시그마프레스 알기쉬운 지구물리학 연습문제 04장

소개글

시그마프레스 알기쉬운 지구물리학 연습문제 04장에 대한 보고서 자료입니다.

목차

4-1 ~ 4-7

본문내용

치하여 있으므로 대륙으로 둘러 싸여있고, 안정한 지형이라 다른 대양분지에 비해 퇴적 작용이 활발하게 일어났을 것이다. 또한, 고위도 지방이므로 빙하의 결빙에 의해 수심이 영향을 받는다.
d) 그림 4.9a와 연습문제 4-3 모델의 지각층 두께와 속도의 차이 중, 어느 정도가 실제 차이에 기인하는 것인지, 또 어느 정도가 해석상의 오류에 의한 것인지 밝혀라. 차이와 가능한 오류 발생원인을 일목요연하게 정리하여라.
계산을 통해 결과가 틀리는 경우는 저속도층과 얇은 층의 경우가 있다. 이 문제의 경우, 해분저의 얇은 퇴적층이 관련되므로, 저속도층의 문제라기보다는 얇은 층(V₁>V₂>V₃이나 h₂가 매우 얇음)이 있는 경우이다. 해양지각 위에 놓인 퇴적층(제1해양층)이 너무 얇아서 임계굴절파가 초동으로 기록되지 않는 경우가 종종 있다.
속도 V₂인 층의 두께가 너무 얇으므로, 이층에서 임계굴절한 파가 초동으로 도달하는 구간이 없다. 얇은 상부에서의 첫 번째 굴절파는 직접파와 두 번째 굴절파보다 늦게 도달한다. 따라서 기록에서 첫 번째 굴절파를 인지하기 어려울 수 있다.
이 얇은 층은 두 번째 이벤트로 인지되어야 하는데, 만일 인지하지 못하면 이 관계식들은 속도 V₃인 층까지의 깊이를 틀리게 산출한다. 첫 번째 굴절파를 인지하지 못한 경우, 역산방정식은 속도 V₁인 층이 속도 V₃인 물질 바로 위에 놓여 있는 결과를 낳게 된다. 속도 V₁인 층의 두께는 h₁은 너무 크게 되고, 속도 V₃인 층까지의 깊이(역시 h₁)는 너무 작게 된다.
이 문제 모델대로라면 두 번째 층이 나타나지 않았으므로, h₁의 두께가 매우 크게 나왔어야하는데, 계산상의 두께 결과에서는 별 차이가 없었다. 이는 해석상의 오류라고 생각한다. 그림 4.8을 통하여 역산한 4-3 모델의 경우, 명료한 직선으로 나타난 주시곡선을 이용한 것이 아니다. 실제 지진파 굴절단면을 이용할 때, 직선의 기울기와 시간절편은 짐작으로 찾아내야 하므로 교점의 눈금, 선의 두께, 굴절단면에 나타난 여러 개 선 등에서 평균값을 찾아내는 과정에서 기울기와 시간절편에 오차가 나타난다.
또한, 그림 4.8은 바핀 해분(대양 분지 중 최대수심이 얕은 지역)으로서 안정한 특정 지역이 관련된 실제 지진파 굴절단면인데 비해, 층서 모델은 수심이 깊은 곳에서 형성되는 오피올라이트의 평균적 경향을 나타낸 것이다. 평균 모델과 지역적 데이터는 편차가 있게 마련이다. 특히 수심은 판의 어느 부분에 위치하는지에 따라 크게 차이가 있기 때문에, 이는 실체 차이에 기인한 편차 발생이라고 할 수 있다.
4-5. 아래의 주시곡선은 파원이 A점과 B점에 위치한 굴절파 왕복측정 단면 결과를 보여준다. 단일경사경계면 모델을 가정하고 역산하여 다음을 계산하여라: a) 이 경계면 상부와 하부층의 실제속도; b) 이 경계면의 경사; c) 점 A와 점 B 하부 경계면까지의 수직 깊이.
a) 이 경계면 상부와 하부층의 실제속도
b) 이 경계면의 경사
c) 점 A와 점 B 하부 경계면까지의 수직 깊이
