소형 루프형 해양 전자탐사 시스템의 무인잠수정을 이용한 실해역 현장적용 가능성 고찰

Abstract

We performed an off-shore experiment with a new marine small loop electromagnetic (EM) survey system, which was developed primarily for exploration of seafloor hydrothermal deposits. The system is a multi-frequency loop EM system designed to endure high pressure in deep sea up to 2000 m. In order to maintain altitude of the system from the seafloor in rough seafloor topography condition, the system was onnected rigidly to ROV (Remotely Operated Vehicle) which tows the system. We performed a test with the new loop EM system by keeping altitude of ROV 2 m above from the seafloor at a depth of 300 m near Tonga off-shore. The ROV position and attitude while moving (pitch, roll, yaw) and CTD (Conductivity, Temperature, Depth) data are also recorded simultaneously with electromagnetic responses. Experimental results showed that electromagnetic anomaly was clearly identified at the location of metallic object, and the pattern of the EM responses matches well with the theoretical responses from a 3-D integral equation EM modeling code. With the test in Tonga offshore, we confirmed that the method of operation of the EM survey system by ROV was readily feasible, and the system could detect actual seafloor hydrothermal deposits in the highly conductive seafloor environment.

해저에 존재하는 해저열수광상을 탐사하기 위하여 개발된 소형 루프형 해양 전자탐사 시스템의 현장 적용성 실험을 실해역에서 수행하였다. 이 시스템은 다중 주파수 전자탐사 시스템으로 심해 고압 환경에 견딜 수 있도록 설계되었으며 탐사 대상지역의 험한 지형적 상황에서 해저면과 일정한 고도를 유지하며 탐사할 수 있도록 ROV(Remotely Operated Vehicle)에 탐사장비를 강성 연결(rigid connection)하는 운용방법을 선택하였다. 통가 해역 수심 약 300 m 지점에서 금속 이상체를 투하한 후 해저면과 탐사장비 사이의 간격을 2 m로 유지하며 전자기 반응을 획득하는 실험을 진행하였으며 실험 시 ROV 위치, ROV 움직임(피치, 롤, 요), CTD(conductivity, temperature, depth) 등의 자료를 동시에 획득하여 자료처리에 이용하였다. 실험 결과 각 주파수에서 전자기 이상 반응이 뚜렷하게 획득되었으며 이는 3차원 적분방정식 코드를 이용한 모델링 결과와 비슷한 양상을 보여주었다. 이번 실해역 실험을 통하여 새로이 개발한 해양 전자탐사 시스템이 해양 환경에서 ROV를 통한 운용이 가능함과 동시에 금속체에 의한 전자기 이상 반응의 획득을 통해 본래 목적인 전기전도도가 높은 해저열수광상 탐사에 대한 가능성을 확인하였다