박 찬 홍
서 론
중력장과 자기장은 지구에 존재하는 가장 근원적인 힘으로서 이를 응용한 기술 및 소재는 오랜 역사 동안 인류생활에 밀접한 관계를 가지고 활용되어져 왔다. 최근 들어서는 관측장비의 첨단화, 정량화와 관측자료 해석기술의 획기적인 발전에 따라 그 중요성이 새롭게 인식되고 있으며 새로운 응용분야로의 확대가 급속히 이루어지고 있다.
지구상 모든 물체간 혹은 혹성 상호간에는 인력이 작용하고 있으며, 그 원리는 일정하다. 그에 비해서 지구 및 우주환경에서 자기장은 중력장에 비해서 훨씬 더 복잡한 형태를 가지고 있으며 불규칙한 변화를 일으키기도 한다. 지표상에서 측정할 수 있는 중력치는 지구의 형태와 지하 매질의 분포 변화 등에 의해서도 영향을 받지만 지구의 회전과 태양, 달 등 우주의 주요 혹성들로부터도 영향을 받는다. 최근에는 첨단 중력측정계기의 개발로 미세한 중력변화도 관측할 수 있게 됨으로써 중력탐사의 응용범위는 점점 더 확대되고 있다. 해상을 포함하는 지표에서의 중력측정은 지구 내부 구조 해석이나 지오이드 결정 등의 목적으로 매우 중요하다. 특히, 해상의 중력이상은 지각의 밀도 구조의 변화 즉, 지층이나 암상의 변화 등에 대한 정보이므로, 이를 활용함으로써 해저자원 부존 지역의 파악이나 지층구조, 해산, 해구, 해령 및 해분 등의 구조 해석에도 유용하게 활용할 수 있다. 최근 중력측정의 정밀도가 향상됨에 따라 국지적인 3차원 밀도구조에 대한 보다 정확한 정보의 추출이 가능하다는 점에서 해저가스, 석유자원탐사 등 산업적인 측면에서의 활용도도 높아지고 있다. 한편, 지구의 측지, 측량학에서 기준고도로 가용되는 지오이드에 대한 연구는 광역적이고 정밀한 중력자료를 필요로 한다. 따라서 조밀하고 광범위한 지역에 대한 해상중력의 측정은 장기적으로 지구의 측지 정밀도를 향상시키고 미사일, 우주선 등의 운용기술에 많은 기여를 할 수 있다. 국내의 경우 그 동안 그 중요성에도 불구하고 육상에서는 탐사활동이 이루어져 왔으나 해상에서는 해상중력 시스템 및 조사선의 미비로 해상 중력의 측정은 대륙붕 석유탐사 등에서 외국의 장비 및 기술에 의존해 왔으며, 더구나 학문적인 연구에 활용할 만한 자료는 일본, 러시아 등 주변국에 의해서 관측된 자료를 제외하면 거의 전무한 실정이었다. 그러나 최근 한국해양연구소, 한국자원연구소 및 국립해양조사원 등 국내 연구기관에서 잇달아 신형 조사선 및 선상중력계가 도입 운영되기 시작하면서 국내 연안에서의 해상중력측정의 전기를 맞게 되었다.
