한반도 홀로세 온난기후 최적기 (Holocene Climate Optimum)와 지표환경 변화 Holocene Climate Optimum and environmental changes in the Paju and the Cheollipo areas of Korea원문보기
본 연구는 한반도에서 홀로세 동안 온난기후 최적기 등 기후변화와 함께 지표환경의 변화 시기와 양상을 알아보기 위한 것이다. 경기도 파주시 운정동의 곡간 퇴적물 (UJ-03, UJ-12 시추공)과 충청남도 태안군 소원면 의항리 (천리포 수목원)의 습지 퇴적물 (CL-4 시추공)을 대상으로 시추시료를 채취하였다. 파주시 운정동 지역에서는 약 7100-5000년 정도에 잔자갈과 왕모래 등 조립질 퇴적물이 퇴적되는 양상을 보이며, 약 5000-2200년 정도에는 이탄질 퇴적물이 쌓이고, 약 2200년 이후에는 간헐적으로 퇴적이 되고 토양화 작용을 받는 양상을 보인다. 천리포 수목원 지역에서는 약 7360-5000년 정도에 육성 호수가 발달하며, 약 5000-2600년 정도에는 호수 환경에서 유기물 퇴적이 점차 증가하는 양상을 보이고, 약 2600년 이후에는 이탄층이 두껍게 형성된다. 두 지역에서 지표환경의 변화 양상은 지역적, 지형적 요인에 따라 서로 다르게 나타나지만, 변화 시기는 거의 일치하고 있음을 알 수 있다. 지표환경의 변화에는 강수량 또는 유수의 세기 (에너지) 등 수문학적 요인이 주요하게 작용한 것으로 보인다. 또한 천리포 수목원 지역은 연안에 위치한 관계로 해수면 상승 높이에 따라 지형이 크게 변화하였을 것으로 생각할 수 있는데, 이에 대한 연구는 앞으로 더 진행되어야 할 것이다.
본 연구는 한반도에서 홀로세 동안 온난기후 최적기 등 기후변화와 함께 지표환경의 변화 시기와 양상을 알아보기 위한 것이다. 경기도 파주시 운정동의 곡간 퇴적물 (UJ-03, UJ-12 시추공)과 충청남도 태안군 소원면 의항리 (천리포 수목원)의 습지 퇴적물 (CL-4 시추공)을 대상으로 시추시료를 채취하였다. 파주시 운정동 지역에서는 약 7100-5000년 정도에 잔자갈과 왕모래 등 조립질 퇴적물이 퇴적되는 양상을 보이며, 약 5000-2200년 정도에는 이탄질 퇴적물이 쌓이고, 약 2200년 이후에는 간헐적으로 퇴적이 되고 토양화 작용을 받는 양상을 보인다. 천리포 수목원 지역에서는 약 7360-5000년 정도에 육성 호수가 발달하며, 약 5000-2600년 정도에는 호수 환경에서 유기물 퇴적이 점차 증가하는 양상을 보이고, 약 2600년 이후에는 이탄층이 두껍게 형성된다. 두 지역에서 지표환경의 변화 양상은 지역적, 지형적 요인에 따라 서로 다르게 나타나지만, 변화 시기는 거의 일치하고 있음을 알 수 있다. 지표환경의 변화에는 강수량 또는 유수의 세기 (에너지) 등 수문학적 요인이 주요하게 작용한 것으로 보인다. 또한 천리포 수목원 지역은 연안에 위치한 관계로 해수면 상승 높이에 따라 지형이 크게 변화하였을 것으로 생각할 수 있는데, 이에 대한 연구는 앞으로 더 진행되어야 할 것이다.
Three sediment cores from two different locations (UJ-03 and UJ-12 cores of valley sediment in Paju area, and CL-4 core of wetland sediment in Cheollipo area) along the western Korean Peninsula yield crucial information on the timing and spatial pattern of century-scale climate changes and subsequen...
