Study Case of Active Layer related to Snow Drifts using Electrical Resistivity Survey in the Permafrost Region

Abstract

우리나라 최초의 남극기지인 세종과학기지(남위 , 서경 )는 1988년 2월 준공하여 지난 30여년간 몇 차례의 증축을 거쳐 연구원들이 연구를 수행하고 있는 상주기지이다. 세종과학기지 주변은 지난 30년간 연평균 적설량이 592 cm로 많은 편이고, 적설이 집중되는 겨울철은 주로 동풍이 부는데 30년 전 건설된 기지 구조물이 영향을 끼쳐 풍하측으로 풍속은 감소하고 와류가 발생하여 구조물 서쪽에 많은 적설을 남긴다. 적당한 적설은 낮은 대기온도를 차단하는 절연효과 및 눈이 융해된 물이 표층으로 공급되어 식생의 생장을 증진시키지만 해당 연구지역은 적설이 지나치게 많이 발생하여 태양에너지가 적게 도달하고 쌓인 눈의 무게 때문에 기존에 분포하고 있던 이끼와 지의류는 점차 사라져 가고 있다. 지구물리탐사방법중 하나인 전기비저항탐사법을 이용하여 구간 60 m 내에 적설의 차이가 70 cm 이상 보이는 곳의 활동층과 동토층을 조사하였다. 자료 취득기간은 결빙기인 2020년 2월 말부터 5월 말 까지 약 2주 간격으로 전극간격 1 m, 전극개수 64개, 배열법으로는 쌍극자 배열법과 웨너 배열법을 사용하였다. 극천부 부분은 수직분해능과 수평 탐사에 적합한 웨너 배열법으로 얻은 자료를 이용해 해석하였고 투과심도가 좋은 쌍극자 배열을 이용해 활동층과 동토층의 경계를 해석하였다. 이끼와 지의류가 분포하는 적당한 적설을 보인 구간에서는 2월 말 활동층의 최대 두께가 3 m로 해석되었고 식생이 존재하다 사라진 적설이 많은 구간에서는 활동층의 최대 두께가 1 m로 해석되었다. 이는 지난 30년간 변화한 적설량에 의해 활동층의 두께가 변화한 것을 알아낼 수 있었다. 측선 시점의 고도는 종점보다 약 5 m 높았다. 총 7회 실시한 이번 연구에서는 시간이 지날수록 대기온도는 낮아졌고 그에 따라 전기비저항값(>1000 )도 극천부 부분부터 증가했다. 연구가 진행된 3개월간 천부 약 2 m의 땅이 언 것으로 해석하였다. 목표 심도에 따라 배열법과 전극간격을 달리하고 천부조사에 능한 다른 물리탐사법인 레이다탐사, 표면파탐사 등을 이용한다면 더욱 정확한 결과를 얻을 것이다.