Abstract
Two suspicious events, which were claimed as underground nuclear tests by North Korea, were detected in the northern Korean Peninsula on October 9, 2006 and May 25, 2009. The KIGAM and Korea-China Joint seismic stations are distributed uniformly along the boundaries between North Korea and adjacent countries. In this study, the data from broadband stations with the distance of 200 to 550 km from the test site are used to analyze and compare two nuclear tests of North Korea. By comparing the time differences of the Pn-wave arrival times of 1st and 2nd tests at multiple stations, the relative locations of two test sites could be calculated precisely. From the geometrical calculation with the velocity of Pn wave $V_{Pn}$ = 8 km/s, the 2nd test site is estimated to move in the WNW direction from 1st one with the distance of 2 km. Body wave magnitude, mb of the 2nd test, which was announced officially as the network average of 4.5, varies widely with the directional location of stations from 4.1 to 5.2. The magnitude obtained from Lg wave, $m_b$(Lg), shows less variation between 4.3 to 4.7 with the average of 4.6. The moving-window spectra of time traces of 1st and 2nd tests show very similar pattern with different scale level. In addition, the corner frequencies of P wave of 1st and 2nd tests at each station show no or negligible difference. This indicates the burial depths of two tests might be very similar. The relative yield amount of the 2nd test is estimated 8 times larger than that of the 1st from the weighted average of ground-velocity amplitude ratios.
북한지역에서 핵실험으로 추정되는 두 번의 발파가 관측되었다. 한국지질자원연구원 관측소와 한중 공동관측소는 북한과 주변국간의 경계에 고르게 분포하고 있다. 본 연구에서는 북한 핵실험 장소로부터 200 km에서 550 km 거리에 있는 광대역 지진 관측소의 자료를 사용하여 북한의 2차례 핵실험을 비교 분석하였다. 관측소별 1차 실험과 2차 실험의 초동 Pn 도착 시간차를 비교함으로서 상대적인 위치이동을 계산할 수 있다. Pn 속도를 8 km/s로 가정하고, 실험 장소와 관측소간의 기하학적인 관계를 이용하여 계산한 결과, 2차 장소는 1차 장소로부터 서북서 방향으로 2 km 거리에 위치하는 것으로 추정된다. P 파로부터 계산된 2차 실험의 실체파 규모는 평균적으로 4.5이나, 관측소별로는 최대 5.2에서 최소 4.1로 아주 큰 차이를 보인다. 이에 비해 Lg 파로부터 계산한 2차 실험의 규모는 평균적으로 4.6이며, 관측소별로 최대 4.7에서 최소 4.3사이로 P 파에 의한 규모에 비해 관측소간의 차이가 작다. 1, 2차 실험의 이동 윈도우 주파수 스펙트럼은 매우 비슷한 패턴을 보여 주며 두 실험의 초동 P 파의 모서리 주파수는 거의 차이가 없다. 따라서 2차 실험의 깊이가 1차 때와 비슷한 것으로 추정된다. 2차 실험의 폭발력은 관측소별 1차와 2차의 지반속도비로부터 계산한 결과 1차에 비하여 8배 큰 것으로 추정된다.
