[국내논문]휴무스분석을 통한 진주 남강유역의 홀로세 기후 변화 연구 A Study of the Holocene Climate Change Using Humus Analysis of the Nam River Basin in Jinju, Southern Part of Korea원문보기
경남 진주시 남강유역에서 채취한 퇴적물을 이용하여 홀로세기후 변화를 연구하였다. 기후 변화를 해석하기 위해 휴무스와 토양유기탄소를 분석하였고, 퇴적물의 생성 연대를 파악하기 위해 OSL과 탄소연대측정을 하였다. 이 퇴적층의 형성 시기는 약 $10,000{\pm}100$ yr. BP 부터 약 $4,370{\pm}50$ yr. BP (2,970 BC) 사이에 해당된다. 퇴적층의 토색과 입도에 의해 5개의 층으로 구분하였고 각각의 기후 변화를 해석하였다. 전체 퇴적층의 기후는 대체로 온난한 것으로 해석된다. 5개의 퇴적층 중 I층은 최하부층, V층은 최상부층에 해당되며, 기온에 있어서 I, II 그리고 III구간에서는 상대적으로 냉량했던 추이가 감지되었다. 건습에 있어서는 II구간과 III구간이 상대적으로 건조하였던 것으로 파악된다. IV구간과 V구간은 상대적으로 온난하고 건조하였으며, IV구간은 전체 퇴적층 중 가장 온난한 경향을 보이고 있다. 또한 상대적으로 냉량하고 약습윤한 기후에서 토양의 총유기탄소값이 높게 나타나는 경향이 있다.
경남 진주시 남강유역에서 채취한 퇴적물을 이용하여 홀로세 기후 변화를 연구하였다. 기후 변화를 해석하기 위해 휴무스와 토양유기탄소를 분석하였고, 퇴적물의 생성 연대를 파악하기 위해 OSL과 탄소연대측정을 하였다. 이 퇴적층의 형성 시기는 약 $10,000{\pm}100$ yr. BP 부터 약 $4,370{\pm}50$ yr. BP (2,970 BC) 사이에 해당된다. 퇴적층의 토색과 입도에 의해 5개의 층으로 구분하였고 각각의 기후 변화를 해석하였다. 전체 퇴적층의 기후는 대체로 온난한 것으로 해석된다. 5개의 퇴적층 중 I층은 최하부층, V층은 최상부층에 해당되며, 기온에 있어서 I, II 그리고 III구간에서는 상대적으로 냉량했던 추이가 감지되었다. 건습에 있어서는 II구간과 III구간이 상대적으로 건조하였던 것으로 파악된다. IV구간과 V구간은 상대적으로 온난하고 건조하였으며, IV구간은 전체 퇴적층 중 가장 온난한 경향을 보이고 있다. 또한 상대적으로 냉량하고 약습윤한 기후에서 토양의 총유기탄소값이 높게 나타나는 경향이 있다.
The Holocene climate change has been studied based on humus analysis of sediments that came from the Nam River basin in the Jinju, Gyeongnam. Humus and soil organic carbon analyses were performed to interpret the climate change and OSL dating and radiocarbon dating were conducted to determine the ag...
The Holocene climate change has been studied based on humus analysis of sediments that came from the Nam River basin in the Jinju, Gyeongnam. Humus and soil organic carbon analyses were performed to interpret the climate change and OSL dating and radiocarbon dating were conducted to determine the age of the sediments. The age determinations revealed that the sediments were formed approximately from $10,000{\pm}100$ yr. BP to $4,370{\pm}50$ yr. BP (2,970 BC) The deposits were classified into five layers based on sediments color and texture, and the climate change of each layer has been interpreted. The general climate was found out to be warm. The study result illustrated that section I was the lowest layer and section V the highest among the five surveyed sections. One the other hand, relatively cold events were detected in the sections ranging from I and II to III in terms of temperature. In term of humidity, sections II and III are estimated to have been relatively dry. Sections IV and V were relatively warm and dry, and the section IV tends to be warmest of the entire sedimentary. In addition, there is a tendency that the total soil organic carbon shows relatively high values under the cooler and humid climatic condition.
The Holocene climate change has been studied based on humus analysis of sediments that came from the Nam River basin in the Jinju, Gyeongnam. Humus and soil organic carbon analyses were performed to interpret the climate change and OSL dating and radiocarbon dating were conducted to determine the age of the sediments. The age determinations revealed that the sediments were formed approximately from $10,000{\pm}100$ yr. BP to $4,370{\pm}50$ yr. BP (2,970 BC) The deposits were classified into five layers based on sediments color and texture, and the climate change of each layer has been interpreted. The general climate was found out to be warm. The study result illustrated that section I was the lowest layer and section V the highest among the five surveyed sections. One the other hand, relatively cold events were detected in the sections ranging from I and II to III in terms of temperature. In term of humidity, sections II and III are estimated to have been relatively dry. Sections IV and V were relatively warm and dry, and the section IV tends to be warmest of the entire sedimentary. In addition, there is a tendency that the total soil organic carbon shows relatively high values under the cooler and humid climatic condition.
