The Tohoku Earthquake, which hit Japan on March 11, 2011, was a massive magnitude 9.0 earthquake, with the earthquake itself causing damage and the resulting tsunami additionally causing enormous material and human damage. The crustal deformation at that time reached a maximum of 5.24 m in Japan, Neighboring countries South Korea and China as well as the Southeast Asian region also witnessed crustal deformation ranging from a few centimeters to a few meters. The detailed analysis in this study based on data from 72 of the sites in South Korea where GNSS CORS was installed showed that South Korea underwent heterogeneous crustal deformation from the Tohoku earthquake, with a maximum of 55.5 mm, a minimum of 9.2 mm, and an average of 22.42 mm. A crustal deformation model was developed, applied, and evaluated for accuracy in this study for a prompt revision of the survey results of the control points that were changed by the crustal deformation. The survey results were revised by applying a crustal deformation model to the 1,195 unified control points installed in South Korea prior to the Tohoku earthquake. The comparison of these 1,195 points with their new survey results showed that the RMSE decreased from 14.1 to 3.4 mm and that the maximum result difference declined from 39 to 10 mm. Revision of the survey results of the control points using the crustal deformation model is deemed very useful considering that the accuracy of the survey results of the unified control points in South Korea is 3 cm.
Highly accurate surface velocity estimation using modern geodetic techniques plays very important role in the geological and geophysical interpretation. Researches with GPS are ongoing in many countries of the world. This study aims to estimate the amount of crustal deformation and the direction of deformation in the Korean Peninsula and in its neighbor. We used GAMIT that is a comprehensive GPS analysis package developed at MIT. Then, a Global Kalman filter called GLOBK is used to combine the results from GAMIT and to estimate the relative and absolute velocity vector for the crustal deformations. To estimate station velocity accuracy and reliably, it is extremely important to pay great attention to the reference frame. Firstly, using the Suwon (SUWN) of Eurasian plate as main frame, we estimate the relative amount of crustal deformation and a direction of Eurasian plate and North American plate, Secondly, using ITRF 2000 as main frame, we estimate the absolute crustal deformation of Eurasian plate and North American plate. The continent of Eurasian where has the Korean Peninsula deforms 33.36 mm per year to East-Southeast (ESE), and Japanese Tsukuba (TSKB) in North American plate deforms to South-Southwest (SSW). Finally, the Korean Peninsula is approaching the Japanese Island and the rate of horizontal crustal deformation between the Suwon and the Tsukuba is about 31.98 mm per year in the moving direction of N85.9oW (274.1o) for the past three years.
지진의 영향으로 인한 지각변동 모니터링은 지구물리 및 측지학 분야에서 중요한 연구대상이다. 본 연구에서는 지난 3월 11일 오후 2시 46분 경 발생한 일본 지진에 따른 지각변동 영향을 분석하기 위해 일본지역의 9개 IGS 상시관측소를 대상으로 지진 발생 전 후의 자료를 정밀절대측위로 처리하고, 상시관측소의 위치 해석을 통해 지진으로 인한 일본지역의 지각변동을 분석하였다. 지각변동 모니터링 결과, 일본지역의 지진 변위량과 지진 전 후 지각 변동의 변화를 정량적으로 제시할 수 있었다. 지진 전 후 일본지역의 지각변동이 기존과 다른 양상을 나타내고 있음을 볼 때, GPS 관측자료 해석을 통한 지속적인 지각변동 모니터링이 필요할 것이다.
According to the Korea Tectonic Map, the Korean Peninsula can be divided into seven tectonic units and each of them shows a peculiar deformation pattern. In order to estimate an amount of crustal deformation in the Korean peninsula, we obtained the velocity vector fields of South Korea by dealing with the data set of the years 2001 and 2002, measured from the permanent GPS stations across the country To obtain a relatively precise coordinate of each station, we used GAMIT that is a comprehensive GPS analysis package developed at MIT, Then, a Kalman filter called GLOBK is used to combine the results from GAMIT and to estimate the relative velocity vector for the crustal deformations. The crustal movement of South Korea is turned out to be about 1mm per year westward and about 0.6mm per year southward. In case of Suwon and Seosan(Gyeonggi Massif), the movement occurs slightly to the north-east direction. The movement of a relative velocity field in the tectonic unit is unidirectional, yet the magnitude of the velocity is very small.
GPS는 지각판 속도 추정과 같은 높은 정밀도가 요구되는 연구 분야에서 필수적이다. 본 연구에서는 GPS 상시관측소 8개소의 3년간 관측 데이터를 Gipsy-OasisII 소프트웨어를 이용하여 한반도의 지각변동량을 계산하였다. 지각변동 속도벡터는 일별 처리 결과의 시계열 분석에 의한 선형 회귀분석으로 추정하였다. 추정된 변동 속도의 표준편차는 0.1mm/yr 이하였으며, 그 크기는 25.1~31.1mm/yr의 범위로 매우 작게 나타났다. SOPAC에서 계산한 IGS의 계산결과와 비교한 결과 보편적으로 지각변동의 크기와 방향이 잘 일치되는 경향을 나타내었다. 본 연구 결과를 평가하기 위하여 6개의 판 거동 모델의 결과와도 비교를 하였다.