Three sediment cores from two different locations (UJ-03 and UJ-12 cores of valley sediment in Paju area, and CL-4 core of wetland sediment in Cheollipo area) along the western Korean Peninsula yield crucial information on the timing and spatial pattern of century-scale climate changes and subsequent surficial responses during the Holocene. In Paju area, the sediments included abundant coarse-grained sediment (coarse sands and pebbles) from 7100 to 5000 cal. yrBP, total organic carbon (TOC) values showed a marked increase from 5000 to 2200 cal. yrBP, several intermittent depositional layers were observed from 2200 cal. yrBP. In Cheollipo area, lake environment developed from 7360 to 5000 cal. yrBP, the deposition of organic materials increased from 5000 to 2600 cal. yrBP, peatland formed from 2600 cal. yrBP. The two patterns of surficial responses to the climate changes through the Holocene are different to each other. This might be due to the dissimilarity in geomorphic conditions. However, the approximate simultaneity of environmental changes in two areas shows that they both can be correlated to the major climate changes. Two areas which have undergone significant changes indicated that the hydrological factors including precipitation and strength of water flow were most responsible for the landscape and geomorphic evolutions. Although the upwards trend in relative sea-level also played a primary role for environmental changes in coastal area (Cheollipo area), detailed studies have still to be undertaken.
Three sediment cores from two different locations (UJ-03 and UJ-12 cores of valley sediment in Paju area, and CL-4 core of wetland sediment in Cheollipo area) along the western Korean Peninsula yield crucial information on the timing and spatial pattern of century-scale climate changes and subsequent surficial responses during the Holocene. In Paju area, the sediments included abundant coarse-grained sediment (coarse sands and pebbles) from 7100 to 5000 cal. yrBP, total organic carbon (TOC) values showed a marked increase from 5000 to 2200 cal. yrBP, several intermittent depositional layers were observed from 2200 cal. yrBP. In Cheollipo area, lake environment developed from 7360 to 5000 cal. yrBP, the deposition of organic materials increased from 5000 to 2600 cal. yrBP, peatland formed from 2600 cal. yrBP. The two patterns of surficial responses to the climate changes through the Holocene are different to each other. This might be due to the dissimilarity in geomorphic conditions. However, the approximate simultaneity of environmental changes in two areas shows that they both can be correlated to the major climate changes. Two areas which have undergone significant changes indicated that the hydrological factors including precipitation and strength of water flow were most responsible for the landscape and geomorphic evolutions. Although the upwards trend in relative sea-level also played a primary role for environmental changes in coastal area (Cheollipo area), detailed studies have still to be undertaken.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구는 경기도 파주시 운정동에서 곡간 퇴적물, 충청남도 태안군 소원면 의항리(천리포 수목원)에서 습지 퇴적물을 대상으로 홀로세, 특히 온난기후 최적기 동안 지표환경이 언제 어떻게 변화하였는지를 살펴보기 위한 것이다. 온난기후 최적기의 시기를 밝히는 것은 지역에 따른 기후구배(climate gradient) 양상의 변화를 추적하고, 해수면 변화 등 주요한 지형변화 요인을 구분하고, 기후변화 메커니즘에 대한 정보를 제공하는데에 가장 기본적이고 핵심적인 작업일 것이다.
본 연구는 파주시 운정동의 곡간 퇴적물과 천리포 수목원의 습지 퇴적물을 이용하여 홀로세 온난 기후 최적기의 시기를 규명하고 이에 따른 지표환경의 반응을 알아보고자 하는 시도이다. 두 지역에서 모두 약 7000년 전 정도에 지형 변화를 인지할 수 있었다.
제안 방법
또 분말시료에 10% hydrochloric acid를 첨가하여 1일 이상 충분히 반응하도록 방치하여 탄산염을 제거한 뒤에, pH 6-7 정도가 될 때까지 증류수로 약 10회 정도 세척하여 chloride를 모두 제거하였다. 그리고 다시 FlashEA-1112 기기를 이용하여 TOC(total organic carbon) 함량을 측정하였다. 각 함량의 단위는 weight %이다.