한편 자력탐사는 중력과 같은 포텐셜 개념을 이용하지만 자기장은 중력장과 또 다른 관점과 원리를 가지고 있어 중력탐사와 상호 보완적으로 이용하기도 하고 완전히 다른 차원에서 활용도 가능하다. 지구 자기장은 일반적으로 알려진 것에 비해 매우 복잡하다. 과거에는 지구자기장이 남극, 북극을 중심으로 일정한 쌍극자기장을 형성하고 있다는 것에 착안하여 지구 자기장을 발생하는 원인을 지구내부에 단순한 막대자석의 존재로 설명하였으나 지구내부 물질 및 그 구조가 점점 밝혀짐에 따라 그것을 대신할 보다 근거있는 가설이 근래 들어 제시되었다. 중력에서와 마찬가지로 지구를 이루고 있는 물질은 고유의 자기적 성질을 가지고 있어 물질의 종류나 분포형태에 따라서 구별이 가능하며 자력탐사는 이러한 특성을 이용한다. 그러나 물질은 외부의 자기환경 변화에 따라 2차적인 자기장을 발생시키기도 한다. 자력탐사는 지구심부구조 및 물질특성, 화산활동연구, 지구의 판구조운동 등 거대 지구활동 연구를 비롯해서 자기장을 일으킬 수 있는 모든 지하 금속광물의 탐색, 지하수층 존재 및 구조, 지반변형을 일으키는 단층 연구 등과 같은 지질학적 연구와 석탄, 석유, 가스 부존 구조 연구 등과 같은 자원탐사연구, 지하 매설 파이프라인 및 구조물, 지하매몰 유적지, 하상수로, 매몰포탄, 해저침몰선 등의 탐색과 같은 여러 분야의 연구에 효과적으로 사용된다. 또한, 최근에는 탐사장비의 정밀도가 향상됨에 힘입어 산업폐기물 등의 은폐 매몰지 등의 규명과 같은 환경분야에도 활용하고 있다. 특히 자기장은 통신활동에 매우 큰 영향을 주기 때문에 태양활동 등 우주환경에 의한 자기장의 변화 및 예측기술의 연구도 중요한 분야로 대두되고 있다.
이 글에서는 이와 같은 중력 및 자력탐사 원리와 방법을 알아보고 어떤 분야에서 어떻게 활용되어지고 있는지에 대해서 보다 구체적으로 알아보고자 한다.
중력탐사 원리 및 응용
중력이 일어나는 원리는 모든 질량물체간에는 서로 끌어당기는 힘이 존재한다는 만유인력의 법칙에 따른다. 이와 같은 인력은 매우 미세한 질량간에도 일어나기 때문에 그 원리를 이용하면 지구내부 물질의 분포나 그 형태를 파악할 수 있으며 이것이 중력탐사이다. 최근에는 중력측정계기의 첨단화, 정밀화로 매우 미세한 중력변화도 관측할 수 있게됨으로서 중력탐사의 응용범위는 점점 더 확대되고 있다.
지구는 내부밀도가 균일하지 않으며 지형의 요철 등 국지적인 곡면을 포함하는 회전타원체와 근사하다. 그러므로 지표면의 위치에 따라 중력값이 달라지게 된다. 그러나 중력은 일반적으로 거대한 질량체인 지구중심으로 향하는 만유인력에 의해서 지배되기 때문에 지표상에서의 중력은 국지적인 높고 낮음은 있을 수 있더라도 지구중심으로부터의 거리와 지구회전에 따른 원심력에 따라 전체적으로 일정한 경향을 나타내게 된다. 즉, 중력은 지구중심까지의 거리가 짧고 원심력의 영향을 덜 받는 극지방이 적도에 비해서 큰 중력치를 나타낸다. 지구내부로 가면서 지진파 연구에 의해서 밝혀진 지구내부 구조에 의하면 대륙에서는 퇴적암, 화성암, 변성암들로 이루어진 평균 35 km의 두꺼운 지각층이 맨틀위에 놓여져 있으며 해양에서는 상대적으로 얇은 78 km 정도의 두께를 갖는 퇴적층과 주로 현무암층이 맨틀층의 상부에 존재한다. 대륙쪽은 두꺼운 반면에 해양쪽 지각에 비해 밀도가 낮은 암석으로 이루어져 있다. 같은 대륙지각 내에서도 암석의 종류, 분포구조, 밀도 등의 차이에 의해서 상대적으로 다른 중력이상을 나타내게 됨으로 이러한 특성을 이용하면 지하 물질특성 및 구조를 파악할 수 있다.
