본 연구의 목적은 화산 활동 모형 만들기 실험에 대한 초등 교사들의 인식을 분석하는 것이다. 이에 ‘화산 활동 모형 만들기’ 실험으로 실제 수업을 진행한 경험이 있는 30명의 초등 교사들에게 설문을 통해 교사들이 생각하는 학교 과학 탐구의 목표를 바탕으로 해당 실험에 가진 장점과 개선점을 알아보았다. 결과에 의하면, 교사의 50-60%가 경력이나 근무 지역에 관계없이 교과서 화산 모형 만들기 실험으로 수업을 진행하였다. 교사들이 언급한 현재 교과서 화산 모형 만들기 실험의 장점은 안전하고 학생들의 창의성에 개발에 유용하다는 것이었다. 반면, 교사들은 현재 교과서 화산 모형 만들기 실험의 문제점으로 현재 교과서 화산 모형 만들기 실험은 이 수업이 추구해야 하는 본질과 괴리가 있으며 실제 화산 활동 모습과도 다르고 단순한 만들기 활동에 한정되고 있다는 점을 제시하였다. 탐구의 특성에 근거해서 분석해 본 교사가 생각하는 학교 과학 탐구의 주요 목표는 과학적 지식 적용, 탐구 능력 개발 및 학생 호기심 함양이었다. 이러한 목표에 비추어 볼 때 현재의 교과서 화산 모형 만들기 실험은 세 가지 모두를 충족하지 않고 있다. 그리고 교사들은 모형 실험은 실제성을 충족해야만 한다고 강조하였다.

본 연구에서는 2005년 이후 화산 폭발을 경험한 20개의 화산 지역에 대해 그레이스 위성에 의해 측정된 지오이드 변화를 조사하였고 지오이드를 이용한 화산 하부의 마그마 활동에 대한 연구를 위해서는 자세한 지질학적 조사가 함께 수반되어야 함을 인지하였다. 따라서 2011년에 화산 폭발이 있었고 그에 대한 지질학적 연구가 자세히 수행된 키리시마 화산복합체 내 신모에다케 화산 지역을 대상으로 그레이스 인공위성을 이용하여 측정된 화산지역의 광역적인 지오이드 변화와 화산하부 마그마 활동 변화 간의 상관성에 대해 연구하였다. 그 결과 신모에다케 화산 지역에서 2002년 이후 계속적으로 증가하는 지오이드 변화는 화산하부 물질의 중력이 증가함에 의해 발생하였음을 확인하였고, 이는 기존 연구에서 밝혀진 2011년 화산 폭발 수년 전부터 염기성 마그마가 마그마 저장소로 계속 공급되었다는 사실과 잘 일치한다. 이는 앞으로 많은 연구가 필요하기는 하지만 그레이스 인공위성으로 측정된 지오이드의 변화가 화산 폭발 감시 및 예측에 사용될 수 있는 가능성이 높음을 지시한다.

2019년(2019년 1월 30일~12월 31일; USGS 자료) 48주 동안에 활동한 화산은 82개이다. 지구상에서 화산은 1년간 평균 80~90여 개가 활동하고 있다. 이들 중 91% 이상이 흔히 “불의 고리”(Ring of Fire)라고 부르는 환태평양화산대에 위치한다. 지금까지 밝혀진 활화산들의 80%가 판의 수렴경계부, 15%가 발산경 계부, 나머지 5%가 판 내부에 분포한다는 사실과 잘 부합된다. 조사 기간인 2019년 1월 30일부터 2019년 12월 31일에 이르는 48주 중 가장 빈번하게 활동한 화산들은 Dukono(인도네시아, 48회), Aira(일본, 47회), Ebeko( 러시아 46회), Merapi(인도네시아, 37회), Krakatau(인도네시아, 33회) 화산이다. 2018년과 비교할 때 분화한 화산수가 1개 감소하였으나 이는 2018년 화산활동은 50주, 2019년은 48주와 비교할 때 현격한 증감은 발생하지 않았다. 이는 지구상의 화산들의 활동이 안정세를 유지하고 있는 것으로 평가된다.

열적외선 위성영상은 저비용으로 안전하게 지표온도를 추정할 수 있으며, 따라서 열적외선 위성영상을 활용하는 것으로 화산활동의 전조현상 모니터링이 가능하다. 그러나, 지표온도를 추정하기 위해 필요한 요소인 지표의 복사율 결정과 대기효과 보정은 쉽지 않기 때문에, 높은 정밀도를 기대하기 어렵다는 단점이 존재해왔다. 이에 본 연구에서는 최근 개발된 LSTD(Land Surface Temperature Difference)기법을 활용하여, 높은 정밀도의 지표온도 추정방법을 제안하고자 한다. 이 방법은 임의의 기준점으로부터 상대적인 지표온도의 차이를 구하는 것으로 대기효과를 보정하며, 복사율이 잘 알려진 식생지역에 한정적으로 적용함으로써 0.5K 이하의 높은 정밀도의 지표온도 추정이 가능한 것으로 알려져있다. 이 방법은 1) 대기효과 보정, 2) 식생지역의 추출, 3) 기준점의 지표온도로부터 상대적인 지표온도차 계산 및 4) 온도감률로부터 지형효과 보정의 단계로 이루어진다. 제안된 방법의 실험을 위하여, 화산활동이 활발한 아프리카의 Nyiragongo화산과 최근 전조현상이 발생하고 있는 백두산을 연구지역으로 선정하였으며, 열적외선 밴드를 탑재한 Landsat TM/ETM+ 영상을 수집하였다. 제안된 방법은 식생지역에만 적용되는 것으로서 공간적인 한계가 있으나, 높은 정밀도로 지표온도의 추정이 가능하기 때문에 화산활동의 전조현상을 관측할 수 있을 것으로 기대된다.

