연세대학교 지구시스템과학과 지구동력학 연구실
연구 주제
저는 섭입대의 시간 및 공간적 진화에서 발생하는 지구동력학적 프로세스들에 관심을 가지고 있습니다. 구체적인 내용은 시간의존성 섭입작용, 슬랩 좌굴 그리고 플룸-슬랩 상호 작용, 섭입해양판의 탈수 작용 등을 포함합니다. 이러한 지구동력학적 프로세스들은 지구 표면에서의 변형과 구조들에 의해 드러남으로 판구조론에도 관심을 갖고 있습니다. 아래는 저의 연구 주제들을 간략히 소개하고 있습니다.
섭입해양판의 탈수 및 호화산
해양판은 맨틀로 섭입하여 높아진 온도와 압력에 의해 탈수작용을 겪게 됩니다. 탈수된 물은 맨틀 쐐기로 유입되어 마그마를 형성시킵니다. 이는 호화산 형성의 핵심 작용입니다. 섭입해양판의 탈수와 탈수된 물의 유동을 연구하여 호화산 형성에 대한 이해를 높이고자 합니다. (Yoo and Lee, 2020; Lee and Kim, 2021)
동일본 호화산 형성 프로세스
마이오세 이후 동일본에서는 화산 군집(volcano cluster)가 다수 형성되었습니다. 원인으로써 뜨거운 손가락(hot finger) 형태의 맨틀이 맨틀 쐐기에 형성되어 있음을 제시하였습니다. 이 연구에서는 뜨거운 손가락이 존재할 때, 화산 군집이 더욱 강화될 수 있음을 3차원 컴퓨터 수치모델링을 수행하여 증명하였습니다. (Lee and Wada, 2017)
백악기 동아시아 지구조사
백악기 시기 중국, 한국 그리고 일본을 포함한 동아시아에서는 복잡한 화성 작용(adakite, A-type granitoids) 및 지구조 작용(Songliao basin)이 널리 나타납니다. 이러한 다양한 화성 작용 및 지구조 작용을 맨틀 플룸과 맨틀 플룸 및 섭입판의 상호 작용에 의한 것임을 수치모델링에 기반하여 제시하였습니다. (Ryu and Lee, 2017)
일본 아부쿠마 아다카이트의 성인
약 1600만년 전 일본 동부 지방의 아부쿠마(Abukuma) 지역에 국소적으로 나타나는 adakite의 성인은 오랫동안 지질학자들의 관심을 받았습니다. 수치모델링을 이용하여 Abukuma adakite는 섭입판을 뚫고 나온 맨틀 플룸과 섭입 슬랩 간의 상호 작용에 의해 생성되었다는 것을 제시하였습니다 (Lee and Lim, 2014)
슬랩 좌굴과 그 영향
섭입해양판은 상전이와 상부-하부 맨틀의 점성 차이로 인하여 좌굴(buckling)을 발생시키게 됩니다. 그러한 슬랩 좌굴에 의하여 나타나는 지구물리적, 판구조론적, 구조지질학적 의미에 대해 수치모델링을 통하여 연구하였습니다. (Lee and King, 2011)