중력을 측정하는 방법은 대별하여 상대측정법과 절대측정법이 있다. 절대측정은 측정지점에서 지구중력의 절대치를 측정하는 것으로서 주로 단진자나 낙하체를 이용하여 측정한다. 상대측정방법은 주로 지역적인 탐사 목적으로 많이 사용하는 방법으로 중력 기준점과 관측점간 비교에 의해서 분포특성을 파악하는 데 적용된다. 상대측정에서는 외부의 중력변화에 따라 변위가 일어나고 복원 후에는 변위량이 제로가 되는 특수합금의 용수철이 사용된다. 현재 사용되고 있는 상용화된 상대중력측정계는 스프링이 짧으면서도 민감하게 반응하고 짧은 시간 내에 진동주기를 측정할 수 있도록 스프링과 지렛대가 결합된 것을 사용한다. 이 중력계를 사용하면 평균 지구중력 보다 약 108배나 적은 0.01 mGal까지의 정확도로 측정이 가능하다. 중력은 위치측정의 정밀도 및 관측속도 향상과 실시간 처리가 가능한 대용량 고속 컴퓨터의 발달로 인하여 육상에서는 물론이고 이동중인 선박을 이용한 해상, 항공기를 이용한 공중 측정이 가능해졌고 인공위성의 해수면고도계를 이용하여 중력을 측정하기도 한다. 중력측정으로부터 천부지각 내에 존재하는 국지적인 밀도분포 구조를 파악하기 위해서는 주변의 중력이상들과 동일한 조건으로 비교할 수 있도록 관측된 중력으로부터 필요한 중력이상만을 분리해 내야 한다. 중력계 자체의 계기특성 변화에 따른 중력변화량, 태양과 달의 인력변화에 의한 중력변화량, 관측점의 지리적 위치변화에 따른 표준지구중력치, 회전하는 지구상에서 이동 측정하는 데 기인하는 중력가속도 변화량, 지구중심으로부터의 거리차이 때문에 발생하는 중력변화량, 관측점 주변의 지형적인 요인에 따른 중력효과 등은 기준면 하부의 밀도분포와는 무관한 성분들이므로 가능한한 정확히 산출하여 관측치로부터 소거하여야 한다. 이 같은 과정을 통해서 얻어지는 중력이상은 천부 지각내 암석이나 지층내 밀도나 구조 변화가 있거나 혹은 매설 구조물이 존재하는 경우 특징적인 형태를 갖게 되므로 그 분포를 정성적으로 혹은 모델링과 같은 정량적인 분석방법을 이용하여 역으로 그 존재를 추적해 낼 수 있다.
중력이상을 통해서 급격한 밀도 변화가 일어나는 지각 내 암권과 맨틀층간의 경계인 모호면 구조 등 거대구조를 파악할 수 있는 것은 물론 지하공동, 지하수맥의 존재와 구조 등과 같이 소규모 지하구조에 대한 해석도 가능하다. 중력이상으로부터 지하구조나 밀도분포를 파악해 내는 방법은 중력이상 단면이나 격자점 자료의 필터링 등을 통하여 중요성분을 강조하거나 분리하는 방법으로 지하 탐색 대상체의 위치를 정성적으로 파악하는 것과 기하학적인 모델을 이용한 수치분석 모델링을 통해서 탐사대상체의 심도, 규모 및 구조형태 등을 밝혀내는 정량적 해석법이 있다. 컴퓨터 기능이 획기적으로 향상되고 있고 중력해석을 위한 각종 알고리즘이 개발되고 있어서 중력탐사를 이용하여 보다 경제적으로 지하구조나 매몰체를 파악하는 것이 가능해졌다. 중력탐사를 응용한 대표적인 예를 몇가지 들어보기로 하겠다. 중력이상분포는 대륙지각과 해양지각간의 밀도분포 및 구조가 다르다는 지시해주며 지각이 안정하게 평형을 유지하고 있는지 여부에 대하여 판단 근거를 제공한다. 또한, 터널이나 지하철의 설계나 공사 전에 비용이 많이 드는 탄성파 탐사나 시추 등에 앞서 중력탐사를 통해서 토양의 두께와 기반암의 깊이를 개략적으로 파악하여 문제될 만한 구간만을 추가 정밀 탐사한다면 그 비용을 크게 절약할 수 있다. 