, Milan, Italy) 기기를 이용하여 1100℃의 combustion 온도에서 TC(total carbon), TN(total nitrogen), TS(total sulfur) 함량를 측정하였다. 또 분말시료에 10% hydrochloric acid를 첨가하여 1일 이상 충분히 반응하도록 방치하여 탄산염을 제거한 뒤에, pH 6-7 정도가 될 때까지 증류수로 약 10회 정도 세척하여 chloride를 모두 제거하였다. 그리고 다시 FlashEA-1112 기기를 이용하여 TOC(total organic carbon) 함량을 측정하였다.
연대측정 분석: 퇴적층의 층서를 확립하고 정확한 퇴적기작 및 퇴적환경을 해석하기 위하여 한국지질자원연구원의 가속질량분석기(Accelerator Mass Spectrometer, AMS)를 이용한 14C 연대측정을 실시하였다. 연대측정을 위한 시료는 sediment bulk 또는 식물 파편을 이용하였다.
유기지화학(C/N/S) 분석: 분말화된 퇴적물 부시료(subsample) 5 mg을 aluminum capsule에 넣고, FlashEA-1112(Thermo Finnigan S.p.A., Milan, Italy) 기기를 이용하여 1100℃의 combustion 온도에서 TC(total carbon), TN(total nitrogen), TS(total sulfur) 함량를 측정하였다. 또 분말시료에 10% hydrochloric acid를 첨가하여 1일 이상 충분히 반응하도록 방치하여 탄산염을 제거한 뒤에, pH 6-7 정도가 될 때까지 증류수로 약 10회 정도 세척하여 chloride를 모두 제거하였다.
또한 아세트산나트륨(CH3COONa) 용액에 아세트산(CH3COOH)을 첨가하여 pH를 5로 맞추고, 이를 시료와 교반 반응시켜 탄산염을 제거하였다. 이온수로 시료를 세척한 후에는 수산화나트륨(NaOH)을 이용하여 pH를 10으로 맞춘 피로인산나트륨(Na4P2O7) 용액을 첨가, 교반 분산하여 입도분석을 실시하였다.
연대측정을 위한 시료는 sediment bulk 또는 식물 파편을 이용하였다. 측정한 방사성 탄소연대(radiocarbon age, 14C yrBP)는 CalPal07 program(www.calpal-online.de)을 이용하여 보정연대(calibrated age, cal. yrBP)로 계산하였다(Danzeglocke et al., 2008). 또한 각 층위의 연대는 보정연대 사이의 선형 보간법(linear interpolation)으로 구하였다.
퇴적물 채취 및 기재: 퇴적물 채취를 위하여 표준 유압식 피스톤 시료채취기를 이용한 시추조사를 실시하였다. 파주시 운정동에서는 UJ-03(126°44′51″E, 37°42′19″N)(고도 16.
, Worcestershire, UK) 장비를 이용하여 Laser Diffraction 방법으로 입도분석을 실시하였다. 필요 구간에서 입도분석을 위한 부시료(subsample)를 채취하여 2000 micro-m 이하의 fraction만 선별하였으며, 이를 과산화수소수(H2O2)에 반응시켜 유기물을 제거하였다. 또한 아세트산나트륨(CH3COONa) 용액에 아세트산(CH3COOH)을 첨가하여 pH를 5로 맞추고, 이를 시료와 교반 반응시켜 탄산염을 제거하였다.
대상 데이터
7 km)으로 흘러드는 작은 지천이다. 연구지역은 장월평천과 한강 합류부에서 장월평천 상류로 약 7 km 올라온 곳에 위치하고 있는 낮은 구릉 사이의 폭 약 150 m 정도의 편평하고 경사가 완만한 계곡이며, 해발고도는 약 18.7-19.3 m 정도이다. 연구지역은 하천에 의한 범람의 영향을 받기 보다는 상부 사면에서 유입되는 물질이 주로 퇴적된 것으로 보인다.
천리포 해수욕장 부근에는 우리나라 최초의 민간 수목원인 천리포 수목원(1979년 설립)이 있는데, 수목원 조경의 일환으로 인공호소를 조성하여 퇴적층에서 파낸 토탄을 시 비용으로 이용한 바 있으며, 천리포 수목원 북쪽으로도 논으로 조성된 곳 하층부에 토탄층 일부가 분포하고 있다. 연구지역은 천리포 해수욕장 북측에 위치한 천리포 수목원 내의 논이며, 서쪽의 서해안에서 약 200 m 정도 떨어진 곳이다(그림 2).