4-6. a) 그림 4.16의 북아메리카 지도를 참조하여, 북위 40° 선을 따라 모호면의 깊이가 변화하는 양상을 나타내는 수직단면을 그려라. b) 그림 4.15로부터 얻은 맨틀 최상부의 P파 속도를 자신의 단면 위에 적어 넣어라. c) 왜 자신의 단면에 지각두께와 맨틀속도를 그렇게 정하였는지 그 이유를 설명하여라.
c) 지각과 맨틀의 경계면인 모호면까지의 깊이는 지각의 두께와 같다. 북아메리카대륙의 지각두께 분포도는 주로 굴절파 관측자료에 기초한다(Mooney and Braile. 1989). 보통 대륙지각 두께는 35 내지 45km이다. 대륙 열곡화가 진행된 부분(Basin and Range 권역, Gulf와 대서양 해안평원)은 얇은 지각을 갖는다. 두꺼운 지각은 Rockey 산맥의 높은 지형 아래에 분포한다. 깊이 박혀 있는 뿌리는 Appalachian 산맥의 고생대 대륙충돌에 의해 생선된 것과 Sierra Nevada 산맥 하부의 섭입대 흔적 부분으로 구성되어 있다.
종파의 속도는 온도에 관계되는 강성률의 영향을 받는다. 온도가 높아지면 유체화에 의해 강성률이 작아지므로 종파의 속도가 느려진다. 그러므로, 8.1~8.2km/s의 일반적인 상부맨틀 속도는 지각판이 차가운 지역 즉, 아메리카 대륙의 중앙부근인 대륙안정지괴에서 관찰된다. Basin and Range 대륙열곡대, Columbia 고원/Yellowstone 열점 흔적과 같이, 뜨거운 맨틀이 얕게 분포하는 지역에서는 속도가 7.8km/s까지 감소하는 저속도 이상대를 나타낸다. 또한, Cascade산맥의 마그마 호상지역에서도 낮은 속도가 관찰된다. 상대적으로 높은 속도는 Sierra Nevada 산맥에 분포하는데, 이는 과거 섭입의 흔적으로 남아 있는 차가운 암권판 때문이다.
4-7. a) 그림 4.17의 중서부유럽 지도에 근거하여, 북위 47°를 따른 단면도를 그려라. b) 왜 (a)의 단면에 지각두께 변화를 그렇게 나타내었는지 그 이유를 설명하여라.
a) (단면도 아래 첨부)
b) 이유 : 유럽 중앙부에서의 굴절파 조사연구로 지체구조 역사와 관련된 모호면의 깊이 변화가 밝혀졌다. 오래된 대륙부분(Bohemian Massif, European Platform)에서는 지각의 평균 두께가 35km/s 정도이다. 두꺼운 대륙 뿌리는 동부 알프스산맥의 대륙충돌대에 위치하며, Carpathian 산맥의 충돌 연약대 부근을 중심으로 모호면이 깊어져 있다. 얇은 지각은 Pannonian 분지 내의 젊은 대륙열곡운동과 관계가 있다.
< 참고 문헌 및 사이트 >
1. Robert J. Lillie 저. 김기영, 김영화 역. (2006)「알기쉬운 지구물리학(개정판)」(주) 시그마프레스
2. 한국지구과학회 (2006)「지구과학개론」 교학연구사
3. 김성균 저. (1996)「고체지구물리학」 교학연구사
4. 성연욱 . (2005)「하이탑 고등학교 지구과학2」두산동아
5. 민경덕 외 2명. (2002) 「(基礎)地球物理學」 祐成文化社
6. 네이버 백과사전
7. 브리태니커 온라인 백과사전
8. Google 이미지 검색

키워드

지구물리학,   지구과학 임용고시,   연습문제,   대륙,   지진파,   맨틀,   지각