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문제 정의
이 퇴적층이 형성된 시기는 제4기 최종 빙기가 끝나고 후빙기가 시작되는 시기에 해당되므로 전반적인 기후 환경은 온난하고 습윤했을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 퇴적층 내에서 기후 환경의 상대적인 미변화를 살펴보고자 한다.
이러한 지역적인 특성은 홀로세 동안에도 크게 다르지 않았을 것으로 사료된다. 이번 연구 시료는 특정 분석 대상이 남아 있지 않은 제4기 퇴적물로, 토양생성적 특성을 이용한 휴무스 분석법을 적용하여 홀로세 동안의 기후 변화를 파악하고자 한다.
홀로세(Holocene)는 제4기 중에서 최종 빙기가 끝난 이후의 시기를 지칭하며, 이 시기의 시작은 대략 1만 년 전으로 보고 있다. 홀로세의 고환경을 연구하는 목적은 현재 지구환경에 많은 영향을 끼친 가장 가까운 과거의 변화 기작(mechanism)을 이해하는데 있다. 왜냐하면 현재의 기후 특성을 효과적으로 이해하고 미래의 기후변화 양상을 예측하는데 있어 제4기 기후환경의 고찰과 해석은 매우 중요하기 때문이다(정혜경 외, 2010).
제안 방법
연구 지역의 기후 환경 변화를 분석하기 위해 발굴 지역의 트렌치 단면을 조사하고 시료를 채취하였다. 트렌치 단면의 총 두께는 약 400 cm이고 토색과 퇴적물의 변화에 따라 8개 층으로 구분하였다(Fig.
진주 남강 유역에서 채취한 충적 퇴적물(약 10,000±100-4,370±50 yr. BP)을 토색과 퇴적물의 변화에 따라 5개 층으로 구분하고 유기탄소분석과 휴무스분석을 통하여 홀로세 동안의 기후 변화를 고찰하였다.
진주 남강유역의 평거 4지구 도시개발사업 과정에서 경남발전연구원에 의해 문화유적발굴조사가 이루어졌으며, 이 과정에서 트렌치 자료를 획득하여 토양 유기탄소분석과 휴무스분석을 실시하였다.
휴무스분석은 잔자갈과 모래로 이루어진 첫 번째 구간(심도 약 400-380 cm)과 모래로 이루어진 두 번째 구간(심도 약 380-335 cm), 객토의 가능성을 배제 하기 위하여 여덟 번째 구간(심도 약 130-0 cm)을 제외한 구간에서 실시하였다. 전체 휴무스에서 휴믹산과 풀빅산, 휴믹이 차지하는 비율은 다음과 같다(Fig.
대상 데이터
경남 진주시 남강유역에서 문화유적발굴조사가 이루어졌으며, 이 과정에서 제4기 퇴적물 시료를 획득하였다. 연구지역에 해당하는 진주시는 동일한 위도 대의 마산에 비해 겨울철 일 평균기온, 일 최저기온, 일 최고기온이 모두 낮게 나타나며(이은영, 2008), 기후학적인 특징으로 남강의 상류지역은 소백산맥이 있어 여름에 남서쪽에서 오는 저기압이 이 산맥에 부딪쳐 지형성 강우가 많고 이것이 하류지역의 홍수발생의 원인이 되기도 한다(환경부, 2002).
연구 지역에서 남강은 서에서 북동방향으로 흐르며 넓은 범람원 사이를 곡류하고, 시료 채취 지점은 남강의 소지류인 판문천이 북서방향에서 관류하여 남강으로 합류하는 곳이다(Fig. 1). 남강유역은 서쪽, 남쪽, 북쪽이 대부분 산지로 둘러싸여 있기 때문에 분지처럼 보이는데, 이 가운데를 따라 남강이 관류하고 있다.
연구 지역의 지형은 대부분 200-300 m 내외의 고도를 갖는 낮은 산릉과 그 사이에 발달하는 비교적 넓은 계곡들로 형성되어 있다. 산지의 분포는 소백산맥이 남쪽으로 뻗어내려 북부지역은 집현산(572.
