초록 ▼

- 돌발기후변화에 수반되었던 수백 년 주기 고 극한재해의 호소, 하천, 연안, 동굴퇴적물 등에서의 최적의 돌발기후 기록 Archive 발굴 : 과거 돌발기후변화 연구지역선정,
- 강우/퇴적율 모니터링 실험지 구축, 퇴적물의 potential source 및 기여도 산정, Cs/Pb이용 강우복원 자료 축적
- 호소, 하천, 연안, 동굴퇴적물 이용, 돌발기후기록 민감성 분석 : 호수, 동굴, 연안 등에서 시료확보, 연대측정, 화분분석, 지화학, 입도분석 등으로 기후기록매체에서 고홍수, 고한발 등 기록 추출
- 한반도 해

- 돌발기후변화에 수반되었던 수백 년 주기 고 극한재해의 호소, 하천, 연안, 동굴퇴적물 등에서의 최적의 돌발기후 기록 Archive 발굴 : 과거 돌발기후변화 연구지역선정,
- 강우/퇴적율 모니터링 실험지 구축, 퇴적물의 potential source 및 기여도 산정, Cs/Pb이용 강우복원 자료 축적
- 호소, 하천, 연안, 동굴퇴적물 이용, 돌발기후기록 민감성 분석 : 호수, 동굴, 연안 등에서 시료확보, 연대측정, 화분분석, 지화학, 입도분석 등으로 기후기록매체에서 고홍수, 고한발 등 기록 추출
- 한반도 해역에서 고해상도 돌발기후변동 기록복원 : 색지수를 이용한 동해 시추코어의 정밀 층서정립, XRF 코어 스캐너를 이용하여 동해에서 초단주기성 기후변화 기록 프록시 발굴복원
- 한반도, 황해, 북해 연안의 선행연대측정 자료 수집 및 검증 : 한반도 주변해역 선행연대측정자료 수집 및 검증, 북해(North Sea) 연안 연대측정자료 수집, 황해(Yellow Sea) 연대측정자료 수집
- 돌발기후 주기 결정시, $^{14}C$, OSL, $^{10}Be$법을 융합한 고해상도 연대측정법 적용: OSL 정량성 확보를 위해 기후기록매체의 등가선량 측정 조건 연구로 정밀연대결정법 확립, 지질시료 중의 $^{10}Be$ 전처리 기술 확립으로 기후기록매체 적용범위 확대

Abstract ▼

- To select the most suitable archive for reconstructing the high-resolution periodicity in paleo extreme geo-hazard records from sediments of lake, river, shoreline, and cave.
- To develop the methods for the analysis of paleo-precipitation (using Cs/Pb), Potential source of sediments, and rainf

