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Contents

PROLOGUE 13

CHAPTER 1. Historic Geomagnetic Field Intensity Variation 15

1.1. INTRODUCTION 15

1.2. SAMPLES 16

1.3. ROCK MAGNETIC EXPERIMENTS 23

1.4. PALEOINTENSITY DETERMINATION 25

1.5. RESULTS 28

1.6. DISCUSSION 36

1.7. CONCLUSIONS 43

CHAPTER 2. The Rise and Fall of Civilization in East Asia: Climate Forcing or Magnetic Variation? 45

2.1. INTRODUCTION 45

2.2. DATA 47

2.3. RESULTS 50

2.4. DISCUSSION 51

2.5. CONCLUSIONS 56

CHAPTER 3. Magnetic Fabrics and Source Implications of Ignimbrites 62

3.1. INTRODUCTION 62

3.2. GEOLOGY 63

3.3. MAGNETIC CHARACTERIZATION 71

3.4. ANISOTROPY OF MAGNETIC SUSCEPTIBILITY (AMS) 73

3.5. DISCUSSION 80

3.6. CONCLUSIONS 84

EPILOGUE 85

PUBLICATIONS 88

REFERENCES 89

Korean Abstract 110

List of Tables

Table 1. The list of studied hearths/kilns in locations, ages, and number of samples. 21

Table 2. The results of palointensity determination 31

Table 3. Correlation coefficients between three climate variation and five magnetic variation. 54

Table 4. Correlation coefficients between artificial phenomenological models (TMin, TMax,...(이미지참조) 61

Table 5. Stratigraphy of Chisulryoung Volcanic Formation (CVF). 67

Table 6. The list of site-mean AMS parameters for A4 member. 77

Table 7. The list of site-mean AMS parameters for the intrusive welded tuff (IWT). 78

List of Figures

Fig. 1. (a) The archeological sites of pottery kilns and baked hearths in South Korea, generated from the "Generic Mapping Tools (GMT)... 20

Fig. 2. Excavated as a portion of (a) kiln and (b) hearth. (c), (d), (e) Sliced cubic samples of... 22

Fig. 3. (a), (b) Continuous measurements of saturation isothermal remanence (SIRM) for... 26

Fig. 4. Successful paleointensity determinations in Arai plots. 30

Fig. 5. Virtual axial dipole moments (VADMs) calculated from each sites. Results of present study (solid black circle with error bar);... 38

Fig. 6. The globally trend of mean virtual axial dipole moment (VADM) variations for 4000 years. These variations are computed over time... 42

Fig. 7. The locations of proxy data studied for paleotemperature reconstruction compiled in East Aisa, generated from the "Generic Mapping... 48

Fig. 8. Representative time series of paleo-temperature variation for the past 2000 years in East Asia, Y02 [74]; T03 [62]; G13 [99]. (b)... 49

Fig. 9. (a) A new time series of composite temperature proxy model (H16), MCA: the Medieval Climate Anomaly; LIA: the Little Ice Age.... 53

Fig. 10. Comparisons between six artificial time series and temperature (H16, right graphs) or magnetic variation (CALS3k.3, lelt graphs) for... 57

Fig. 11. Comparisons between six artificial time series and temperature (H16, right graphs) or magnetic variation (CALS3k.3, left graphs) for... 58

Fig. 12. Comparisons between six artificial time series and temperature (H16, right graphs) or magnetic variation (CALS3k.3, left graphs) for... 59

Fig. 13. The results of comparisons between artificial phenomenological models (TMin, TMax, THistory, BMin, BMax, BHistory) and a new composite...(이미지참조) 60

Fig. 14. Study areas of Chisulryoung Volcanic Formation (CVF) around Chisulryoung Mountain (765 m), near the city of Gyeongju, south-... 66

Fig. 15. (a) The base of the CVF, top of late-Cretaceous mudstones and sandstones. (b) The... 68

Fig. 16. Loosely welded massive pumice-rich tuff with the colors of (a) light grey and (b)... 69

Fig. 17. Densely welded lithic-rich tuff with (a) abundant lithic fraagments and scarce shards... 70

Fig. 18. Representative results of (a) alternating field (AF) and (b) thermal demagnetization. 73

Fig. 19. The results of anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) data from A4 member... 75

Fie. 20. The results of AMS data from the IWT on an equal area plot using the lower... 76

Fig. 21. (a) The plot of magnelic susceptibililies versus the degree of anisotropy (Pj). (b) The...(이미지참조) 79

Fig. 22. For each site, results of AMS data were represented with (a) different colors in ring plots and (b) k₁, and k₃ were connected. Symbols...(이미지참조) 83

초록보기

 금번 연구에서는 대한민국 최초로 국제공인 수준의 역사지표지구자기장 강도결정 자료를 제시하였다. 우선 기원전 1200년부터 서기 1725년 시기의 가마/화로에서 획득한 역사유물 시료를 대상으로 지표지구자기장 강도결정 실험을 수행하였다. 측정된 자료를 분석한 결과 약 3000동안 지표지구자기장강도는 현재의 지표지구자기장을 기준으로 대략 20%내외의 변동폭을 보여준다. 특이하게도 3000년 전에는 현재보다 대략 40%정도 높은 지표지구자기장강도 값이 결정되었다. 유사한 시기에 북반구의 다른 경도에 위치한 국가들에서도 상당히 높은 지표지구자기장강도 값이 보고되고 있다.

지난 2000년간 동아시아 지역의 기후변화와 지표지구자기장 변동을 직접 비교하고, 이를 토대로 한국, 중국, 일본의 왕조 변화 역사를 과학적으로 해석하고자 한다. 통계학적인 상관관계 대비를 통해 동아시아 지역온도변화모델 H16을 새롭게 제시하였다. H16 모델을 국제적으로 공인된 다수의 지표지구자기장 영년변화 모델과 비교한 결과, CALS3k.3 모델이 최대의 상관관계를 나타낸다. 역사적인 왕조변화, 기후변화와 지표지구자기장 변동의 상관관계를 통계학적으로 확인한 결과, 지표지구자기장 영년 변화보다 온도변화가 역사적인 왕조변화와 상관관계가 크게 나타난다. 특히, 온도가 감소하는 시기에 한국, 중국, 일본의 역사 왕조 변동이 가장 유의미한 상관관계를 보인다.

대자율이방성을 이용하여 한반도 동남부 경주 남서부에 위치한 치술령 용결응회암의 분출 기원을 과학적으로 추정해 보았다. 연구 지역의 응회암은 용결작용으로 인해 자성광물의 편원(oblate) 배열이 우세하며, 최소대자율이 군집해 있고 최대대자율과 중간대자율은 분산되어 나타난다. 최소대자율과 최대대자율의 방향을 평사도법(stereographic projection)상에서 연결하면, 응회암 생성 당시 화산쇄설물의 흐름 방향을 결정할 수 있다. 분석 결과 치술령 용결응회암의 화구는 치술령 동남부에 위치한 관입용결응회암(intrusive welded tuff)으로 해석된다.

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