연구 지역인 남강 유역은 대부분 경상남도의 서부에 위치하여 행정 구역으로는 함양군, 산청군, 진주시, 함안군, 의령군 대부분 지역이 포함된다. 남강은 낙동강의 지류로서 경남 거창군 덕유산(1,150 m)에서 발원하여 남류하며, 단성면에 이르러서는 양천과 경호강, 덕천강, 나불천을 합류하고, 진주에서 북동으로 유로를 바꾸어 함안군 대산면에서 낙동강과 합류한다.
연대측정은 한국기초과학지원연구원의 광자극 루미네선스(OSL, Optically stimulated luminescence)와 서울대학교 기초과학공동기기원의 가속질량분석기(AMS, Accelerator Mass Spectrometer)를 이용하여 측정하였으며, 이 자료는 경남발전연구원에서 제공받았다.
연구 지역의 기후 환경 변화를 분석하기 위해 발굴 지역의 트렌치 단면을 조사하고 시료를 채취하였다. 트렌치 단면의 총 두께는 약 400 cm이고 토색과 퇴적물의 변화에 따라 8개 층으로 구분하였다(Fig. 2). 퇴적층은 전반적으로 모래로 이루어져 있으며, 구간 마다 모래의 입자 크기와 구성 물질에서 변화를 보이고 있다.
이론/모형
토양유기탄소분석은 튜린(Tyurin)법을 이용하였다 (Tyurin, 1937). 이 방법은 토양 내 유기물에 의해 유기탄소를 측정하는 것이다.
휴무스분석은 튜린법을 개량한 빠나마례바-쁠로니코 바(Panamareva-Plotnikova)법을 이용하였다(Ponomareva and Protnikoba, 1980). 휴무스는 휴믹산(Humic acid), 풀빅산(Fulvic acid), 휴민(Humin)으로 구분할 수 있으며, 각각은 산과 알칼리에 반응하는 성질이 서로 다르다.
성능/효과
각 분석값을 종합하여 살펴보면, 최하부층인 I구간의 기후 환경은 상대적으로 약온난하고 습윤한 기후에서 온난하고 약건조한 기후로 변했으며, 다시 상부로 갈수록 냉량하고 약습윤한 기후로 변한 것으로 해석된다. I구간 중 냉량하고 약습윤한 구간에서는 토양의 총유기탄소값이 증가하는 경향을 보이고 있다.
04%이다. 전체 퇴적층 중 총유기탄소가 가장 높은 구간은 실트질 모래층인 심도 약 180-130 cm이었으며, 가장 낮은 값이 나타나는 구간은 모래층인 심도 약 297-248 cm이다. 점토질 모래층인 심도 약 335-297 cm와 248-235 cm에서는 상부의 실트질 모래층보다는 낮은 값이 추출되었으나, 세립질 모래층인 심도 약 235-180 cm보다는 높은 값이 나타난다.
토양 중에 포함된 총유기탄소(TOC)는 0.5%를 넘지 않는 비교적 낮은 값이 추출되었으며 최대값은 0.33% 최소값은 0.04%이다. 전체 퇴적층 중 총유기탄소가 가장 높은 구간은 실트질 모래층인 심도 약 180-130 cm이었으며, 가장 낮은 값이 나타나는 구간은 모래층인 심도 약 297-248 cm이다.
후속연구
이번 연구에서 나타나는 기후의 변화와 냉량하고약습윤한 기후일 때 토양 총유기탄소값이 높게 나타나는 경향 등은 지역적인 기후 변화의 영향이 반영된 것으로 생각된다. 그러나 이 원인이 앞서 밝힌 바와 같이 연구지역인 진주지역의 기후학적인 특징, 즉 동일 위도대의 다른 지역에 비해 냉량한 경향이 있으며, 지형성 강우도 많이 발생하는 것과 연관이 있는지에 대한 좀 더 체계적인 연구가 필요할 것으로 생각된다. 이와 같이 전 지구적인 기후변화 경향과 지역적인 기후변화 경향에 대한 수준 높은 논의를 위해서는 우리나라에서 다양한 지역의 연구결과 축적이 요구된다.
, 2000). 제4기 동안 빙기와 간빙기의 반복으로 대표되는 긴 기간의 플라이스토세에 비해 짧은 기간의 홀로세 고기후환경 연구에 있어서는 지역적인 연구자료의 축적이 더욱 더 중요할 것이며, 이를 바탕으로 지구적인 연구자료와의 상관관계를 고찰하는 것이 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
홀로세란?