- To select the most suitable archive for reconstructing the high-resolution periodicity in paleo extreme geo-hazard records from sediments of lake, river, shoreline, and cave.
- To develop the methods for the analysis of paleo-precipitation (using Cs/Pb), Potential source of sediments, and rainfall and sedimentation rates.
- To understand the sensitivities of archive (lake, river, shoreline, cave, etc.) to environmental changes such as paleo-floodings or paleo-droughts based on geochronological, palynological, geochemical, and sedimentological analyses.
- To reconstruct the short-periodicity records of abrupt climate changes from regional sea around the Korean Peninsula using color index, XRF core scanner, and litho- or bio-stratigraphy of core samples.
- To investigate the previous analysed data for age determinations of the sediments from North Sea and Yellow Sea.
- To apply the integrated method of high resolution age determination including $^{14}C$, OSL (including precise quantitative analysis methods for measuring equivalent dose), and U"Be (including pre-treatment methods for geological samples) methods for detecting the periodicity of abrupt climate changes.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ...24
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ...30
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ...40
• 제 1 절 강우입자의 물리적 특성평가: 경기도 안성시지역 ...44
• 제 2 절 옥계석화동굴과 천곡동굴 퇴적물 연구 ...56
• 제 3 절 지화학적으로 고찰한 의림지 축조 전의 환경변화와 제방축조 재료 ...64
• 제 4 절 한반도 중부와 중서부 지역의 후기 최종빙기 이후 식생과 기후변화 ...82
• 제 5 절 동해안 송지호 퇴적물 연구 ...95
• 제 6 절 금강 유역 범람원 퇴적물 연구 ...103
• 제 7 절 동해 퇴적물 코어 05GCRP-15의 색지수를 이용한 후기 제4기 빙하기 - 간빙기 고해상 층서 ...107
• 제 8 절 한반도 제4기 후기 해수면 변동기록의 복원 ...116
• 제 9 절 기후변화 연구를 위한 지질시료 연대측정방법 확립 및 신뢰도 확보 ...127
• 제 10 절 동굴퇴적물과 동굴생성물을 이용한 후기 플라이스토세의 고기후 복원에 대한 연구 ...140
• 제 11 절 흡수굴 호수퇴적물의 안정동위원소를 이용한 고환경변화 복원 ...184
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...206
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ...212
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...216
• 제 7 장 참고문헌 ...224
• 표차례
• [표 1] 선진국의 연구개발프로그램 ...32
• [표 2] 국내의 주요 연구 프로그램 ...36
• [표 3] 돌발기후기록체 발굴 결과 ...42
• [표 4] 강우사상 특성 ...46
• [표 5] 시추공 위치 리스트 ...67
• [표 6] ER 1의 연대측정 결과 ...70
• [표 7] ER 3-1의 연대측정 결과 ...72
• [표 8] 연기군 금남면 대평들 범람원 퇴적물의 연대측정 결과 ...104
• [표 9] 한반도 서.남해안에서 실시한 선행 연대측정 자료의 취합 결과 ...123
• [표 10] 만리포 고사구 시료에서의 K, U, Th 농도와 annual dose의 비교 ...128
• [표 11] 만리포 site 1의 연대 측정 결과 값 ...136
• [표 12] 호수 퇴적물 시료채취 지역 ...139
• [표 13] 동굴 내부와 외부의 각 지점별 온도 ...161
• [표 14] 동굴 내부와 외부의 각 지점별 습도변화 ...163
• [표 15] 동굴 내부와 외부의 각 지점별 이산화탄소 분압 변화 ...166
• [표 16] 동굴수의 온도와 pH ...169
• [표 17] 흡수굴호 코어 HDP-08의 표층 300m 까지의 탄소, 산소동위원소값 ...198
• [표 18] HDP-08의 탄산염 광물 함유량 ...200
• [표 19] 흡수굴호 코어 HDP-08의 표층 300m 까지의 광물 분포값 ...203
• [표 20] 흡수굴호 코어 HDP-08의 퇴적물 방사성 탄소연대 측정 결과 ...204
• 그림차례
• [그림 1] 지난 20만년동안의 전지구적 규모의 해수면 변동(eustatic global sea-level) 곡선 (Martinson et al, 1987; Fleming et al, 1998) ...34
• [그림 2] 한반도 서해안의 홀로세 해수면 변동 곡선 (Bloom & Park, 1985; Chang & Choi, 2001; Park et al., 1994). ...37
• [그림 3] 한반도 남해 대륙붕의 해수면 변동 곡선 (Lee et al, 2008) ...38
• [그림 4] 연구지역 및 강우입자 측정지점 ...45
• [그림 5] 강우사상 1, 2, 그리고 3에서의 관측된 강우입자 크기분포 (DSD)와 Marshall and Palmer method (1948)를 적용하여 산출된 강우입자 크기분포. 각각의 강우 입자 크기분포는 강수부피에 의해 정규화하여 산출됨 ...49
