독도로부터의 거리 및 수심에 따라 채취된 표층 퇴적물에 대하여 입도분석, 광물분석, 유기물 분석 및 미화석 분석 결과를 이용하여 독도 인근 해저의 퇴적 기작 및 유기 퇴적물의 분포를 규명하였다. 독도 인근 해저 퇴적물은 자갈 및 사질이 우세하며, 끌림에 의한 퇴적 작용이 주를 이루는 반면에 독도와 거리가 멀어짐에 따라 실트와 머드의 비율이 증가하며 점토광물과 장석 등의 광물 성분의 변화를 보이고 뜬짐에 의한 퇴적이 우세해지는 경향을 보인다. 퇴적물에 포함된 유기 퇴적물의 군집 조성 또한 큰 변화를 보이는데, 연안 퇴적물에서는 해양 기원의 유기 퇴적물이, 심해 퇴적물에서는 육상 기원의 유기 퇴적물이 우점한다. 이러한 유기 퇴적물의 군집 변화는 퇴적물의 입도에 큰 영향을 받는 것으로 밝혀졌으며 유기 퇴적물중 높은 화분 농집도는 심해 퇴적물의 유기탄소 함량을 증가시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다.
독도로부터의 거리 및 수심에 따라 채취된 표층 퇴적물에 대하여 입도분석, 광물분석, 유기물 분석 및 미화석 분석 결과를 이용하여 독도 인근 해저의 퇴적 기작 및 유기 퇴적물의 분포를 규명하였다. 독도 인근 해저 퇴적물은 자갈 및 사질이 우세하며, 끌림에 의한 퇴적 작용이 주를 이루는 반면에 독도와 거리가 멀어짐에 따라 실트와 머드의 비율이 증가하며 점토광물과 장석 등의 광물 성분의 변화를 보이고 뜬짐에 의한 퇴적이 우세해지는 경향을 보인다. 퇴적물에 포함된 유기 퇴적물의 군집 조성 또한 큰 변화를 보이는데, 연안 퇴적물에서는 해양 기원의 유기 퇴적물이, 심해 퇴적물에서는 육상 기원의 유기 퇴적물이 우점한다. 이러한 유기 퇴적물의 군집 변화는 퇴적물의 입도에 큰 영향을 받는 것으로 밝혀졌으며 유기 퇴적물중 높은 화분 농집도는 심해 퇴적물의 유기탄소 함량을 증가시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다.
Sediment transport mechanism and distribution of organic sediments are elucidated by the study of particle size, mineralogy, organic matters and microfossils of the surface samples collected from seafloor adjacent Dokdo island. Shallow marine sediments are dominated by coarse- grained sediments incl...
Sediment transport mechanism and distribution of organic sediments are elucidated by the study of particle size, mineralogy, organic matters and microfossils of the surface samples collected from seafloor adjacent Dokdo island. Shallow marine sediments are dominated by coarse- grained sediments including gravel and sand, and their sedimentation has mainly been controlled by traction. While the samples collected from oceanic zone are characterized by high contents of fine- grained sediments such as silt and mud in bulk sediments, and the changes of mineral compositions including clay minerals and feldspar, and the fine sediments have been deposited mainly by suspension. The change of organic sedimentary communities is detected between neritic and oceanic zone. Although marine organic matter is predominant in neritic zone, terrestrial organic matter is monopolized according to increasing water depth. This trend is associated with grain size of sediments. The results also suggest that high pollen concentrations in whole organic matters may played an important role in excessive organic carbon in sediment.
Sediment transport mechanism and distribution of organic sediments are elucidated by the study of particle size, mineralogy, organic matters and microfossils of the surface samples collected from seafloor adjacent Dokdo island. Shallow marine sediments are dominated by coarse- grained sediments including gravel and sand, and their sedimentation has mainly been controlled by traction. While the samples collected from oceanic zone are characterized by high contents of fine- grained sediments such as silt and mud in bulk sediments, and the changes of mineral compositions including clay minerals and feldspar, and the fine sediments have been deposited mainly by suspension. The change of organic sedimentary communities is detected between neritic and oceanic zone. Although marine organic matter is predominant in neritic zone, terrestrial organic matter is monopolized according to increasing water depth. This trend is associated with grain size of sediments. The results also suggest that high pollen concentrations in whole organic matters may played an important role in excessive organic carbon in sediment.
