Reconstruction of the Volcanic Lake in Hanon Volcano Using the Spatial Statistical Techniques

공간통계기법을 이용한 하논화산의 화구호 복원

The Hanon volcano located in the southern pan of Cheju Island, Korea has a wetland in its crater being used as a farmland. Previous researchers presumed this wetland was a maar lake in the past. Based on the seismic refraction method, the wetland sediment layer was estimated between 5 to 14 m deep, which is mostly in accordance with previous researches. However, this shows only the depths at some sites, not representing the whole spatial distribution. This study is an attempt to reconstruct the volcanic lake in Hanon crater by applying the spatial statistical techniques based on the depth information from the seismic survey and known data. The procedure of reconstruction is as follows: First, the depth information from the seismic survey and known data were collected and it was interpolated by IDW and Ordinary Kriging method. Next, with the interpolation map and the present DEM the paleo DEM was constructed. Finally, using the paleo lake level on core data, the boundary of volcanic lake was extracted from the paleo DEM. The reconstructed lake resembles a half-moon in the north of the central scoria cone. It is estimated that the lake was 5 m deep on average and 13 m deep at the deepest point. Although there are slight differences according to the interpolation techniques, it is calculated that the area of the lake was between 184,000 and $190000m^2,$ and its volume approximately $869,760m^3$. Because of the continuous deposition processes after the crater formation, the reconstructed volcanic lake would not indicate an actual lake at a specific time. Nevertheless, it offers a significant clue regarding the inner morphology and evolution of the crater.

제주도 남쪽에 위치한 하논화산은 분화구에 경작지로 이용되고 있는 습지가 있다. 이 습지퇴적층을 조사한 선행 연구자들은 과거에는 이 퇴적층이 마르호였을 것이라 추정하였다. 습지 퇴적층의 심도는 굴절법 탄성파 탐사를 통해 $5{\sim}14m$로 추정 되었으며, 이는 선행 연구결과와 대체로 일치한다. 그러나 이러한 자료들은 특정구간에 대한 정보일 뿐으로, 분화 구내 퇴적층의 공간적 특성을 파악하기는 어렵다. 본 연구에서는 탄성파 탐사를 통해 확보한 습지퇴적층의 심도를 바탕으로, 공간통계기법을 이용하여 화구호를 가상적으로 복원하였다. 화구호의 복원과정은 다음과 같다. 우선, 선행 연구자료와 본 연구의 탐사자료를 바탕으로 기본 데 이 터를 구축하고, 이를 IDW와 크리깅을 이용하여 내삽하였다. 이렇게 내삽된 자료를 다시 현재의 지형면과 연산하여 고지형면을 복원하였으며, 여기에 시추자료에 근거한 수면의 고도를 이용하여 화구호의 경계를 추출하였다. 복원된 화구호는 중앙 분석구의 북쪽에 반달 형태로 존재하였으며, 평균 수심은 약 5m, 최대 수심은 약 13m에 이르렀을 것으로 추정되었다. 아울러, 내삽기법에 따라 미세한 차이는 있으나, 화구호의 면적은 $184,000{\sim}190,000m^2$, 부피는 약 $869,760m^3$로 추정되 었다. 분화구 생성직후부터 지속적인 퇴적작용이 있었기 때문에, 복원된 화구호가 특정 시기의 호수를 직접 가리키지는 않지만, 분화구의 내부 형태와 마르호의 퇴적 및 변화과정을 밝히는 데 중요한 단서가 된다.