중력탐사는 이와 같이 시가지나 기반암이 불규칙하게 변하는 지역, 접근성 불량 등으로 탐사가 용이치 않은 지역, 밀도차가 크게 나타나는 석회석 지역의 공동탐사 등에서 특히 효과적으로 활용할 수 있다. 중력탐사는 기반암과의 밀도차가 크게 나타나는 퇴적분지의 구조나 지표에서는 파악이 어려운 매립지를 찾는 데도 매우 유용한 수단이다. 중력탐사는 금속광체탐사나 석유 및 가스 매장 구조를 확인하는 데도 활용된다. 이와 같이 중력탐사는 모든 밀도변화를 갖는 다양한 대상체의 탐색에 적용이 가능하기 때문에 그 원리를 잘 이해하고 자료해석기술 및 지질정보가 확보된다면 활용범위는 더욱 확대될 수 있을 것이다.
자력탐사 원리 및 응용
자력탐사의 기본 원리는 지표에서 자기장을 측정하여 탐사자가 필요한 성분만을 분리하여 해석함으로서 지하 자기장 근원체를 파악하는 것이다.
지표에서 측정되는 자기장은 주자기장이라고 할 수 있는 지구 심부근원 성분, 약 30 km 내외의 두께를 갖는 지표 가까운 지각 내 자성물질의 존재에 의한 성분 및 지구 전리층 변화에 의한 자기장 성분 등과 전기나 건축물 등 관측점 주변의 자기장 유발요인 등이 모두 포함하기 때문에 매우 복잡하게 나타난다. 그 중에서 지구 심부근원의 자기장이 90 %를 넘게 차지한다. 이 심부근원의 주지구자기장은 자성물체에 2차적인 유도자화를 발생시킬 수 있기 때문에 국지적인 탐사대상체의 해석에 중요한 영향을 줄 수 있다. 과거에는 지구의 내부 구조나 구성하고 있는 물질특성을 파악하기 어려웠기 때문에 지구자기장의 존재와 발생원인에 대해서 많은 논란이 있어 왔다. 예를 들면 지구자기장이 갖는 쌍극자적인 형태를 근거로 지구내부에 거대한 막대자석이 존재한다거나 맨틀이나 지각 내 자성물질의 존재에 의해서 지구자기장이 형성된다는 것들이다. 그러나 이와 같은 가설 등은 지구내부의 지진파 연구로부터 얻은 지구내부 심부구조 및 물질 특성에 의해서 여지없이 논외의 가설이 되고 말았다. 지구중심을 이루는 핵과 맨틀은 수천도가 넘는 뜨거운 물질로 이루어져 있으며 이러한 환경은 물질이 일반적으로 자성을 상실하는 큐리온도를 훨씬 넘기 때문이다. 지자기 연구를 통해서 얻은 지구과학 분야에의 가장 큰 업적 중에 하나는 지구의 판구조 운동을 밝힌 것이다. 이 연구과정에서 해양지각이 새로이 생성될 때 당시의 자기장이 고스란히 보존되어 있는 것을 발견하게 되었으며 이로부터 지구의 자기장은 과거 시대를 통하여 남-북극이 정반대로 바꾸는 등 급격한 변화를 반복적으로 겪어 왔다는 것을 알아낼 수 있었다. 지구의 자기장의 역전현상과 장주기성 변화를 겪는다는 사실은 지구자기장의 원인을 단순한 막대자석의 존재나 지각일부의 자성체 분포로서 설명할 수 없다는 것을 보여준 것이다. 거대한 지구자기장의 존재를 설명할 수 있는 지금까지의 가장 근거 있는 가설로서는 지구내부 외핵의 대류운동이다. 수천도에 이르는 고온의 금속용융체인 외핵 자체는 자성을 가질 수 없으나 금속유동체인 외핵물질은 양도체이고 자체내의 대류와 지구자전에 의하여 유동하게 됨으로 전기적 에너지가 발생하게 되고 이것은 2차적인 자기장을 발생시키게 되는 것이다. 이와 같은 원리에 의해서 지구자기장의 역전도 설명되어진다. 지구 내부근원의 자기장 변화 중에 외핵근원 다음으로 지구 전체에 대해서 광역적인 변화를 갖는 것은 코어와 맨틀 전이대에서의 유체 와동에 따라 일어나는 것으로 알려진 비쌍극자장이다.
