• 지구물리와물리탐사
• /
• 제27권1호
• /
• pp.37-50
• /
• 2024

MT 탐사는 측점 주변의 지형과 바다와 같은 외부적 환경 요인에 의해서도 자료에 영향을 받는데, 특히 섬에서 수행된 MT 탐사 자료에는 지형효과와 해양효과가 복합적으로 작용하게 되며, 올바른 해석을 위해서는 두 효과에 대한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 지형과 해양의 영향이 포함된 MT 반응(겉보기비저항, 위상)을 분석하기 위해 깊은 바다에 둘러싸인 원뿔 형태의 소규모 섬 모델을 생성하였다. 지형만을 고려한 지형모델, 지형과 바다를 동시에 고려한 섬 모델에 대하여 2차원 순산모델링과 3차원 순산모델링을 수행하고 MT 반응을 확인하였다. 3차원 섬 모델에 대해 2차원 모델링을 수행하면, 측선의 직교 방향에 대한 지형 변화와 바다를 고려하지 못하는데, 3차원 모델링을 수행함으로써 모든 방향의 지형 변화와 섬을 둘러싼 바다를 고려한 MT 반응을 얻을 수 있었다. 언덕과 같이 주변의 기복이 심한 지형에서는 겉보기비저항 XY 성분과 YX 성분의 벌어짐 현상이 전형적으로 발생하였다. 저비저항 이상체가 해수면 아래 1 km 심도에 존재할 경우, MT 반응에서 지형과 바다로 인한 변동과 구분할 수 있으며, 심도 증가에 따라 이상체의 영향이 감쇠하였다. 다양한 조건에서 모델링을 수행하고 MT 반응을 분석함으로써, 현장 MT 자료에 대한 이해를 높이고 자료 해석에 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.

• 지구물리
• /
• 제2권2호
• /
• pp.123-134
• /
• 1999

상부맨틀이나 하부지각의 고전도층(HCL)에서 나타나는 고이방성은 MT 탐사에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 고이방성 매질이 MT 반응에 미치는 영향을 고찰하기 위한 모델연구를 수행하였다. 각각의 균질한 암체의 전기적 성질은 대칭적인 전기전도도 텐서로 주어지며 모델링을 위한 기본방정식은 전기장과 자기장 성분이 결합되어진 주파수 영역 분산 방정식으로 주어진다. 이방성 매질에서는 전기장의 왜곡에 의해 항상 4성분의 임피던스가 존재하며, 2차원 구조에서는 대각선 성분, 특히 YY성분의 임피던스가 증가한다. 어떤 경우에는 서로 이방성 주향이 다른 매질의 상호작용에 의해 TM 모드의 위상이 90° 이상으로 증가하고 겉보기비저항이 낮아지는 현상이 발생한다. GB 분리법은 광역적인 반응을 추출하는데 이용될 수 있으나, 심부의 이방성의 영향을 크게 받는다. 이상의 모델연구의 결과를 BC87자료에 적용하여 현장자료에서의 이방성 효과를 고찰하였다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.361-368
• /
• 2003

1978년에 규모 5.0의 지진이 발생한 홍성지역에 발달한 단층대의 전기, 전자적 특성을 조사하였다. 전기, 전자 탐사는 최근 토목공사현장에서 단층대 및 파쇄대 등의 연약지반을 확인하기 위한 수단으로 널리 쓰이고 있으며 이들 탐사로부터 얻어지는 전기비저항 구조는 연약대의 공간적 분포를 효과적으로 파악할 수 있는 정보를 제공한다. 홍성지역에 위치한 단층대를 가로질러 쌍극자배열 전기비저항탐사와 MT (Magnetotelluric) 탐사를 실시하였으며 역산을 통해 단층대의 전기비저항의 분포를 추정하였다. MT 탐사는 주단층대를 가로지르는 2.9 km의 측선상의 18측점에서 실시하였으며, 자기쌍극자를 인공 송신원으로 사용하였다 전기탐사는 단층대를 측선의 중앙으로 하여 전극간격이 50 m인 쌍극자배열전기비저항 탐사를 실시하였다. 두 탐사 결과는 예상단층선을 따라 좌우지역의 전기비저항이 서로 다른 양상으로 발달하고 있음을 보여주고 있으며, 특히 예상단층선을 따라서는 뚜렷한 저비저항대가 깊게 발달해 있음을 보여주고 있다. 홍성지역의 단층대에서 낮은 전기비저항분포를 보이는 부분이 수직으로 잘 발달해 있다는 것은 최근에 두 차례의 지진이 발생한 것처럼 이 지역 단층이 활동 중인 단층이라는 사실과 일치하는 결과를 보여주는 것이다. 본 연구 성과는 앞으로 홍성단층 뿐만이 아니라 우리나라에서 발생하는 지진들에 대한 연구에 기초 자료를 제공할 것이라 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제10권2호
• /
• pp.147-153
• /
• 2007

