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동해 용존 규소의 연직분포
Vertical Distribution of Dissolved Silica in the East Sea 원문보기

바다 : 한국해양학회지 = The sea : the journal of the Korean society of oceanography, v.24 no.2, 2019년, pp.226 - 235  

정성희 (부산대학교 해양학과) ,  이동섭 (부산대학교 해양학과)

초록
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동해에서 용존 규소의 분포 특성을 현존하는 가장 광역적인 탐사였던 1999-2000년도 ONR-JES 탐사 자료와 1970년도 일본 자료와 대조해서 살펴보았다. 동해에서 현재 진행 중인 해수교체 양상의 변동과 용존 규소의 분포를 인산염 대 용존 규소의 비로 고찰한 결과로 일차생산에 대한 용존 규소의 제한이 점차 가중될 것이란 가설을 제시하였다. 용존 규소의 제한은 일차생산자의 종조성을 바꾸고 이어서 내려보내기 생산에서 유기입자의 침강이 광물질 껍데기 보다는 유기 점착물 침강에 의한 기여가 커질 것이라 예상된다. 해양에서 규소 순환이 탄소 순환과 깊숙이 연계되어 있는 점에 비추어 미래의 온난화된 대양이 동해처럼 거동하게 될지는 시의 적절한 연구 주제가 될 것이라 전망하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Soluble silica profiles of the East Sea were described by comparing the 1970 Japanese data with the 1999-2000 ONR-JES data set, which is the most extensive collection of data currently available. Considering the ventilation mode change happened/ongoing and the features of the soluble silica to phosp...

주제어

#Dissolved silica   #P:Si ratio   #East Sea   #Silica hypothesis  

표/그림 (2)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 용존 규소의 연직분포가 질산염과 인산염과는 어떻게 다른지를 용해와 해양순환의 관점에서 고찰하였다. 그리고 전 대양과 동해에서의 규소 순환을 대조하여 동해에서의 규산 분포의 특성이 생지화학적 순환에 대해 지닌 함의를 고찰하여 향후 연구 주제를 발굴하는데 초점을 맞추었다.
  • 이 논문에서는 Kido and Nishimura(1973)의 1970년도 용존 규소 연직분포 자료와 30년 후의 ONR-JES 관측 자료를 최근에 알려진 동해 해수순환의 특성에 맞추어 해석해 보았다. 또한 용존 규소의 연직분포가 질산염과 인산염과는 어떻게 다른지를 용해와 해양순환의 관점에서 고찰하였다.
  • 이 논문에서는 세포의 원형질을 이루는 인산염과 껍데기를 만드는데 쓰이는 용존 규소 사이의 비가 보이는 연직분포의 변화를 분해(용해)와 심해수 형성 메커니즘과 연관 지어 설명하고자 하였다. 그 결과 현재 동해 심층수 형성 모드는 내려보내진 규소가 표면 혼합층으로 원활하게 되돌리기 어렵게 만든다는 결론에 도달했다.

가설 설정

  • 전 지구 규소 수지에 따르면 생규소의 약 1/4이 내려보내기 생산에 의해 저층으로 유입되고 그 가운데 10%가 넘게 표층퇴적물에서 용해되어 저층수로 돌아 나오는데 제시한 가설에 따라 이 용존 규소가 표층으로 돌아오지 않고 저층에 갇히게 되면 용존 규소 수급에 대한 어려움이 시간이 갈수록 가중되게 된다. 가설에 따르면 일본분지의 기초생산에서 규조류의 기여도는 상대적으로 낮아야 하는데 아직 이를 지지할만한 기존 보고는 없다.
  • 동해 심층의 영양염이 유광층으로 공급되기 어려운 상황이고 강에 의한 공급이 미미하므로 표면 혼합층의 일차 생산계는 표층 혼합층에서의 재생 플럭스와 대기 플럭스에 주로 의존해야 한다는 가정을 세울 수 있다. 그런데 용존 규소의 경우에는 추가로 대기 유입을 무시할 수 있다.
  • Kido and Nishimura(1973)에 쓰인 용존 규소 자료는 자체 개발한 방법으로 측정한 값이다. 사용된 영양염은 측정 방법에서 차이가 있지만 측정값이 정확하다고 가정하고 사용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
규소란? 규소는 지구의 지각에서 산소 다음으로 풍부한 원소로서 암석의 주성분이다. 하지만 해수에서 규소는 열역학적 평형(포화농도, 약 1000μmol kg-1)에 크게 못 미치는 불포화 상태(< 200μmol kg-1)에 있다.
용존 규소 제한이 규조의 생체량 감소로 이어져서 궁극적으로는 생물학적 탄소펌프를 약화시킬 것이라 예상할 수 있는 이유는? 하지만 규조의 성장이 빨라서 얇은 외각을 만든 경우에는 초식자의 섭이와 분립을 통해 송출하게 되고, 해설로 응집되어 빠르게 침강할 확률이 높아지므로 역시 생물학적 탄소 펌프가 강화된다. 결과적으로 규조의 존재는 성장 속도와 무관하게(외각의 두께와 관계없이) 각기다른 메커니즘을 통해 탄소의 심해 송출을 촉진한다. 그러므로 용존 규소 제한은 규조의 생체량 감소로 이어져서 궁극적으로는 생물학적 탄소펌프를 약화시킬 것이라 예상할 수 있다.
용존 규소광물(alumino silicates)과는 다른 생규소의 특성은? 암석을 이루는 용존 규소광물(alumino silicates)과는 달리 생규소(biogenic silica)는 비정질 광물로서 열역학적으로 매우불안정하지만 대표적인 규질 생물인 규조가 살아있는 동안에는 유기물 피복으로 보호되어 용해되지 않으며 사후에 미생물에 의한 유기물 피복이 분해되기 시작하면서 용해가 진행된다(Bidle and Azam, 1999). 해수가 용존 규소에 대해 크게 불포화상태이므로 생규소(SiO2·nH2O)는 표면 혼합층(상부 약 100 m) 안에서 생산량의 절반이 넘게 규산(Si(OH)4)으로 빠르게 용해되어 재순환된다(Trégure and De La Rocha, 2013).
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참고문헌 (17)

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