지표에서 측정되는 자기장은 대부분 이미 기술한 지구 심부기원 성분이며 여기에 약 30 km 두께를 갖는 지각내 지층이나 암석 등 자성물질의 분포와 구조변화에 따른 자기장과 지구 외부 근원의 자기장이 추가로 혼합되는 것이다. 암석의 자화정도는 일반적으로 자철석 등과 같은 자화광물의 함량과 배열상태에 따라 결정된다. 자화강도는 대체로 퇴적암이 가장 낮아 자기이상이 미약하며, 화성암은 자철석의 함량이 매우 높으므로 큰 자기이상을 유발한다. 변성암은 중간정도이지만 기원이 어떤 것이냐 어떤 환경에서 변성이 되었는가에 따라 매우 변화의 폭이 크다.
자력탐사시스템은 어떤 성분을 측정하는가에 따라 두가지 종류로 나눌 수 있다. 자기장 3성분 각 각에 대한 세기와 방향을 측정할 수 있는 프럭스게이트 3축 자력계와 총성분만을 측정하는 총성분 자력계로 나눌 수 있다. 총성분만 측정할 수 있는 자력계로는 핵자력계, 오버하우져효과 자력계, 세슘자력계 및 광펌핑 자력계가 있으며, 성분방향 및 세기를 동시에 측정할 수 있는 자력계로는 플럭스게이트자력계, 전자빔방식 자력계 등이 있다. 핵자력계는 쌍극자 역할을 하는 양성자가 자기장 방향을 중심축으로 하여 세차운동할 때 발생하는 전류를 자기장으로 변환시키는 방식으로 자기장을 측정하는 자력계로서 자기장의 방향에 거의 관계없이 사용할 수 있고 사용이 쉬울 뿐만 아니라 빠른 속도로 측정이 가능하나 방향성분에 대해서는 측정할 수 없다는 단점이 있다. 오버하우져효과 자력계는 동일한 핵자력계이지만 기존 핵자력계와는 다르게 양성자가 보다 풍부한 화학용액을 사용하며 분극장을 사용하는 대신 래디오 주파수의 전자기장을 이용하여 시스템을 여기시킨다. 이 자력계는 기존의 핵자력계에 비해서 빠르게 측정할 수 있고 측정신호의 정밀도가 높다. 자기장의 방향성과 세기를 동시에 측정하기 위해서는 플럭스게이트 자력계를 사용한다. 이 자력계는 축의 방향을 측정하고자 하는 성분 방향과 정확히 일치 시켜야하는 단점이 있으며 측정 정밀도도 상대적으로 낮기 때문에 정밀 측정을 위해서는 핵자력계나 세슘자력계를 사용하는 것이 좋다.