타킬라이트는 현무암질 용암의 급랭에 의해 형성된 흑색의 현무암질 유리질암로서 울릉도 최 하부층 현무암질 집괴암 내에서 드물게 산출된다. 본 논문의 목적은 타킬라이트의 산출특징과 미세조직의 광물학적 특징을 규명하고, 울릉도 초기 화산활동의 의미를 밝히는데 있다. 이를 위하여 타킬라이트의 산상을 조사하고 편광현미경, XRD, EPMA, SEM을 이용하여 광물학적 연구를 수행하였다. 타킬라이트는 내수전, 도동 및 저동 해안산책로, 거북바위, 예림원 지역 현무암질 집괴암 내 염기성 암맥 주변부에서 산출된다. 타킬라이트의 폭은 수 cm 내지 10 cm까지 다양하다. 타킬라이트의 겉 표면은 치밀하고 매끈하나, 내부는 패각상 깨짐이 특징적이다. 타킬라이트의 기질부는 유리질과 같은 비정질로 구성되어 있으며, 미립질의 반정광물로는 흑운모, 아노소클레이즈, 새니딘, 사장석, 각섬석, 및 티탄철석 등이 소량으로 포함된다. 타킬라이트에서 특징적으로 발달하는 균열은 아원형, 타원형이 우세하며, 간혹 여러 다면체를 보이는데, 경계부가 구획되어 일종의 구상체나 덩어리를 이룬다. 조직과 광물조성의 특징으로 볼 때, 타킬라이트는 가수분해작용과 같은 후속 저온성 변질작용을 거의 받지 않았다. 타킬라이트의 산출특징은 울릉도 하부층인 현무암집괴암층의 대부분이 수중환경에 있었거나, 최소한 해수에 포화되어 있었음을 지시한다.

최근 10년간의 중국과 북한 접경지역에 위치하고 있는 백두산 인근의 지각변동, 화산성 가스의 분출 등의 화산 활동성의 증대는 마그마 챔버의 압력을 변화시키는 마그마의 충전에 대한 증거가 발견되고 있다. 이는 백두산의 화산의 휴면기가 활동기로 전환하였음을 의미하는 것으로 화산의 분화 가능성을 시사하고 있다. 백두산 화산의 폭발은 인접한 국가에 다양한 피해를 줄 수 있으나 직접적으로 백두산의 폭발적 분화로 인한 피해는 화산재의 확산, 화쇄류, 화산성 홍수, 화산이류의 형태로 피해가 발생하게 된다. 인접한 지역에 발생하는 피해 중 화산이류는 화쇄류보다 밀도가 적어 이에 의한 피해범위가 더 클 것으로 예상된다. 화산 폭발 시, 화산폭발지수에 비례하여 칼데라 호의 수위가 상승하며, 범람된 칼데라 호의 물과 화산분출물이 섞인 화산이류가 유출될 것으로 예상된다. 이와 같은 피해발생을 예측하기 위해서는 발생되는 밀도류의 진행을 모의해야 하는데, 유체의 중력과 밀도에 지배적인 흐름은 지형에 결정적인 영향을 받는다. 본 연구에서는 화산이류의 발생을 모의하기 위해서 미국지질조사국의 수치지형모형(50 m × 50 m)를 사용하여 분석을 수행하였다. 분석도구로는 미국지질조사국의 LAHARZ 프로그램을 이용하였다. 수치지형분석과정은 수치지형의 선처리 과정(sink 및 flat 격자처리)을 수행한 후, 경사비를 분석하고, 단방향 흐름 알고리즘에 입각하여 흐름 방향을 이도백하방향으로 설정하고 흐름 격자를 도출한다. 분출물의 부피를 고려한 입력계수가 산정되면 화산이류의 범람 대상지역이 도출되는 방식으로 진행된다. 백두산 정상부에 위치한 칼데라 호의 수위(해발고도 2,189 m)가 화산활동에 의해서 각각 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 m 상승한 시나리오를 모의한 결과, 수위상승에 따른 이도백하 상부유역에서의 칼데라호 유출수의 범람면적은 수위상승의 범위가 1 m에서 9 m까지는 완만한 증가세를 보였으나, 10 m의 수위상승에는 급작스런 범람지역의 확대가 발생했다. 물과 화산성 고체의 합성류의 경우는 그 비율을 1：1로 가정하고 모의를 실시한 결과, 화산분화에 의해 칼데라 호의 수위가 5 m이상 상승 시, 유출된 화산이류가 백두산 북북동쪽 골짜기의 최대 통수능 수위를 초과하여 범람지역이 급격하게 확장되는 모의 결과를 확보하였다. 이와 같은 결과는 현재의 백두산지형에서 화산활동으로 인한 화산이류의 발생시 사회 간접자본 및 대피설비의 건설에 필요한 정보를 제공하고 있으며, 비상상황 발생시 주민 대피지역의 결정에도 기여할 것으로 판단된다.