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문제 정의
퇴적물에 포함된 광물 종, 유기물질의 군집조성과 그 특성의 파악을 통해 유기탄소의 기원 및 보존에 관한 정보를 얻을 수 있다. 본 연구는 독도인근 표층 퇴적물의 성분, 분포 특성 및 유기 퇴적물의 정량적 파악을 통해 유기탄소의 기원과 특성을 규명하고자 한다.
유기퇴적물의 산출을 단순히 상대 빈도(퍼센트)로 비교할 때는 하나의 우점종에 따른 다른 종의 산출빈도를 간과하기 쉽다(Tyson, 1995; Swan and Sandilands, 1995). 이러한 문제를 피하기 위해 본 연구에서는 개체수를 알고 있는 포자를 인위적으로 삽입하여 퇴적물의 단위 중량에 따른 유기 퇴적물의 농집도를 산출하였다.
제안 방법
약 20 g의 건조된 시료는 입도분석을 위해 과산화수소를 이용하여 퇴적물 내의 유기물을 제거하였다. 3번의 중화를 거친 후 다시 건조시켜 순수한 퇴적물의 무게를 측정하였다. 그리고 10% 칼곤(sodium hexametaphosphate) 용액을 넣고 초음파 세척기를 사용하여 뭉쳐있는 입자들을 분리하였다.
독도 인근 해저의 퇴적물에서 산출된 다양한 유기퇴적물은 공간에 따른 뚜렷한 양적 변이를 보이며, 이러한 변화는 퇴적물의 특성과도 잘 일치한다(그림 6). 각 분류군의 산출 변화를 보다 명확히 파악하기 위하여 산출 개체수를 통한 시료 간의 혹은 분류군 간의 차이점과 유사성을 상호 비교하였다.
독도 인근의 해저 퇴적물을 대상으로 다양한 광물학적, 퇴적학적, 생물학적 방법론을 적용하여 해저 퇴적상을 파악하고 그에 따른 생물상과 유기탄소 함량의 변화를 분석하였다. 독도 인근 해저는 대부분이 자갈질 모래 내지 모래질 자갈로 이루어져 있는 것으로 밝혀졌으며, 독도 원양 퇴적물은 점차 세립화되어 카올리나이트와 일라이트를 포함한 실트질 모래 혹은 실트 퇴적상으로 변화한다.
분산된 시료는 습식분석방법으로 63 μm의 체를 이용하여 모래와 이질을 분리하였고 이질 크기의 입자들은 입도 분석기를 사용하여 추가 정밀 분석한 후, 교정프로그램을 사용하여 분리하였다.
분석은 한국기초과학지원연구원 대구 센터에서에서 Cu-Kα 파장을 이용하여 실시되었으며(X'pert APD Phillips) 40 kV와 30 mA 조건에서 2θ 5∼60o의 범위 내에서 0.016o스텝으로 스텝 당 1초를 이용하여 분석하였다.
시료는 드라이 오븐에서 건조한 후 입도 분석, 광물 분석, 총유기탄소 분석, 유기 퇴적물 분석을 위해 세분하였다. 약 20 g의 건조된 시료는 입도분석을 위해 과산화수소를 이용하여 퇴적물 내의 유기물을 제거하였다.
조립질인 천해 퇴적물은 30 g을, 세립질인 심해 퇴적물은 3 g의 시료를 분석에 사용하였다. 시료는 탄산염과 규질을 제거하기 위해 염산 및 불산과 반응시켰다. 반응이 끝난 시료는 필터수로 여러 번 헹궈 충분히 중화시킨 후 체질 및 비중액 처리를 통해 잔류 광물의 제거 및 유기물의 농집도를 높였다.
약 1 g의 시료를 가루로 분쇄한 후 고온촉매가 들어있는 연소로에서 연소(680∼900℃)시켜 시료에 포함된 유기탄소의 함량을 분석하였다.
총유기탄소 분석은 시마즈(Shimadzu)사의 TOCVcph를 이용하여 실시하였다. 약 1 g의 시료를 가루로 분쇄한 후 고온촉매가 들어있는 연소로에서 연소(680∼900℃)시켜 시료에 포함된 유기탄소의 함량을 분석하였다.
반응이 끝난 시료는 필터수로 여러 번 헹궈 충분히 중화시킨 후 체질 및 비중액 처리를 통해 잔류 광물의 제거 및 유기물의 농집도를 높였다. 최종 잔류물은 글리세린 젤리를 이용하여 박편을 만든 후 현미경에서 관찰하였다. 현미경에서 관찰되는 모든 유기 퇴적물을 기재하였으며, 화분과 포자의 개체수가 300개가 될 때까지 헤아렸다.