자력탐사시 관측한 자기장에는 많은 교란 성분이 포함되어 있으므로 이것으로부터 탐사대상체에 의한 자기이상을 분리해 내야 한다. 자기이상의 교란은 지자기 고유의 시간적 변화, 태양흑점 활동과 태양풍에 의한 교란, 전리층의 자기변화에 따른 변화, 화산의 지하활동에 의한 변화 등 자연적인 요인으로부터 직류 전동열차, 전력케이블, 통신케이블 등 전자유도에 의한 자기장, 대전력선을 사용하는 공장 등 시설물에 의한 자기장 등 인공적인 요인들에 의해서 발생한다. 또한, 지자기의 시간적 변화는 수초 주기를 갖는 단주기 변화로부터 수 일, 수 년, 수 백년 단위의 장주기 변화까지 다양한 성분을 포함한다. 단주기 변화는 태양의 자기활동과 관련된 지구전리층의 영향 등 주로 지구 외부적 요인에 기인하며 장주기 변화는 지구 내부적 요인에 의해서 주로 발생한다. 가장 뚜렷한 지자장의 주기적 변화는 24시간의 주기를 갖는 일변화를 들 수 있으며 주로 태양과 달의 영향으로 발생한다. 그러나 주기적으로 발생하는 강력한 태양풍은 지구의 전리층을 교란시키면서 지자기 폭풍을 발생시키기도 하며, 이것은 인공위성은 물론이고 무선통신, FM방송, TV, 이동전화, 군통신 등 전자통신을 교란시키고 전력설비 등에도 극심한 피해를 초래할 수도 있다. 그 밖에도 태양흑점활동의 수시적인 변화는 지구 자기장에 많은 영향을 주기 때문에 지자장의 일변화 형태가 자주 크게 왜곡되기도 한다. 심한 경우 탐사대상체에 2차적인 자기장을 유발시킬 수도 있으므로 그 관측자료는 해석결과에 오류를 유발할 수 있다. 그러므로 자력탐사를 실시할 때는 이와 같은 지자기의 활동에 대한 모니터링을 함께 실시하여 그 영향을 소거하거나 필요할 경우 외부 지자기활동이 극심했던 시간대의 자료를 폐기시켜야 한다. 그 이외에도 지각내 탐사대상의 해석을 위해서는 지구심부근원의 전지구적 주기를 갖는 주지자장 성분을 분리하여야 한다. 지구를 균일하게 자화된 회전 타원체로 근사시키고 그것으로부터 생성된 자기장을 구면조화함수로 표시하고 이것을 실제 지자장에 가장 근사시킨 것을 국제참고지자장(IGRF: International Geomagnetic Reference Field)라 하며 이는 지구 내부의 주요 지자장과 영년변화를 모두 포함하는 수학적 표현이다. 그러므로 지표면의 특정 지점에서 측정된 지자장 관측치에서 자기장의 시간적 변화를 보정한 후에 국제참고지자장을 산출하여 소거한 것은 지구심부기원의 광역주기성분을 분리하는 것이 됨으로 지각 내 분포하는 지질 암상이나 구조의 변화에 의한 자력치를 얻게된다. 가정된 국제참고지자장 모델은 지구의 도처에 분포하여 연속적으로 지자장을 관측하고 있는 관측소의 실제 측정자료 및 위성에서 측정된 실측치들에 맞추어 일정한 기간에 한번씩 수정함으로써 그 오차를 최소화하고 있다. 이 같은 모델의 계산을 위하여 전 세계적인 실측자료로부터 계산된 구면조화 계수를 IAGA(International Association of Geomagnetism and Aeronomy)에서 매 5년마다 발표하고 있다. 이와 같은 보정 절차를 거쳐서 지각내 자성물질의 지역적인 세기나 분포변화에 기인하는 자기이상이 산출된다.
