캐나다 보퍼트해 진흙화산(MV420) 내 가스하이드레이트 부존을 지시하는 지구물리학적 증거 (Geophysical Evidence Indicating the Presence of Gas Hydrates in a Mud Volcano (MV420) in the Canadian Beaufort Sea)

서지정보

· 발행기관 : 한국지구물리.물리탐사학회
· 수록지 정보 : 지구물리와 물리탐사 / 26권 / 1호 / 18 ~ 30페이지
· 저자명 : 최연진, 김영균, 강승구, 진영근, 홍종국, 정우근, 신성렬

초록

해저 진흙화산은 유동화/기화된 퇴적물이 표층으로 분출하여 만들어진 화산과 유사한 지형이다. 진흙화산은 지하의 열, 퇴적물이나 탄화 수소를 지상으로 공급하는 공급원으로 관심을 받고 있다. 북극 캐나다 보퍼트 해의 대륙사면에는 다양한 수심에서 진흙화산이 존재한다 고 알려져 있다. 수심 420 m에 위치한 MV420 진흙화산은 현재 분출하고 있는 활동성 진흙화산으로 많은 연구 대상이 되고 있다. 극지연 구소에서는 쇄빙연구선 아라온호를 이용하여 MV420을 통과하는 고해상도 다중채널 탄성파 자료를 획득하였고, 진흙 분출구 주변에서 지열 관측을 수행하였다. 탄성파 자료에서는 가스하이드레이트에 의한 해저면모사반사파(bottom simulating reflector, BSR)로 추정되는 역 위상 반사파를 확인하였다. 탄성파 자료의 BSR이 가스하이드레이트에 의한 반사파인지 확인하기 위하여, 정상 상태의 열방정식을 바탕 으로 MV420 내부의 열구조를 수치적으로 모사하였다. 그리고 모사한 지열온도 모델을 이용하여 가스하이드레이트 안정영역의 하부 경 계를 추정하였다. BSR의 깊이와 가스하이드레이트 안정영역의 하부 경계를 비교한 결과, 두 자료가 일치하며 이는 가스하이드레이트의 부존을 암시하는 지구물리학적 증거 중의 하나이다. 선행 연구 결과는 MV420의 분출구에서 표층에 가스하이드레이트가 부존한다는 것 을 보여주었으며, 이번 연구의 결과는 분출구와의 거리에 따라 최대 50 m 깊이까지 가스하이드레이트가 존재할 수 있음을 시사한다.

영어초록

Submarine mud volcanos are topographic features that resemble volcanoes, and are formed due to eruptions of fluidized or gasified sediment material. They have gained attention as a source of subsurface heat, sediment, or hydrocarbons supplied to the surface. In the continental slope of the Canadian Beaufort Sea, mud volcano exists at various water depths. The MV420, is an active mud volcano erupting at a water depth of 420 meters, and it has been the subject of extensive study. The Korea Polar Research Institute(KOPRI) collected high-resolution seismic data and heat flow data around the caldera of the mud volcano. By analyzing the multi-channel seismic data, we confirmed the reverse-polarity reflector assumed by a gas hydrate-related bottom simulating reflector(BSR). To further elucidate the relationship between the BSR and gas hydrates, as well as the thermal structure of the mud volcano, a numerical geothermal model was developed based on the steady-state heat equation. Using this model, we estimated the base of the gas hydrate stability zone and found that the BSR depth estimated by multi-channel seismic data and the bottom of the gas hydrate stability zone were in good agreement., This suggests the presence of gas hydrates, and it was determined that the depth of the gas hydrate was likely up to 50 m, depending on the distance from the mud conduit. Thus, this depth estimate slightly differs from previous studies.

참고자료

· 없음