Journal of the Korean Geographical Society (대한지리학회지)

The Korean Geographical Society (대한지리학회)
권호 표지

Reconstruction of the Volcanic Lake in Hanon Volcano Using the Spatial Statistical Techniques

공간통계기법을 이용한 하논화산의 화구호 복원

  • Choi Kwang-Hee (Landscape and Ecology Division, National Institute of Environmental Research) ;
  • Yoon Kwang-Sung (Landscape and Ecology Division, National Institute of Environmental Research) ;
  • Kim Jong-Wook (Department of Geography Education, Seoul National University)
  • 최광희 (국립환경과학원 경관생태과) ;
  • 윤광성 (국립환경과학원 경관생태과) ;
  • 김종욱 (서울대학교 지리교육과)
  • Published : 2006.09.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The Hanon volcano located in the southern pan of Cheju Island, Korea has a wetland in its crater being used as a farmland. Previous researchers presumed this wetland was a maar lake in the past. Based on the seismic refraction method, the wetland sediment layer was estimated between 5 to 14 m deep, which is mostly in accordance with previous researches. However, this shows only the depths at some sites, not representing the whole spatial distribution. This study is an attempt to reconstruct the volcanic lake in Hanon crater by applying the spatial statistical techniques based on the depth information from the seismic survey and known data. The procedure of reconstruction is as follows: First, the depth information from the seismic survey and known data were collected and it was interpolated by IDW and Ordinary Kriging method. Next, with the interpolation map and the present DEM the paleo DEM was constructed. Finally, using the paleo lake level on core data, the boundary of volcanic lake was extracted from the paleo DEM. The reconstructed lake resembles a half-moon in the north of the central scoria cone. It is estimated that the lake was 5 m deep on average and 13 m deep at the deepest point. Although there are slight differences according to the interpolation techniques, it is calculated that the area of the lake was between 184,000 and $190000m^2,$ and its volume approximately $869,760m^3$. Because of the continuous deposition processes after the crater formation, the reconstructed volcanic lake would not indicate an actual lake at a specific time. Nevertheless, it offers a significant clue regarding the inner morphology and evolution of the crater.

제주도 남쪽에 위치한 하논화산은 분화구에 경작지로 이용되고 있는 습지가 있다. 이 습지퇴적층을 조사한 선행 연구자들은 과거에는 이 퇴적층이 마르호였을 것이라 추정하였다. 습지 퇴적층의 심도는 굴절법 탄성파 탐사를 통해 $5{\sim}14m$로 추정 되었으며, 이는 선행 연구결과와 대체로 일치한다. 그러나 이러한 자료들은 특정구간에 대한 정보일 뿐으로, 분화 구내 퇴적층의 공간적 특성을 파악하기는 어렵다. 본 연구에서는 탄성파 탐사를 통해 확보한 습지퇴적층의 심도를 바탕으로, 공간통계기법을 이용하여 화구호를 가상적으로 복원하였다. 화구호의 복원과정은 다음과 같다. 우선, 선행 연구자료와 본 연구의 탐사자료를 바탕으로 기본 데 이 터를 구축하고, 이를 IDW와 크리깅을 이용하여 내삽하였다. 이렇게 내삽된 자료를 다시 현재의 지형면과 연산하여 고지형면을 복원하였으며, 여기에 시추자료에 근거한 수면의 고도를 이용하여 화구호의 경계를 추출하였다. 복원된 화구호는 중앙 분석구의 북쪽에 반달 형태로 존재하였으며, 평균 수심은 약 5m, 최대 수심은 약 13m에 이르렀을 것으로 추정되었다. 아울러, 내삽기법에 따라 미세한 차이는 있으나, 화구호의 면적은 $184,000{\sim}190,000m^2$, 부피는 약 $869,760m^3$로 추정되 었다. 분화구 생성직후부터 지속적인 퇴적작용이 있었기 때문에, 복원된 화구호가 특정 시기의 호수를 직접 가리키지는 않지만, 분화구의 내부 형태와 마르호의 퇴적 및 변화과정을 밝히는 데 중요한 단서가 된다.