자기이상은 지하 매질의 자성변화와 관계 있기 때문에 밀도와 상관성을 갖는 중력이상과 근본적으로 다른 특성을 나타낸다. 해수나 퇴적층과 같이 자성이 거의 없는 매질은 중력효과에는 영향을 주지만 자기적인 효과가 거의 없기 때문에 지자기이상에 영향을 주지 못한다. 동일한 밀도를 갖는 고화된 퇴적암과 화성암인 경우도 퇴적암층이 자기이상에 영향을 주지 못하는 반면에 화성암인 경우 큰 자기이상을 유발할 수 있다. 따라서 지자기 자료는 중력이상과 함께 해저 매질의 특성을 상호 보완적으로 해석할 수 있는 자료로서 활용할 수 있다. 자기이상의 해석 방법은 자기이상 자체가 대상체가 갖는 여러 가지 성분에 의해서 좌우되는 특성 때문에 중력이상의 해석방법에 비해서 복잡하다. 자력탐사에서는 자기이상이 갖는 복잡한 성분 분석이 요구됨으로 중력에 비해서 훨씬 다양한 해석기법들이 사용되고 있다. 중력이상의 해석방법과 같이 단면이나 격자자료분포에 의한 2차원 분포특성을 정성적으로 해석하는 방법과 지하구조나 자화특성을 가정하여 모델링하는 방법으로 구분할 수 있다. 암석이 형성될 당시의 지자장에 의해서 자화된 후 그 자기특성을 잃지 않고 유지하고 있는 자기화석은 지각이 형성된 시기와 지각의 이동경로 등을 지시하므로 지구의 형성과 변동을 해석하는 데 주요 재료가 되고 있다. 또한, 자기이상은 화산활동과 관련된 지질구조의 해석이나 자화특성이 다른 대륙지각과 해양지각을 구분하는 데 중요한 근거가 된다. 맨틀의 대류현상에 의해서 중앙해령으로 올라온 뜨거운 맨틀물질이 큐리온도점 이하로 식으면서 해양지각을 생성할 때 당시의 지자장으로 자화되어 잔류자기로 보존되기 때문에 지각의 생성역사를 알 수 있다. 해양지각의 자기이상은 지자기 정상과 역전의 반복에 의해서 만들어진 해양지각의 교호로 인하여 규칙적인 분포형태를 나타낸다. 이것을 분석하면 해양지각의 생성연대는 물론이고 지각의 이동 방향과 속도도 산출할 수 있다. 이에 비해서 대륙에서의 자기이상 분포는 지각 내 관입 혹은 분출한 화성암 등의 존재 때문에 매우 불규칙하고 지역적인 분포가 많이 나타난다. 퇴적층의 낮은 대자율과 기반암이 갖는 상대적으로 큰 대자율차를 이용하면 분지 내 퇴적층 두께 및 분포범위를 비교적 정확하게 산출할 수 있다. 과거의 주거지나 벽돌, 도기를 굽던 가마 등에 형성된 강한 열잔류자기의 특성을 고려하면 매몰되어 있는 유적지나 유물 탐색에도 자력탐사를 매우 효과적으로 활용할 수 있다. 영국 옥스퍼드시어 지역에서 자력탐사를 이용하여 발견한 매몰된 무덤터와 그 주변의 배수구와 같은 소규모 구조는 자력탐사의 응용가능 범위가 상당히 광범위하다는 것을 보여준다. 자력탐사는 주변지역과의 대자율차가 큰 공동이나 드럼통과 같은 산업폐기물이 매립되어 있는 지역의 탐색에도 사용된다. 자력탐사는 화성암과 퇴적암의 대자율차가 크다는 것에 착안하면 특히 석유나 가스매장 가능 구조를 정확히 판단하는 데도 결정적인 자료가 될 수 있다. 대규모 화성암의 관입 기반암 등은 저류구조 중에 하나인 배사구조와 유사하기 때문이다. 이와 같이 지자기를 이용한 탐사는 지구의 내부구조 해석뿐만 아니라 사회나 산업의 많은 분야에서 활용이 가능한 매우 경제적이고 효과적인 탐사기법이다.
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박찬홍 교수는 일본 Chiba대학에서 이학박사 학위를 취득(지구물리전공)한 후 현재 한국해양연구소 해양지질연구단 선임연구원, 세종대학교 지구과학과 겸임교수로 재직 중이다. |