2011년 3월 11일 동일본대지진 이후 한반도의 지각변동에 대해 조사한다. 일본 도호쿠(Tohoku) 지역에서 발생한 규모 9.0 지진으로 인해 한반도는 일시적으로 동쪽방향으로 평균 28 mm 이동하였다. 특 히, 진앙과 가까운 동해안지역은 약 35 mm 이동한 반면, 먼 서해안지역은 10 mm 수준의 움직임을 보였다. 한반도의 움직임이 동일본대지진으로 인해 지역별 차이가 발생한 것이다. 이에 이 연구에서는 한반도내 GNSS 상시관측소 자료를 이용하여 지진발생 전인 2005년부터 최근 2019년까지 5구간으로 나누어 구간별 GNSS 속도벡터를 산출하고 비교분석한다. 이때 속도벡터를 크기와 방향성분으로 나 누어 진앙거리에 따른 변동을 분석한다. 진앙거리에 따른 크기성분은 시간의 흐름에 따라 동서지역간의 차이가 점점 감소하였고, 방향성분은 지진발생 이전의 움직임 방향으로 서서히 복구하는 경향을 보였다. 지각 움직임의 복구속도가 지각두께와 같은 지역별 지질학적 구조에 따라 다르게 나타나는 것을 확인하였다. 이와 더불어 지진후변형의 감쇄식 모델을 이용해 한반도의 지각운동 안정성을 평가 하였다. 안정화는 지각두께에 따라 차이를 보이고, 지진 발생후 약 5-25년 정도 소요될 것으로 계산되었다. 결론적으로 한반도의 지각 움직임이 지진발생 이전의 움직임으로 복구하는 경향을 보이고, 지 역에 따라 지진후변동이 아직도 진행중인 것으로 추정된다.

A Study on Spatiotemporal Variations in Crustal Movements on the Korean Peninsula after the 2011 Tohoku-Oki Earthquake

Dong-Hyo Sohn*, Byung-Kyu Choi, Sungshil Kim, Sun-Cheon Park, Won-Jin Lee, Pil-Ho Park

We investigated the crustal movement on the Korean Peninsula using Global Navigation Satellite System (GNSS) measurements following the 2011 Mw 9.0 Tohoku-Oki earthquake. According to the GNSS analysis, the co-seismic deformation by the 2011 earthquake was about 28 mm on average toward the east. The crustal displacement was about 35 mm in the nearest GNSS stations, eastern region, and about 10 mm in the far field sites, western region. It occurred a difference for co-seismic deformation between eastern and western region. In this study, we calculate crustal velocity vectors in five periods for 15 years from 2005 to 2019. In addition, we analyze the relative changes of the velocity vector. The velocity vector can be separated into magnitude and direction components and analyzed the temporal variations of these two components depending on the epicentral distance. The difference between the eastern and western regions for the magnitude becomes smaller over time. In addition, the direction of the crustal movement shows a recovery pattern returning to the pre-earthquake status. We present that the crustal movement recovery may be associated with the regional geologic structure (e.g., the crustal thickness). We analyze the relaxation completeness based on an exponential function of post-seismic deformation and can estimate the crustal stabilization time. It should be noted that the relaxation completeness might be associated with the crustal structure of the Korean Peninsula. It may take approximately 5-25 years for a crustal stabilization following the earthquake. We suggest that the movement of the crust in the Korean Peninsula following the 2011 earthquake seems to be in a phase of recovery.

Keywords: GNSS, 2011 Tohoku-Oki earthquake, Korean Peninsula, crustal movement

Speaker 손동효* 한국천문연구원