C 연대측정을 실시하였다. 연대측정을 위한 시료는 sediment bulk 또는 식물 파편을 이용하였다. 측정한 방사성 탄소연대(radiocarbon age, 14C yrBP)는 CalPal07 program(www.
천리포 수목원에서는 해안선에서 약 200 m 정도 떨어진 천리포 수목원 내의 습지에서 CL-04(126°09′04″E, 36°47′57″ N)(고도 -1.65-3.74 m, 길이 5.39 m) 시추공 시료를 획득하였다.
파주시 운정동에서는 UJ-03(126°44′51″E, 37°42′19″N)(고도 16.97-18.67 m, 길이 1.70 m), 그리고 하류 방향으로 10.71 m 내려와서 UJ-12(126°44′51″E, 37°42′19″N)(고도 16.77-18.53 m, 길이 1.76 m) 등 2개의 시추공에서 시추조사를 실시하였다.
이론/모형
, 2008). 또한 각 층위의 연대는 보정연대 사이의 선형 보간법(linear interpolation)으로 구하였다.
입도 분석: 퇴적물의 입도를 측정하기 위하여 0.02-2000 micro-m의 측정범위를 갖는 Mastersizer 2000(Malvern Instruments, Ltd., Worcestershire, UK) 장비를 이용하여 Laser Diffraction 방법으로 입도분석을 실시하였다. 필요 구간에서 입도분석을 위한 부시료(subsample)를 채취하여 2000 micro-m 이하의 fraction만 선별하였으며, 이를 과산화수소수(H2O2)에 반응시켜 유기물을 제거하였다.
성능/효과
51 m 등 4개 구간에서는 특히 식물뿌리 흔적이 집중적으로 분포하고 있다. TOC값은 전체적으로 약간씩 증가하다가 unit 2의 고도 약 17.50 m 부근에서 크게 증가하여 약 2.5 wt% 까지 증가했다가 다시 고도 약 17.71 m 부근에서 감소하는 양상을 관찰할 수 있다. unit 1과 unit 2에서 TOC/TN 비는 대체로 10-20 사이에서 큰 폭으로 변화하는 양상을 보이며, 특히 17.
약 2600-2200년 전 정도부터 파주시 운정동 지역에서는 간헐적인 퇴적과 토양화 과정이 시작되며, 천리포 수목원 지역에서는 이탄층이 퇴적되기 시작한다. 두 지역에서 지표환경이 변화하는 시점이 서로 거의 일치하는 점으로 미루어 이러한 변화의 원동력은 최소한 두 지역에 걸친 기후변화임을 유추할 수 있으며, 특히 강수량이나 유수의 세기 등 수문학적 요인이 지형 발달에 중요한 역할을 하고 있음을 알 수 있었다.
67 m 구간 등, 식물뿌리 흔적(ⓡ), 모래(ⓢ), 점토(ⓒ) 등이 집중적으로 분포하는 5개의 layer를 구분할 수 있다. 전체적으로 TOC값은 1-2 wt% 정도인데, unit 1에서는 TOC값이 평균 0.6 wt% 정도로 unit 2의 1.7 wt%, unit 3의 1.4 wt%와 비교하여 절반 이하의 값을 보이고 있다. unit 2에서는 고도 약 17.