홀로세(Holocene)는 제4기 중에서 최종 빙기가 끝난 이후의 시기를 지칭하며, 이 시기의 시작은 대략 1만 년 전으로 보고 있다. 홀로세의 고환경을 연구하는 목적은 현재 지구환경에 많은 영향을 끼친 가장가까운 과거의 변화 기작(mechanism)을 이해하는데 있다.
홀로세의 고환경을 연구하는 목적은?
홀로세(Holocene)는 제4기 중에서 최종 빙기가 끝난 이후의 시기를 지칭하며, 이 시기의 시작은 대략 1만 년 전으로 보고 있다. 홀로세의 고환경을 연구하는 목적은 현재 지구환경에 많은 영향을 끼친 가장가까운 과거의 변화 기작(mechanism)을 이해하는데 있다. 왜냐하면 현재의 기후 특성을 효과적으로 이해하고 미래의 기후변화 양상을 예측하는데 있어 제4기 기후환경의 고찰과 해석은 매우 중요하기 때문이다(정혜경 외, 2010).
제4기 퇴적물을 이용하여 고기후환경을 복원하는 정량적 분석 방법 중 어떤 방법을 사용할지는 어떤 기준에 따라 결정되는가?
제4기 퇴적물을 이용하여 고기후환경을 복원하는 정량적 분석 방법은 화분분석, 식물규산체분석, 규조 분석, 지화학분석, 대자율 분석, 뢰스분석 등이 있다. 각각의 분석방법은 분석하고자하는 퇴적물의 특성에 의해 결정된다(정혜경 외, 2010). 퇴적물에 특정 분석 대상이 남아있지 않을 경우, 몇몇의 분석방법은 그 적용에 있어 한계가 있다.
참고문헌 (27)
박지훈, 박경, 2009, 화분분석으로 본 제주도 김녕사구 일대의 후빙기 중기 이후 환경변화. 한국지형학회지, 16, 43-55.
Blytt, A., 1876, Essay on the immigration of the Norwegian Flora during alternating rainy and dry preiods. Cammermeyer Publishers, Christiania, Norway, 89 p.
Boyle, E.A. and Keigwin, L.D., 1987, North Atlantic thermohaline circulation during the past 20,000 years linked to high-latitude surface temperatures. Nature, 330, 35-40.
Briffa, K.R., Jones, P.D., Schweingruber, F.H., Shiyatov, S.G., and Cook, E.R., 1995, Unusual 20th century summer warmth in a 1,000 year temperature record from Siberia. Nature, 376, 156-159.
Dergacheva, M.I., 1984, The soil organic matter: System and evolution. Academic Press, Novosibirsk, RUS, 155 p.
Dergacheva, M.I., 2009, Ecology of soils: A new science of the biosphere class. Contemporary Problems of Ecology, 2, 143-150.
Fairbanks, R.G., 1989, A 17,000-year glacio-eustatic sea level record: Influence of glacial melting rates on the Younger Dryas event and deep-ocean circulation. Nature, 342, 639-642.
Gerasimov, I.P., 1990, The evolution and differentiation of earth nature: Selected works. Academic Press, Moscow, RUS, 312 p.
Kononova, M.M., 1963, The soil organic matter. Academic Press, Moscow, RUS, 313 p.
MacDonald, G.M., Velichko, A.A., Kremenetski, C.V., Borisova, O.K., Goleva, A.A., Andreev, A.A., Cwynar, L.C., Riding, R.T., Forman, S.L., Edwards, T.W.D., Aravena, R., Hammarlund, D., Szeicz, J.M., and Gattaulin, V.N., 2000, Holocene treeline history and climate change across northern Eurasia. Quaternary Reserch, 53, 302-311.
Orlov, D.C., 1974, Humic acids of soil. Academic Press, Moscow, RUS, 410 p.
Pirazzoli, P.A., 1998, Sea-level changes, the last 20,000 Years. John Willey and Sons, Chichester, 211 p.
Ponomareva, V.V. and Protnikoba, T.A., 1980, Humus and soil science. Academic Press, Leningrad, RUS, 221 p.
Sernander, R., 1908, On the evidence of postglacial changes of climate furnished by the peat mosses of Northern Europe. Geologiska Foreningen I Stockholm Forhandlingar, 30, 465-478.
Shackleton, N.J. and Opdyke, N.D., 1973, Oxygen isotope and paleomagnetic stratigraphy of equatorial Pacific core V28-238: Oxygen isotope temperatures and ice volume on a 105 year and 106 year scale. Quaternary Research, 3, 39-55.
Shmyk, A.A., 1924, Chemical analysis of the soil organic matter. Academic Press, Kyban, RUS, 96 p.
Tyurin, I.V., 1937, Organic matter of soils. Academic Press, Moscow, RUS, 285 p.
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