한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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pp.305-312
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2003
Remote sensing can provide invisible information in addition to acquire wide-view image data from space. Synthetic Aperture Radar (SAR) transmits microwave to the earth from a satellite and collects the reflected echo from the surface. Interferometric processing of SAR data can detect the subtle land deformation. The information of the surface movement by SAR is useful to monitor the volcanic activity, extended subsidence of urbanized area and the prediction of the earthquake caused by crustal deformation, and it complements the conventional levelling and GPS technique. PSInSAR (Permanent Scatterers Interferometric SAR) is one of interferometric techniques to be applied to practical projects in Japan. In this paper, the projects of land deformation monitoring are shown after the explanations of the PSInSAR principle. Tokai earthquake risk assessment is the first example. PSInSAR detects the subduction of crustal deformation of the adjacent area of new assumed epicenter region of the Tokai Earthquake. The extended subsidence of the urbanized area was implemented by using Japanese satellite data i.e. JERS that has so much data the surrounding of Japan as the archive. We examine the relationship between the geological structure and settlement at Nohbi basin including Nagoya city.
한반도는 동아시아 활성 경계부의 끝에 위치해있다. 한반도에서의 지진 활동은 이웃나라인 중국과 일본에 비해서 상대적으로 낮은 편이다. 한반도에서의 지진정보에 따르면 한반도는 지진재해로부터 완전히 안전하지는 않다. 게다가, 한반도 주위의 "태평양, 필리핀해, 유라시아, 남중국"같은 구조적 판들의 상대적인 움직임의 결과로 생긴 다양한 구조적 힘에 의해 둘러 싸여져 있다. 현재 남한에는 5개의 정부기관에서 서로의 필요에 따라 설치한 65개의 GPS관측소를 가지고 있다. 한반도에서의 지진피해를 최소화하기 위해 현재, 앞서 언급한 지진관측소 중 몇 개의 관측소로부터의 GPS관측 자료와 한반도 내부와 주변부의 구조적 환경들을 함께 고려하여 근대의 지각운동을 관찰하는 프로그램이 계획되어 왔다. 이 프로그램은 두개의 주요 부분으로 이루어져 있으며, 첫째부분은 주변 국가인 "중국, 일본"과 협력하여 한반도 주위의 지각 변형을 모니터링하기 위한 것인데, 이 부분은 "East Sea Phase and Yellow Sea Phase" 두개의 페이스로 구성되어 있다 이러한 페이스들은 "East Sea Phase and Yellow Sea Phase"에서 각각의 변형 파라미터들을 결정하는데 도움을 줄 것이다. 한편, 이 프로그램의 두번째 부분은 한반도 주요 단층 내부와 주변의 변형 파라미터와 한반도-제주도 간의 상대운동을 결정하기 위해 계획되었다. 이번 연구를 통해서 다양한 지구 역학적 방법의 적용을 위한 신빙성 있는 자료로서 사용되기 위해, 앞서 언급한 관측소에서의 지각운동 중심부에서 기록된 자료의 필요성이 부각되었다.
이 논문에서는 지진에 의한 지각변동 분석에서 측지학적 요소만을 구분하고자 하는 목적으로 GNSS 자료를 전처리하는 전략을 연구하였다. 이를 위해 GNSS 자료처리 결과의 해석에 앞서 GNSS 좌표 시계열에서 나타나는 위신호들을 검출하고 제거하였다. GNSS 관측소는 한반도가 포함된 큰 지각판 위에 위치하므로 판의 운동으로 인한 속도가 좌표 시계열에 포함된다. 그리고 일부 관측소 주변에 위치한 나무들은 계절에 따라 성장변화가 일어나기 때문에 계절적 신호특성이 GNSS 좌표 시계열에 반영된다. 따라서 오일러축에 의한 지각판 운동효과를 정확히 제거하기 위해 축의 위치와 각속도를 한반도 지각판에 맞게 새롭게 추정하였고 이에 대한 검증을 수행하였다. 그리고 1년 주기로 나타나는 계절변동 신호를 추정해 각 관측소의 좌표시계열에 반영하였다. 두 효과를 제거함으로써 지진에 의한 영향을 측지학적으로 분석할 수 있다. 이를 이용해 2011년 동일본 대지진에 의한 지각변위 예비 분석을 수행하였다.
In this paper GPS data for the period from January 2002 to June 2004 (910 days) were analyzed to quantitatively investigate the plate deformation patterns and distributions in the Korean peninsula. The GPS network is composed of 45 permanent GPS stations. The daily data were analyzed using the GAMIT/GLOBK software and the precise orbits generated by the International GNSS Service (IGS). The research result make it possible to understand the tendency of crustal movement in and around the Korean peninsula, which have an effect on the occurrence of earthquake.
The central-western Korean Peninsula contains records of an Early Mesozoic collisional event related to the final amalgamation of the East Asian continent. Here, we present a renewed geologic map of the Deokjeok and Soya islands in the central-western Korean Peninsula and its explanatory note. Our geologic map was based on a detailed investigation of the northeastern area of both islands, which is characterized by a complex fault and shear zone system that accommodated the crustal deformation related to the Mesozoic post-collisional orogenic collapse and the subsequent structural inversion. We suggest future directions of study aiming at addressing issues regarding the deformational responses of crust to the Mesozoic tectonic transition and orogenic cycles.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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