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백두산 화산활동 평가를 위한 화산가스 및 온천수에 대한 연구
Study of Volcanic Gases and Hot Spring Water to Evaluate the Volcanic Activity of Mt. Baekdu 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.50 no.2, 2017년, pp.171 - 180  

이상철 (부산대학교 지질환경과학과) ,  윤성효 (부산대학교 지구과학교육과)

초록
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본 연구에서는 2015년 7월부터 2016년 8월까지 백두산 주롱 온천 지역에서 화산가스 및 온천수를 채취하여 분석을 실시하였다. 또한 이전 연구(Lee et al. 2014)에서 보고된 온천수의 측정값 중 $HCO_3{^-}$ 농도에 오류가 있음을 확인하고, 이를 개선하고자 했다. 온천수의 용존 $CO_2$는 이전 연구에서는 가스 크로마토그래프를 이용하여 분석하였지만, 이를 개선하여 2015년부터 TOC-IC를 이용하여 분석을 실시했다. 또한, 여러 농도의 $Na_2CO_3$ 표준 시료를 GC로 분석하여, 실제 농도와 표준시료 사이의 상관관계를 확인하였다. 그리고 이를 토대로 2014년 온천수의 용존 $CO_2$ 농도를 추정하고자 했지만, 실제 주롱(Julong) 온천 주변의 물을 채취하여 GC로 분석했을 때는 이 상관관계가 잘 적용되지 않아서 2014년 온천수의 용존 $CO_2$ 농도를 추정할 수가 없었다. 연구기간 동안 화산가스 내 $CO_2/CH_4$의 농도는 꾸준히 감소하였는데, 이에 대하여 두 가지 해석이 가능하다. 첫 번째는 화산체 내부의 환경이 조금 더 환원환경에 가까워져 상대적으로 화산가스 내 탄소가 $CO_2$ 보다는 $CH_4$ 또는 CO로 분배되기 유리해 진 것이다. 두 번째 가능성은 화산가스와 물의 상호작용이 강화되어 물에 대한 용해도가 훨씬 높은 $CO_2$의 농도가 상대적으로 감소한 것이다. 일반적으로 화산가스가 물에 희석되는 현상(scrubbing)의 영향은 화산활동이 활발한 시기보다는 잠잠한 시기에 강화된다. 한편, 온천수의 분석은 화산가스 연구에서 중요한 산성기체 성분의 음이온들과 주요 양이온, 그리고 Cd, Re, As에 대해 이루어졌다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study performed the analysis on the volcanic gases and hot spring waters from the Julong hot spring at Mt. Baekdu during the period from July 2015 to August 2016. Also, we confirmed the errors that $HCO_3{^-}$ concentrations of hot spring waters in the previous study (Lee et al. 2014...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 가스 샘플링 백, 채취병을 이용해 화산가스 및 온천수의 분석을 실시하고, 이를 통해 얻은 화산가스 및 온천수에 대한 지화학적 데이터를 얻었다. 또한, 이전 연구에서 보고했던 Lee et al. (2014)의 온천수 데이터의 문제점을 지적하고, 이를 개선하고자 했다.
  • Table 2와 Table 3은 각각, 백두산 온천수에 대한온도, pH, 전기전도도(EC) 및 음이온의 농도를 측정한 결과와 양이온의 농도 분석 결과이다. 본 연구에서 분석한 음이온들은 수질 측정 및 화산가스 연구에서 중요한 산성가스의 음이온들로, 화산가스의 영향을 받은 온천수에서 이들 조성변화를 통해 화산활동을 규명하고자 하는 목적이 있다. 본 연구에서 측정 기간 동안각 음이온 농도 변화를 통한 어떠한 해석은 아직 섣부르다고 판단했다.
  • 본 연구에서는 가스 샘플링 백, 채취병을 이용해 화산가스 및 온천수의 분석을 실시하고, 이를 통해 얻은 화산가스 및 온천수에 대한 지화학적 데이터를 얻었다. 또한, 이전 연구에서 보고했던 Lee et al.
  • 백두산과 같은 활화산의 분화를 예측하기 위해서는 지진 관측, 화산체의 온도 변화관측, 지표변위 및 거리변화 측정, 자기장 및 전기장의 변화 측정 등의 지구물리학적 관측방법과 화산가스 및 그 영향을 받은 온천수의 모니터링을 이용하는 지구화학적 관측 방법이 사용된다. 본 연구에서는 이들 방법 중 화산가스 및 온천수의 조성 변화를 모니터링 하는 지구화학적 관측법을 이용하여 백두산의 화산활동을 연구하였다. 지금까지 세계 여러 화산들에서 화산 분화가 발생하기 전 눈에 띄는 화산가스의 조성 변화가 있었다고 보고되었다.
  • 또한, 접근성의 제약으로 인해, 축적된 화산가스분석 데이터가 매우 부족한 실정이다. 이러한 부족한지화학적 데이터를 보충하기 위해 본 연구에서는 화산가스의 영향을 받는 온천수에 대한 분석을 실시하였다.

가설 설정

  • 또한 화산가스는 기체 상태로 가스 샘플링 백에 채취되기 때문에, 포집용액에 용해시켜 채취하는 기겐바크병법에 비해, 채취 후 가스의 손실이 발생할 가능성이 크다. 이때 발생하는 손실 가스에는 상대적으로 확산속도가 빠른 H2, He의 비율이 높을 것이다. 이러한 이유로 본 연구에서 화산가스 내 H2, He의 조성 변화를 살펴보는 것은 어려운 것으로 판단된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
활화산의 분화를 예측하기 위해 사용하는 방법은? 백두산과 같은 활화산의 분화를 예측하기 위해서는 지진 관측, 화산체의 온도 변화관측, 지표변위 및 거리변화 측정, 자기장 및 전기장의 변화 측정 등의 지구물리학적 관측방법과 화산가스 및 그 영향을 받은 온천수의 모니터링을 이용하는 지구화학적 관측 방법이 사용된다. 본 연구에서는 이들 방법 중 화산가스 및 온천수의 조성 변화를 모니터링 하는 지구화학적 관측법을 이용하여 백두산의 화산활동을 연구하였다.
화산가스의 전조현상은 어떤 것이 있는가? 지금까지 세계 여러 화산들에서 화산 분화가 발생하기 전 눈에 띄는 화산가스의 조성 변화가 있었다고 보고되었다. 이러한 화산가스의 전조현상에는 전체적인 화산가스의 배출량 증가, 화산가스 내 특정 성분들의 상대적인 함량 변화(CO2/H2O, CO2/SO2, SO2/HCl, SO2/HF,SO2/H2S 등), 특정 동위원소 비(3He/4He. δD, δ12C 등)의 변화가 있다(Ossaka et al., 1980; Ohba et al.
원거리 측정법의 특징은? 화산가스의 성분을 측정하는 방법에는 인공위성, 비행기, 현장에 설치된 기기 등을 이용하는 원거리 측정법과 화산가스를 채취하여 분석하는 직접 채취법이 있다. 전자는 화산활동이 활발하여 접근이 힘든 활화산에 적합하며, 직접채취법보다 실시간으로 데이터를 얻는데 유리하다. 하지만,바람세기, 날씨, 다른 기체 종의 간섭 등에 의해 오차가 발생할 수 있으며, 저농도의 화산가스를 측정하기 어렵다. 직접 채취법은 저농도(0.
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참고문헌 (25)

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