CG (conjugate gradient) 법은 선형 연립방정식을 반복적으로 푸는 가장 효율적인 해법 중 하나이고, 또한 비선형 최소자승문제에도 적용할 수 있다. 자기지전류(MT) 역산 문제를 풀 때에는 최소자승문제의 목적함수 자체의 최소화에 직접 CG 법을 적용하거나, Gauss-Newton 법에 기초한 반복역산의 각 반복단계에서 모형의 변화량 계산에 CG 법을 이용할 수 있다. CG 법을 적용할 경우, 임의의 벡터에 대한 감도행렬의 영향 및 그 전치행렬의 전치행렬의 영향을 감도행렬을 직접 구하지 않고 계산할 수 있다는 장점이 있기 때문에 감도행렬의 계산 규모가 방대한 3차원 역산 문제에서 계산시간을 월등히 줄일 수 있다.

• 자원환경지질
• /
• 제27권2호
• /
• pp.191-199
• /
• 1994

층상대지속에 있는 3차원 물체에 의한 지자기 지전류 (MT)응답을 계산하기 위하여 적분방정식을 이용한 수치모델링법을 개발하였다. 이 방법에서는 3차원 이상체를 몇 개의 세포로 분할하여 펄스기조함수로 근사할 수 있는 전류분포로 치환한다. 층상대지를 표현하는 전기 텐서그린함수를 쓰면 행렬방정식을 유도할 수 있으며 이를 각 세포의 벡터전류에 대하여 푼다. 결국 미지의 산란장은 산란전류에 관한 전기 및 자기 텐서그린함수를 적분함으로써 얻어진다. 지표면 근처에 3차원 전도성물체가 존재할 때 2차원의 TE모드 모델링으로는 깊은 곳에 가짜의 저 비저항을 가정해야 한다. 이는 TE모드 모델링에서는 경계면 전하의 영향을 고려할 수 없기 때문이다. 그러나 긴 3차원 직방체의 가운데를 가로지르는 단연은 2차원 TM모드 아르고리즘으로 정확히 모델화할 수 있으며, 이는 정식화과정에서 경계면 전하가 고려되어 있기 때문이다. 다중 주파수에 관한 수치계산 결과 겉보기 비저항과 위상은 상호보완적인 변수라는 것이 밝혀졌다. 따라서 이들 변수는 주파수영역 MT 해석시 함께 취급되는 것이 바람직하다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제14권2호
• /
• pp.164-175
• /
• 2011

낮은 주파수의 자연 전자기장을 이용하는 MT 탐사는 지하 심부의 전기전도도 구조를 규명할 수 있기 때문에, 지열에너지자원 탐사, 이산화탄소의 지중저장을 위한 부지 선정, 인공저류층 지열발전 시스템 유망 지역 탐사 등에 적용되고 있다. 또한 해양 MT 자료를 활용하면 해양전자탐사 자료 해석의 정확도를 높일 수 있다. MT 자료의 해석에 있어 정확한 모델링 기법은 필수적이다. 변유한요소법을 이용한 기존의 MT 모델링 알고리듬에서는 보조장인 자기장을 차분적 방법론에 기초하여 계산하였기 때문에 수직자기장의 정확한 계산에 한계가 있었다. 이 논문에서는 변유한요소법의 기저함수들의 선형결합으로 근사된 전기장을 직접 미분하는 방법으로 수직자기장을 계산하였다. 수치 실험을 통해, 지형이 있는 경우에 수직자기장에 대한 기존의 알고리듬의 결과에 오차가 있음을 확인하였다. 최종적으로, 지형이 있는 모형에 대한 기존의 인덕션 벡터와 티퍼의 결과는 오차가 있는 수직자기장을 이용하였으므로, 이 논문에서는 개선된 알고리듬을 이용하여 올바른 결과를 제시하고자 한다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.602-612
• /
• 2011