독도 인근 해저 퇴적물의 특성 및 유기 퇴적물의 군집을 파악하기 위하여 13개의 정점에서 표층퇴적물을 채취하였다(그림 1). 표층퇴적물은 심해와 천해 퇴적물로 구분하여 채취하였으며 독도를 중심으로 천해 지역에서 7개의 천해 표층퇴적물을 채취하였고 심해 표층퇴적물은 독도와 울릉도를 잇는 가상의 측선을 기준으로 하여 인근 심해지역에서 6개의 표층퇴적물을 채취하였다(표 1).
대상 데이터
독도 인근 해저 퇴적물의 특성 및 유기 퇴적물의 군집을 파악하기 위하여 13개의 정점에서 표층퇴적물을 채취하였다(그림 1). 표층퇴적물은 심해와 천해 퇴적물로 구분하여 채취하였으며 독도를 중심으로 천해 지역에서 7개의 천해 표층퇴적물을 채취하였고 심해 표층퇴적물은 독도와 울릉도를 잇는 가상의 측선을 기준으로 하여 인근 심해지역에서 6개의 표층퇴적물을 채취하였다(표 1).
(1991)의 표준화분실험 방법에 기초하여 진행하였다. 조립질인 천해 퇴적물은 30 g을, 세립질인 심해 퇴적물은 3 g의 시료를 분석에 사용하였다. 시료는 탄산염과 규질을 제거하기 위해 염산 및 불산과 반응시켰다.
최종 잔류물은 글리세린 젤리를 이용하여 박편을 만든 후 현미경에서 관찰하였다. 현미경에서 관찰되는 모든 유기 퇴적물을 기재하였으며, 화분과 포자의 개체수가 300개가 될 때까지 헤아렸다. 화분 농집도가 극도로 낮은 일부 독도 근해 퇴적물의 경우 Lycopodium의 개체수가 150개가 될 때까지 산출되는 유기퇴적물의 개체수를 헤아렸다.
이론/모형
광물 분석의 경우 X-선회절분석법(XRD, X-ray diffraction)을 이용하여 심해지역의 6개 표층 시료에 대하여 퇴적물에 포함되어 있는 광물을 동정하였다. 분석은 한국기초과학지원연구원 대구 센터에서에서 Cu-Kα 파장을 이용하여 실시되었으며(X'pert APD Phillips) 40 kV와 30 mA 조건에서 2θ 5∼60o의 범위 내에서 0.
유기퇴적물 분석은 Moore et al. (1991)의 표준화분실험 방법에 기초하여 진행하였다. 조립질인 천해 퇴적물은 30 g을, 세립질인 심해 퇴적물은 3 g의 시료를 분석에 사용하였다.
분산된 시료는 습식분석방법으로 63 μm의 체를 이용하여 모래와 이질을 분리하였고 이질 크기의 입자들은 입도 분석기를 사용하여 추가 정밀 분석한 후, 교정프로그램을 사용하여 분리하였다. 입도분석을 통해 얻어진 자료는 Visher (1969)의 방법에 기초하여 누적 입도 분포곡선을 도시하였다.
성능/효과
동물 기원성 잔해는 연안 퇴적물에서는 전혀 산출되지 않는 반면에 원양 퇴적물에서는 비교적 풍부한 개체수(130∼650g-1)가 산출되었다. 나선형 미유공충 내벽을 제외한 모든 유기퇴적물 분류군은 원양 퇴적물에서 높은 개체수가 산출되었다.
총유기탄소 함량은 전반적으로 퇴적물의 입도 및 수심과 반비례하는 관계를 보이지만 세밀한 상관도는 연안 퇴적물과 심해 퇴적물에서 각기 다르게 나타났다(그림 7). 유기탄소 함량은 연안 퇴적물에서 수심과는 15%, 입도와는 3.2%의 낮은 상관관계를 보이지만, 1,500 m 이상의 퇴적물에서는 89%, 77%의 높은 신뢰도를 갖는 것으로 드러났다.