Keywords

References

  1. 김선우.정애란.이성덕, 2005, '공간자료에 대한 지리적 가중회귀 모형과 크리깅의 비교,' 응용통계연구, 18(2), 271-280 https://doi.org/10.5351/KJAS.2005.18.2.271
  2. 박승필, 1985, '제주도 측화산에 관한 연구 : 지형과 분포를 중심으로,' 전남대학교 논문집[자연과학편], 30, 159-166
  3. 박승필, 2003, '원격탐사에 의한 제주도 화산지형의 판독과 분류 : 항공사진 판독을 중심으로,' 한국지형학회지, 10(3), 389-399
  4. 서귀포시, 1999, 생명의 젖줄-우리시의 용천수
  5. 서귀포시, 2004, 하논 생태숲 자원복원사업 기본계획
  6. 윤석훈, 2004, '서귀포 하논분화구 및 습지퇴적층의 지질학적 특성,' 하논분화구 습지 보전.복원을 위한 국제 심포지엄, 19-25
  7. 윤석훈.이병걸.손영관, 2006, '제주도 서귀포 하논 화산의 지형.지질학적 특성과 형성과정,' 지질학회지, 42(1), 19-30
  8. 이승현.이용일.윤호일.강청윤.김예동, 2003, '제주도 서귀포 지역 후기 플라이스토세 호수 퇴적물에서 남철석 산출,' 지질학회지, 39(1), 133-142
  9. 정철환, 2004, '서귀포 습지퇴적층에서 산출된 화분.포자가 지시하는 고식생,' 하논분화구 습지 보전.복원을 위한 국제 심포지엄, 26-28
  10. 최광희.김종욱, 2005, '탄성파 굴절법을 이용한 해안단구의 고파식대면 탐사,' 한국지형학회지, 12(3), 89-97
  11. 최광희.김종욱.케네디 무니크와, 2005, '탄성파 탐사를 이용한 전곡리 퇴적층 조사,' 한국지형학회지, 12(2), 1-10
  12. 한국해양연구원, 2004, 북동아시아 지역에서의 지구환경변화 기술개발에 관한 연구, 과학기술부
  13. 현병구(대표집필), 1995, 물리탐사용어사전, 선일문화사, 서울
  14. Blackmore, S. and Moore, M., 1999, Remedial Correction of Yield Map Data, Precision agriculture, 1(1), 53-66 https://doi.org/10.1023/A:1009969601387
  15. Disnar, J. R., Stefanova, M., Bourdon, S. and Laggoun-Defarge, F., 2005, Sequential fatty acid analysis of a peat core covering the last two millennia (Tritrivakely lake, Madagascar) : Diagenesis appraisal and consequences for palaeoenvironm ental retonstruction, Organic Geochemistry, 36(10), 1391-1404 https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2005.06.004
  16. Fukusawa, 2004, Maar sediments as high-resolution archives of paleo-climatic and environmental changes : A case study from the Sogwipo Maar of the Cheju Island, Korea, 하논분화구 습지 보번.복원을 위한 국제 심포지엄, 17-18
  17. Gadallah, M. R. and Fisher, R. L., 2005, Applied Seismology: A comprehensive guide to seismic theory and application, PennWell, Tulsa
  18. Garcin, Y., Williamson, D., Taieb, M., Vincens, A., Mathe, P., and Majule, A., 2006, Centennial to millennial changes in maar-lake deposition during the last 45,000 years in tropical Southern Africa (Lake Masoko, Tanzania), Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 239(3-4), 334-354 https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2006.02.002
  19. Goer, A. H., 2000, Peperites from the limagne trench: a distinctive faces of phreatomagmatic pyroclastics. History of a semantic drift, in Leyrit, H. and Montenat, C.(eds.), Volcaniclastic rocks from magmas to sediments, Gordan and Breach Science Publishers, 91-110
  20. Lee, S. H., 2004, East Asia monsoon variation during the pleistocene to holocene : paleoclimate changes indicated by proxy records from Jeju island, Korea, M.Sc. Thesis, Seoul national university
  21. Milsom, J., 2003, Field Geophysics, John Wiley & Sons, Chichester
  22. Muhs, D., Ager, T., Been, J., Bradbury, J. and Dean, W., 2003, A late quaternary record of eolian silt deposition in a maar lake, St. Michael Island, western Alaska, Quaternary Research, 60(1), 110-122 https://doi.org/10.1016/S0033-5894(03)00062-0
  23. Ollier, C., 1988, Volcanoes, Basil Blackwell, Oxford
  24. Ramrath, A., Zolitschka, B., Wulf, S., and Negendank, J., 1999, Late Pleistocene climatic variations as recorded in two Italian maar lakes, Quaternary Science Reviews, 18, 977-992 https://doi.org/10.1016/S0277-3791(99)00009-8
  25. Robinson, T. and Metternicht, G., 2005, Comparing the performance of techniques to improve the quality of yield maps. Agricultural Systems, 85, 19-41 https://doi.org/10.1016/j.agsy.2004.07.010
  26. Robinson, T. and Metternicht, G., 2006, Testing the performance of spatial interpolation techniques for mapping soil properties, Computers and Electronics in Agriculture, 50(2), 97-108 https://doi.org/10.1016/j.compag.2005.07.003
  27. Sjogren, 1984, Shallow Refraction Seismics, Chapman and Hall, New York
  28. Sohn, Y. K. and Park, K. H., 2005, Composite tuff ring/cone complexes in Jeju Island, Korea: possible consequnces of substrate collapse and vent migration, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 141, 157-175 https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2004.10.003
  29. Thylen, L. and Murphy, 1996, D., The Control of Errors in Momentary Yield Data from Combine Harvesters, Journal of Agricultural Engineering Research, 64(4), 271-278 https://doi.org/10.1006/jaer.1996.0068
  30. Valley, R.D. Drake, M.T. and Anderson, C.S., 2005, Evaluation of alternative interpolation techniques for the mapping of remotely-sensed submersed vegetation abundance, Aquatic Botany, 81(1), 13-25 https://doi.org/10.1016/j.aquabot.2004.09.002
  31. Wohletz, K. H. and Sheridan, M. F., 1983, Hydrovolcanic explorations II. Evolution of basaltic tuff rings and tuff cones, American Journal of Science, 283, 385-413 https://doi.org/10.2475/ajs.283.5.385
  32. Wu, J., Winer, A., and Delfino, R., 2006, Exposure assessment of particulate matter air pollution before, during, and after the 2003 Southern California wildfires, Atmospheric Environment, 40(18), 3333-3348 https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2006.01.056
  33. Yatagai, S., Takemura, K., Naruse, T., Kitagawa, H., Fukusawa, H., Kim, M.H., and Yasuda, Y, 2002, Monsoon changes and eolian dust deposition over the past 30,000 years in Cheju Island, Korea, Transactions, Japanese Geomorphological Union, 23, 821-831