 유동이 각기 다른 분야에서 다른 방법으로 연구되어 왔다. ‘해양탄성학’ 및 ‘지구조 인자’ 규명은 기존의 겉보기로 분리된 연구방법을 좀 더 효율적으로 통합할 수 있는 플랫폼이 될 것으로 기대된다. 또한 해양지각에서 발생하는 열·유체 유동은 지구 내부의 열을 외부로 전달하는 가장 중요한 통로 중 하나로 볼 수 있다. 그러므로 이 연구는 지구의 암권과 수권 사이의 새로운 상호작용을 정의하는 데 매우 중요하다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