제주도는 한반도 남부에 위치한 화산섬으로서, 화산활동 및 한반도와의 지체구조적 연결성과 관련된 중요성 때문에 오랫동안 지질학적/지구물리학적 연구의 대상이었다. 최근 제주도에서 심부지열자원 조사를 위한 다수의 저주파수 MT 자료가 획득됨에 따라 제주도 심부구조에 대한 접근이 가능해졌다. 그러나 제주도와 같은 섬환경에서는 주변 해양의 영향으로 저주파수 MT 자료가 왜곡되며, 이는 섬의 심부구조 규명을 어렵게 만드는 요인이다. 이 연구에서는 기존에 획득된 총 102 측점의 MT 자료에 대해 해양효과 보정을 실시하였다. 해양효과 보정은 1 Hz 이하에서 XY 모드와 YX 모드 전기비저항과 위상을 매우 유사하게 만들며, 전도성 하부지각의 존재를 명확하게 보여주었다. 제주도 남쪽 및 북쪽 측선의 보정된 MT 자료에 대해 2차원 역산을 수행한 결과, 평균적으로 깊이 20 km에서 고비저항 상부지각과 저비저항 하부지각의 경계를 명확히 확인할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제23권4호
• /
• pp.230-242
• /
• 2020

201 6년 9월에 발생한 경주지진원 구역에 대한 정밀 지질구조 규명을 위해 MT 탐사를 적용하였다. 경주지역의 MT 측정자료는 조사지역 인근의 지하철, 전력선, 공장, 주택, 농경지에서 발생된 전기적 잡음과 철도, 도로에서의 차량잡음 등으로 인해 측정자료 왜곡이 심하게 발생되었다. 이 연구에서는 고속철도 및 고속도로와 인접한 4개소의 MT 탐사자료에 기계학습 기법을 적용하여 차량잡음이 포함된 시계열을 분류하였다. 고속열차 잡음이 포함된 시계열에 대해서는 확률적 경사 하강법, 서포트 벡터 머신과 랜덤 포레스트 3가지의 분류모델을 적용하여 그 결과를 비교하였다. 대형트럭 잡음이 포함된 시계열 자료에 대해서는 Hx 성분, Hy 성분과 Hx & Hy 합성성분 크기에 대한 3가지의 샘플 자료를 준비하였으며 랜덤 포레스트 분류모델을 구성하여 그 성능을 평가하였다. 마지막으로 차량잡음 제거 효과 분석을 위하여 차량잡음 제거 전후의 시계열, 진폭 스펙트럼과 겉보기비저항 곡선을 비교하였으며, 이를 통해 차량잡음이 영향을 미치는 주파수 대역과 차량잡음 제거 시 발생될 수 있는 문제점에 대해 고찰하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제11권4호
• /
• pp.318-325
• /
• 2008

MT 모델링에서는 송신원을 고려하지 않으므로, 평면파에 대한 배경 매질의 반응을 경계값으로 설정하는 Dirichlet 경계조건을 이용할 때에 그 경계값의 정확한 계산이 매우 중요하다. 이 연구에서는 1차원 배경 매질만을 가정하던 기존의 모델링 알고리듬을 2차원 배경 매질을 고려할 수 있도록 발전시켰다. 1차원 배경매질의 경우 경계값은 해석적으로 계산할 수 있으나, 2차원 구조가 존재하는 경우에는 2차원 모델링을 통해 경계값을 계산하여야 한다. 2차원 모델링의 TM(transverse magnetic) 및 TE (transverse electric) 모드는 3차원 모델링의 입사 전기장의 분극 방향과 2차원 구조의 주향에 따라서 결정된다. 전기장을 셀 모서리에 정의하는 기존의 3차원 모델링 알고리듬과 잘 부합하도록 2차원 모델링에서도 모서리에서 전기장을 계산하였다. 2차원 모델링을 통해 계산된 값을 3차원 모델링의 경계값으로 활용한 결과, 단층 모형 혹은 한 면에 바다를 포함한 모형에 대해 보다 정확한 겉보기비저항 및 위상을 얻을 수 있었다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.153-164
• /
• 2009

경상분지와 경기육괴 지역에서 획득된 총 7측점의 MT 자료를 이용하여 한반도의 광역적인 1차원 심부 전기비저항 구조를 조사하였다. 경상분지에 위치한 측점들은 주변 해양에 의한 왜곡을 보정하기 위해 반복적 텐서 벗겨내기 기법을 이용하여 해양효과를 보정하였다. 총 7측점에 대한 층서 구조 일차원 역산 결과는 천부지층, 상부지각, 하부 지각 및 상부 맨틀, 연약권으로 구분되는 4층 전기비저항 모델을 제시하였다. 이 중 상부지각과 하부 지각의 경계, 즉 콘라드면은 전 측점에서 뚜렷하게 나타났다. 경상분지 지역은 깊이 약 17km, 경기육괴 지역은 약 12km부근에 콘라드면이 존재하였다. 또한 경상분지 지역 상부지각의 전기비저항은 경기육괴에 비해 5배정도 높았다. 마지막으로 연약권은 깊이 약 100km 이하에 존재하며, 200-300 ohm-m의 전기비저항을 갖는 것으로 추정되었다.