후속연구
한반도 서해안이 지구조적으로 안정하며 최종빙기 최성기 때에 빙하로 덮여 있지 않았다는 점(박용안 외, 1994) 등을 고려할 때, 동아시아 일대의 평균적인 점진적 상승 경향(Woodroffe and Horton, 2005)과 대체로 일치하는 것이 타당할 것으로 보인다. 그러나 지역적인 해안의 지형, 수문학적 특성, 지반 운동의 차이 등에 따라 해수면 상승 경향은 매우 다양하게 나타나므로 이에 대한 보다 자세한 연구가 절실히 필요하다. unit 2는 7360 cal.
yrBP 정도의 시기와 거의 일치하고 있다. 따라서 파주시 운정동 지역에서 계곡 퇴적물에 잔자갈과 왕모래 등 조립질 퇴적물이 퇴적되기 시작하는 것과 천리포 수목원 지역에서 호수가 발달하기 시작하는 것 모두 기후변화에 따른 지표면의 반응이라 할 수 있을 것이다. 화분 자료는 이 시기보다 300-100년 정도의 시간 지연이 있는데, 이렇게 식생 반응에 있어 시간 지연이 있는 경우는 여러 연구에서 보고된 바 있다(Bradley, 1999; Williams et al.
해안 지역에서 지표환경의 변화에 가장 중요한 역할을 하는 해수면에 대해서는 아직도 이견이 많다. 해수면 위치는 과거 선사시대의 주거 위치, 농경 등 토지이용 등에 막대한 영향을 미친 중요한 요소이므로, 이에 대해서는 보다 많은 자료의 축적과 함께 섬세한 연구가 필요할 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
동아시아에서 특별히 강수량과 관련된 기후변화의 주요 원인은 무엇인가?
우리나라를 포함한 동아시아 일대에서는 동아시아 몬순이 특히 강수량과 관련된 기후변화의 주요한 원인이다(Yuan et al., 2004; Shao et al.
본 논문에서 수행한, 한반도에서 홀로세 동안 온난기후 최적기 등 기후변화와 함께 지표환경의 변화 시기와 양상을 알아본 연구의 결과는 어떠한가?
본 연구는 한반도에서 홀로세 동안 온난기후 최적기 등 기후변화와 함께 지표환경의 변화 시기와 양상을 알아보기 위한 것이다. 경기도 파주시 운정동의 곡간 퇴적물 (UJ-03, UJ-12 시추공)과 충청남도 태안군 소원면 의항리 (천리포 수목원)의 습지 퇴적물 (CL-4 시추공)을 대상으로 시추시료를 채취하였다. 파주시 운정동 지역에서는 약 7100-5000년 정도에 잔자갈과 왕모래 등 조립질 퇴적물이 퇴적되는 양상을 보이며, 약 5000-2200년 정도에는 이탄질 퇴적물이 쌓이고, 약 2200년 이후에는 간헐적으로 퇴적이 되고 토양화 작용을 받는 양상을 보인다. 천리포 수목원 지역에서는 약 7360-5000년 정도에 육성 호수가 발달하며, 약 5000-2600년 정도에는 호수 환경에서 유기물 퇴적이 점차 증가하는 양상을 보이고, 약 2600년 이후에는 이탄층이 두껍게 형성된다. 두 지역에서 지표환경의 변화 양상은 지역적, 지형적 요인에 따라 서로 다르게 나타나지만, 변화 시기는 거의 일치하고 있음을 알 수 있다. 지표환경의 변화에는 강수량 또는 유수의 세기 (에너지) 등 수문학적 요인이 주요하게 작용한 것으로 보인다. 또한 천리포 수목원 지역은 연안에 위치한 관계로 해수면 상승 높이에 따라 지형이 크게 변화하였을 것으로 생각할 수 있는데, 이에 대한 연구는 앞으로 더 진행되어야 할 것이다.
홀로세는 어떤 기간을 말하는가?
마지막 빙하기 이후 약 1만년(11500 cal. yrBP) 전에서 현재에 이르는 홀로세 동안에는 수차례에 걸쳐 기후환경의 변동이 있었으며, 이러한 과거 기후변화는 당시의 지형 변화나 퇴적물의 이동과 같은 육상 지표환경 뿐만 아니라 생태계와 인간 활동에도 지대한 영향을 주었다(Polyak and Asmerom, 2001; Wu and Liu, 2004). 앞으로 기후변화가 어떻게 전개될지에 관심이 높아지면서, 과거 홀로세 동안 기후가 언제 어떻게 왜 변화하였는지, 또과거 기후변화에 따라 지표환경은 어떻게 반응하였는지에 대한 연구도 활발하게 진행되고 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.