루이빌 해저화산 하부 해양 암석권의 지구물리특성 연구

Abstract

해양 암석권 상부의 물리적 특성은 탄성판 모델로 근사하여 설명할 수 있다. 해양 탄성판은 해저화산과 같은 지질 학적인 하중이 가해지면 수직변형이 유도되고 그 결과 굴곡(flexure) 변형이 발생한다. 이 굴곡의 정도는 탄성판의 두께(Te)에 의해 결정되는데, 일반적으로 탄성판의 두께는 해양 지각판의 연령이 증가함에 따라 두꺼워진다. 두께가 증가하면 지질학적인 하중에 견딜 수 있는 강도가 함께 증가하므로 해양 탄성판의 굴곡 변형 정도가 감소한다. 중력 이상 자료를 사용하는 굴곡 모델링(flexure modeling)을 이용하면 굴곡 변형 정도와 굴곡 강도를 계산할 수 있으며 동시에 탄성판의 두께를 정량적으로 유추할 수 있다. 중력 이상치 계산은 해저화산의 밀도 구조에 의해 결정 되므로 밀도 모델을 정하는 것이 매우 중요하다. 해저화산의 밀도 모델은 크게 단일 밀도 모델(uniform density model)과 고 밀도 코어 모델(dense core model)로 나눌 수 있다. 단일 밀도 모델은 해저화산과 굴곡 된 주변부의 밀도를 동일하다고 가정하기때문에중력이상계산에필요한수식을간단하게만드는장점이있다. 하지만이모델은해저화산의내 부구조를 단순화 하는 경향이 있으며, 해저화산의 전체하중을 더 증가시켜 해저화산의 하중에 의한 양의 중력 이상 (positive gravity anomaly)을 더 많이 유도하는 문제점을 가지고 있다. 이런 이유로 단일 밀도 모델을 이용한 굴곡 모 델링은 높은 양의 중력 이상을 감소시키기 위해서 얇은 탄성판의 두께를 유도한다. 고밀도 코어 모델은 해저화산 내 부지질구조를더정성적으로근사하여단일밀도모델의문제점을보완할수있다. 이연구에서는남서태평양에위 치한 Louisville Seamount Chain (LSC) 중 암석 연대 측정 자료가 존재하는 13개의 해저화산을 연구지역으로 선정하 였다. 이 해저화산들에 대하여 고밀도 코어 모델을 활용한 굴곡 모델링을 적용하였고, 굴곡 모델링으로 유추된 탄성 판의 두께와 해저화산 생성당시 해양지각 연대를 정량적으로 비교하였다. 비교 결과를 이용하여 해저화산의 연대를 지구물리학적으로 검토하고 이를 바탕으로 해저화산 활동 시기 및 생성환경을 고찰하고자 한다.