지진배경잡음을 이용한 한반도 남부 모호면 영상화

Abstract

지진배경잡음의 상호상관(cross-correlation)은 표면파에 대한 정보를 얻기 위한 방법으로 이론적 연구와 실험을 통해 다양하게 적용되었다. 배경잡음의 상호상관을 통해서 실체파의 정보를 얻는 것은 표면파에 비해 실체파가 주시거리에 따른 감쇠정도가 크다는 특징 때문에 더욱 어렵고, 현재까지도 관련된 많은 연구가 진행되고 있다. 이 연구에서는 국내 지진관측 자료에 기록된 배경잡음을 분석하여 지구 내부 반사면에서 반사된 실체파의 정보를 영상화하고자 한다. 국내 42개소의 지진관측소에서 2011년 동안 기록한 지진파형 연속자료를 수집하였다. 자료의 평균과 기울기를 제거하고 지진계 응답을 보정한 결과에 대하여 0.5 - 2.0 Hz 구간의 주파수 대역 필터를 적용하였다. 광대역 신호에서 지진의 영향을 받은 부분을 제거하였고, 표면파의 영향을 감소시키기 위해 고주파수 (0.5 - 2.0 Hz)에 해당하는 부분을 정규화 하였다. 이와 같은 처리과정을 거친 모든 배경잡음 신호는 두 개의 지진 관측소별로 상관시킨 후 중합하였다. 상관신호를 중합한 결과로부터 한 관측소에서 다른 관측소로 전파하는 신호를 찾을 수 있었으며, 이 신호는 표면파 주시와 구별되는 도달시간과 제한된 고주파수 대역의 모호면에서 반사된 실체파이다. 이러한 분석 결과로부터 대부분의 시간에 걸쳐 지진배경잡음에 해당하는 연속자료의 관측소간 상관분석을 통해, 지구내부의 지진파 반사면에 대한 정보를 포함하는 실체파를 추출할 수 있음을 알 수 있다. 지진에 의한 반사파가 진원 깊이의 오차를 포함하는 것과 달리, 대부분 지표면에 위치한 지진관측소 사이의 지진배경잡음 상관분석 결과는 위치에 따른 불확실성이 거의 내포되지 않는다. 따라서 관측소 사이 정중앙 하부 반사면 깊이에 대한 결과를 산출하는 것이 가능하다. 이와 같은 깊이정보를 이용하여 3차원으로 나타내었고, 선행 연구 결과와 비교하여 제시하였다.