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중국과기대 지구내부구조 연구의 새로운 시대를 열다
등록일2014.08.14 조회수290
첨부파일 첨부된 파일이 없습니다. 중국과학기술대학 지구우주과학학원 우충칭(吳忠慶) 교수 연구팀은 협력연구를 통해 하부맨틀 광물(Lower mantle minerals)에 있는 철의 자전(스핀) 변환으로 인해 맨틀중부의 종파속도(longitudinal wave velocity)가 온도변화에 민감하지 않음을 발견하였다고 밝혔다. 기존의 지진파단층촬영법으로는 관측이 불가능한 특이한 파속 구조의 형성 원인을 해석함으로써, 자전변환효과를 이용해 지구 내부구조를 인식하기 위한 새로운 시대를 열어놓았다. 연구 성과는 미국 “PNAS”, “science”지의 스페셜칼럼에도 소개되었다. 철마그네슘산화물(ferropericlase)에 함유된 철은 자기모멘트가 있는 고스핀상태(high spin state)에서 자기모멘트가 없는 저스핀상태로 변환되면서 파속(wave speed)이 뚜렷하게 줄어드는 것으로 알려져 있다. 하지만 기타 광물의 상변화와는 달리 뚜렷한 파속간 비연속성(Wave velocity discontinuity)이 있기 때문에, 철마그네슘산화물에 함유된 철은 점차적으로 고스핀상태에서 저스핀상태로 과도되는데 이러한 과정은 서서히 진행되는 상변화에 속한다. 따라서 그동안 지진학 수단을 이용해 변환과정을 탐지하려는 노력을 기울여 왔으나 성공하지 못했다. 우충칭 연구팀은 스핀변환 과정에서의 탄성데이터 분석을 통해 스핀변환이 지진파단층촬영에서 많은 관측이 가능한 특징을 남긴다는 것을 발견하였다. 예를 들어 종파속도는 1750km 깊이에서 온도변화에 민감하지 않은데, 심부에서 기원한 맨틀기둥은 ~1750km 깊이에서 끊어지는 결과를 유발한다. 이러한 현상은 하와이 등 많은 열점의 맨틀기둥 종파 촬영도면에서 관측되었으나 그동안 만족할만한 해법을 찾지 못하였다. 정보출처 : http://www.wokeji.com/explore/qykj/201411/t20141127_878391.shtml