한국의 지자기 분포

소개글

한국의 지자기 분포에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.지자기란
1)지자기란
2)단위

2.측정방법
1)홀효과(Hall effect) 방법
2)Fluxgate 방법
3)자기유도 방법
4)핵자기 공명 방법
5)광펌핑 방법

3.한국의 지자기 분포

본문내용

이 (Faraday)의 전자기유도법칙에 기본을 두는 것으로 자속(Φ)의 시간 변화율에 따라 코일에 유기되는 기전력을 이용하여 자장을 측정한다. 즉 탐지코일 (search coil)과 적분기인 자속계 (fluxmeter)를 사용하여 자장을 측정하는 방법이다. 또한 자기유도방법은 교류자장을 효과적으로 측정할 수 있으며 측정주파수가 10 Hz 이상에서는 fluxgate magnetometer 보다 특성이 우수하다. 감응도(response)를 증가시키기 위하여 고투자율의 코아를 사용하기도 한다. 이 방법을 이용하여 측정할 수 있는 자장의 범위는 10-10 T 이상이며, 이 측정방법은 가장 기본적인 방법으로서 특히 교류자장 측정이 용이하다
4)핵자기 공명 방법 :
핵자기공명 가우스미터로 자장을 측정하는 방법은 그림 4과 같이 핵자기공명을 일으키는 물질을 균일한 자장속에 두고 고주파 코일을 이용하여 시편에 에너지 준위차(2mB)에 해당하는 고주파를 가하면 공명이 일어난다. 즉 시편의 원자핵이 고주파 에너지를 흡수하면서 높은 에너지 준위로 전이되며, 이때 일반적으로 고주파 에너지의 손실을 동일한 고주파 코일로 감지하는 자기공명 흡수방법이 사용된다. 이방법은 물리적인 고유현상을 이용하기 때문에 교정이 불필요하며 전자석시스템과 조합하여 자장 표준기로 많이 사용된다. 일반적인 측정범위는 1 × 10-2 ~ 15 T 이고 분해능은 10-8 T 정도이다.
5)광펌핑 방법 :
광펌핑(optical pumping)을 이용한 자장측정의 원리는 빛을 이용하여 원자, 양성자 및 전자들을 원하는 에너지 준위로 모은 다음, 그 에너지 차이에 해당하는 전자기파를 인가하여 자기공명(magnetic resonance)을 만들어 공명주파수를 측정하고, 그에 비례하는 자장을 구하는 방법이다. 광펌핑 방법은 1950년 Alfred Kastler가 제안하였고, 이것으로 1966년 노벨상을 받았다.
그림 8은 광펌핑을 이용하여 자장을 측정하는 원리를 나타낸다. 광펌핑을 이용한 자장측정 방법은 알칼리금속의 증기를 넣은 용기(cell)에 자장을 가하면 Zeeman 효과에 의해 분극되어 에너지 준위가 갈라진다. 여기에 어느 특정의 빛을 가하면 에너지 준위가 다른 준위로 올라간다. 그 상태에서 고주파 자장을 가하면 공명주파수에서 에너지를 방출하여 원래의 에너지 준위로 돌아가고, 외부자장의 크기에 비례하는 주파수의 전자파가 방출된다. 즉 자기에너지가 빛 에너지를 흡수하여 다른 준위로 되고, 다시 공명자장 주파수로 에너지를 방출하여 원래의 상태가 된다. 알칼리 금속 증기 용기를 통과한 빛의 세기는 그림 6과 같은 데, a의 상태는 A에서 B준위로 펌핑하기 위해 원자 자체가 빛을 흡수하므로 아주 미소한 빛만이 통과하고, b 는 A에서 B로 펌핑이 완료되어 원자 자체는 더 이상 많은 빛을 흡수하지 못하므로 대부분의 빛은 통과된다. c 는 펌핑을 제거한 상태이므로 a 와 같이 빛을 거의 통과시키지 못한다.
기타방법 : 자장을 측정하는 장치로는 자기저항효과 ( magnetoresistance effect), 양성자 자유세차 (proton free precession) 방법, 광섬유 센서 그리고 SQUID (초전도 양자간섭기) 방법이 있다. 자기저항을 이용한 측정장치는 자성체나 반도체의 전기적 저항이 자장에 비례하여 변하는 것을 이용하는 것으로 10-2 T 이하의 자장측정에 용이하며 10 nT 정도의 분해능을 갖는다. 양성자 자유세차 magnetometer, 및 SQUID magnetometer는 물리적 고유현상을 이용한 것으로 매우 좋은 분해능을 지닌 장치로서 정밀한 자장측정에 이용된다. 특히 SQUID는 분해능이 10-15 T 정도이며 사람의 뇌파 등도 측정할 수 있다. 양성자 자유세차 magnetometer는 전력소비가 비교적 크고 SQUID magnetomer의 경우 저온에서 작동되기 때문에 유지비가 많이 들고 휴대하기가 어려워서 특수한 목적에만 사용된다.
3.지자기 분포
항공자력이상도 한국지질자원연구원(www.kigam.re.kr)
1980년부터 항공자력이상도를 작성하고 있으며, 현재까지 전국토의 약 70%에 대한 탐사를
완료하고 자력도를 완성함
우리나라는 수직성분이 약 400mG, 수평성분이 약 300mG이며, 총자력은 500mG 정도이다.
한반도의 전자력분포도(1980년기준)
한반도의 복각분포도(1980년기준)
복각은 49˚30' ~ 53˚ 의 범위에 있다.
복각의 경우 청주에서 서울 사이는 52˚(청주) ~ 53˚(서울), 대전의 경우 51˚30' 대구의 경우 51˚ 그리고 부산과 광주를 있는 굴곡선은 50˚정도 이고 그 이남은 49˚30' 이고 제주도의 경우 48˚정도이다 이를 통해 마찬가지로 한반도 북부의 복각또한 53˚ 에서 57˚30'의 분포를 나타낼것을 예상할수 있다
한반도의 편각분포도(1980년기준)
한반도 남부의 편각은 서쪽으로 대략 6 ~ 7˚30'의 범위에 있으며
(제주도 지역은 6˚ 전라도 광주부근은 6˚30' , 대구와 대전을 연결하는 지점은 7˚정도
춘천과 강릉 선은 7˚30'정도 이다) 한반도 북부는 직접 우리나라서 측정을 하지 못했지만
위의 결과를 따라 보면 약 7˚30'에서 9˚ 정도 일것으로 생각되어진다.
한국의 지자기 특성
지자기는 전지구적인 물리 현상이므로 우리나라라고 해서 특징이 있는 것은 아니다
지구내부의 주 자기장을 제외하고는 지표 가까이에 있는 암석, 토양(매우 얇으므로 큰 영향을 주지 않음), 물(거의 변화를 주지 않음)의 대자율의 크기에 따라서 유도자기장이 달라지고, 이것이 주 자기장과 합해져서 측정되는데, 후자는 좁은 지역에서는 큰 변화가 없기 때문에, 한국에서 측정한 지자기 분포가 올록볼록한 것은 그 하부를 구성하고 있는 암석의 대자율 차이 때문이라고 보면 된다. 예를 들어 그것이 선형을 보인다는 것은 그 아래에 어떤 선형 지(질)구조가 있다는 것을 뜻합니다
실시간자료 지자기장 관측자료 (대전,경주,홍성)
http://geomag.kigam.re.kr 참고
magnetisation map of the world (http://geomag.kigam.re.kr)

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