독도 인근 해저는 대부분이 자갈질 모래 내지 모래질 자갈로 이루어져 있는 것으로 밝혀졌으며, 독도 원양 퇴적물은 점차 세립화되어 카올리나이트와 일라이트를 포함한 실트질 모래 혹은 실트 퇴적상으로 변화한다. 이러한 입도 조성을 이용하여 해저 퇴적물의 퇴적기작을 규명한 결과 독도 연안지역은 밑짐과 튄짐으로 퇴적이 이루어지는 반면, 독도에서 거리가 멀어짐에 따라 최대 80%까지의 퇴적물이 뜬짐에 의해 퇴적되는 것으로 밝혀졌다. 퇴적물에 포함된 유기퇴적물은 퇴적물의 입도에 따라 산출되는 분류군이 변화한다.
하지만 천해 퇴적물과 심해 퇴적물에서 그 상관도는 각기 다르게 나타난다. 즉, 천해퇴적물에서는 상관관계(3.2%의 신뢰도)가 없는 것으로 판단되며 심해퇴적물에서는 77%의 높은 신뢰도를 보이는 것으로 나타났다. 천해 퇴적물에서의 매우 높은 유기탄소 함량 및 퇴적물 입도와의 낮은 상관관계는 국지적인 육상 유기물의 유입과 높은 일차 생산량에 기인하는 것으로 판단된다.
총유기탄소 함량은 전반적으로 퇴적물의 입도 및 수심과 반비례하는 관계를 보이지만 세밀한 상관도는 연안 퇴적물과 심해 퇴적물에서 각기 다르게 나타났다(그림 7). 유기탄소 함량은 연안 퇴적물에서 수심과는 15%, 입도와는 3.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
독도와 거리가 멀어짐에 따라 퇴적물의 특징은 어떠한가?
독도로부터의 거리 및 수심에 따라 채취된 표층 퇴적물에 대하여 입도분석, 광물분석, 유기물 분석 및 미화석 분석 결과를 이용하여 독도 인근 해저의 퇴적 기작 및 유기 퇴적물의 분포를 규명하였다. 독도 인근 해저 퇴적물은 자갈 및 사질이 우세하며, 끌림에 의한 퇴적 작용이 주를 이루는 반면에 독도와 거리가 멀어짐에 따라 실트와 머드의 비율이 증가하며 점토광물과 장석 등의 광물 성분의 변화를 보이고 뜬짐에 의한 퇴적이 우세해지는 경향을 보인다. 퇴적물에 포함된 유기 퇴적물의 군집 조성 또한 큰 변화를 보이는데, 연안 퇴적물에서는 해양 기원의 유기 퇴적물이, 심해 퇴적물에서는 육상 기원의 유기 퇴적물이 우점한다.
독도 인근 해저 퇴적물의 특징은 어떠한가?
독도로부터의 거리 및 수심에 따라 채취된 표층 퇴적물에 대하여 입도분석, 광물분석, 유기물 분석 및 미화석 분석 결과를 이용하여 독도 인근 해저의 퇴적 기작 및 유기 퇴적물의 분포를 규명하였다. 독도 인근 해저 퇴적물은 자갈 및 사질이 우세하며, 끌림에 의한 퇴적 작용이 주를 이루는 반면에 독도와 거리가 멀어짐에 따라 실트와 머드의 비율이 증가하며 점토광물과 장석 등의 광물 성분의 변화를 보이고 뜬짐에 의한 퇴적이 우세해지는 경향을 보인다. 퇴적물에 포함된 유기 퇴적물의 군집 조성 또한 큰 변화를 보이는데, 연안 퇴적물에서는 해양 기원의 유기 퇴적물이, 심해 퇴적물에서는 육상 기원의 유기 퇴적물이 우점한다.
연안과 심해의 해저 퇴적물에 포함된 유기 퇴적물의 특징은 어떠한가?
독도 인근 해저 퇴적물은 자갈 및 사질이 우세하며, 끌림에 의한 퇴적 작용이 주를 이루는 반면에 독도와 거리가 멀어짐에 따라 실트와 머드의 비율이 증가하며 점토광물과 장석 등의 광물 성분의 변화를 보이고 뜬짐에 의한 퇴적이 우세해지는 경향을 보인다. 퇴적물에 포함된 유기 퇴적물의 군집 조성 또한 큰 변화를 보이는데, 연안 퇴적물에서는 해양 기원의 유기 퇴적물이, 심해 퇴적물에서는 육상 기원의 유기 퇴적물이 우점한다. 이러한 유기 퇴적물의 군집 변화는 퇴적물의 입도에 큰 영향을 받는 것으로 밝혀졌으며 유기 퇴적물중 높은 화분 농집도는 심해 퇴적물의 유기탄소 함량을 증가시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다.
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