• [그림 6] 강우사상 1, 2 그리고 3에서의 관측된 강우입자 크기에 따른 강우입자의 종말속도 분포. 회색원은 Gunn and Kinzer (1949)의 실험자료이며, 점선 Van Dijk et al. (2002)에서의 관계식 ...50
• [그림 7] 관측된 강우강도와 강우운동에너지 함유량(KE-I)과의 관계. 점선은 관측자료의 회귀모형이며, 파란선은 지수모형이며, 적색선은 대수모형임 ...52
• [그림 8] 관측된 강우강도와 운동에너지 소비율($KE_R-I$)의 관계. 점선은 관측자료를 이용한 회귀모형임 ...53
• [그림 9] disdrometer와 tipping-bucket 강우계로 측정된 강우강도의 비교. 실선은 1:1 함수이며, 점선은 측정자료의 회귀모형 ...54
• [그림 10] 천곡동굴 및 옥계 석화동굴 위치 ...56
• [그림 11] 옥계 석화 동굴 입구 사진(1), 석화동굴 트렌치 작업 사진(2, 3), 트랜치 작업 후의 단면 사진 ...58
• [그림 12] 옥계 석화동굴 퇴적물의 연대측정, TIC/TOC % (total inorganic/organic carbon %), 입도분석, XRF 코어 스캐너 분석 결과 (Ca and Si) ...60
• [그림 13] 천곡동굴 내부 사진 및 트랜치 단면 사진 ...61
• [그림 14] 천곡동굴 퇴적물의 XRF 코어 스캐너 분석 결과 ...62
• [그림 15] 천곡동굴퇴적물의 연대측정, TIC/TOC % (total inorganic/organic carbon %), 입도분석, XRF 코어 스캐너 분석 결과 (Fe and Si) ...63
• [그림 16] 의림지의 시추공 위치 ...65
• [그림 17] 의림지 주변의 지질분포 ...66
• [그림 18] 의림지 제방시추공(ER-1)의 주상도 ...68
• [그림 19] ER 1의 입도분포 ...70
• [그림 20] ER 1의 주성분 분포 ...71
• [그림 21] ER 1의 주요 광물 분포 ...71
• [그림 23] ER 3-1의 주상도 ...73
• [그림 24] ER 3-1의 입도 분포 ...74
• [그림 25] ER 3-1의 주성분 분포 ...74
• [그림 26] ER 3-1의 주요 광물 분포 ...75
• [그림 27] ER 3-1의 풍화도, CIA; chemical index of alteration, WIP; weathering index of Parker, PIA; plagioclase index of alteration. ...76
• [그림 28] Lui et. al. (2009)의 수정 그림, 쿠사이호와 동계동굴 분석결과의 $\delta^{18}O$값 비교 ...80
• [그림 29] 인공위성 영상사진, 붉은 점이 조사지역 ...84
• [그림 30] 하남의 화분 산출도 (from Yi and Kim, 2010). ...85
• [그림 31] HS 트렌치에서 산출된 화분과 비화분 유기질 미화석 산출표. ...86
• [그림 32] 진천 송두리 고고 유적지의 화분 산출표 (이상헌, 2009c). ...87
• [그림 33] 다양한 프록시로 비교된 퇴적율 도식도. ...89
• [그림 34] 염습지 식생군집 변동 (modified from Gonalez and Dupont, 2009) ...90
• [그림 35] 전기-중기 홀로세동안의 평택고습지의 염습지 식생군집 변화로 유추된 퇴적환경복원 ...91
• [그림 36] 한반도 중서부지역(일산, 파주, 청계천)과 중부 내륙지역의 선사시대 옥수수 화분 분포. ...92
• [그림 37] 송지호 일대 항공사진 및 SOJ-2 시추공 위치 ...100
• [그림 38] SOJ-2 시추공의 주상도 및 proxy data ...101
• [그림 39] SOJ-2 시추공 시료의 사진 ...102
• [그림 40] SOJ-2 시추공 시료의 soft X-radiograph ...102
• [그림 41] 연기군 금남면 대평들 위치 및 시추지역 ...104
• [그림 42] 연기군 금남면 대평들 범람원 퇴적물의 입도 분포 예 ...105
• [그림 43] 연기군 금남면 대평들 범람원 퇴적물의 연대측정, 지화학분석, 및 입도 분석 결과 ...105
• [그림 44] 연기군 금남면 대평들 범람원에 기록된 과거 홍수 범람 기록 복원 ...106
• [그림 45] 본 연구에 이용된 코어의 울릉분지의 수심도상의 위치도(1 sediment core 05GCRP-15) ...108
• [그림 46] 피스톤코어 MD이-2407의 위치도, 네 개의 주요 해협에서의 현재의 sill depth (From Kido et al., 2007). TWC; Tsushima Warm Current, EKWC ; East Korean Warm Current. ...109
• [그림 47] RGB(left)와 CIE color space. 화살표 끝의 숫자는 $L^*a^*b^*$ 값의 범위 ...110
• [그림 48] 동서해의 코어 05GCRP-15와 남동해 Oki ridge의 코어 MD01-2 (Kido et al., 2007)에서의 초기연대측정 설정을 위한 각각의 lightness value$(L^*)$ ...112
• [그림 49] 코어 05GCRP-15 (A)의 이미지에서의 3색 parameters(CIE-lab)와 MIS Stage 1 - 5b를 대비시킨 그림 ...113
• [그림 50] 한반도 서해안의 홀로세 해수면 변동 곡선 (Bloom & Park, 1985; Chang & Choi, 2001; Park et al, 1994). ...118
• [그림 51] 한반도 남해 대륙붕의 해수면 변동 곡선 (Lee et al, 2008) ...119
• [그림 52] 지난 20만년동안의 전지구적 규모의 해수면 변동(eustatic global sea-level) 곡선 (Martinson et al, 1987; Fleming et al, 1998). ...120
• [그림 53] 돌발기후변화 및 해수면 변동 기록을 간직한 퇴적층의 지형적 위치를 나타내는 모식도(Ruddiman, 2008). ...121
• [그림 54] 동중국해 및 순다대륙붕에서의 20,000년 이후의 해수언 변동 곡선 (Liu et al, 2004). ...124
• [그림 55] 독일 북해(North Sea)의 홀로세 동안의 해수면 변동 곡선 (Behre, 2007). ...125
• [그림 56] 유럽의 북해연안 3국(독일, 네덜란드, 벨기에)의 해수면 자료를 바탕으로 복원한 홀로세 해수면 변동 곡선 취합 결과물 (Vink et al, 2007). ...126
• [그림 57] 연간선량 측정결과 비교 ...129
• [그림 58] ICP 및 감마분광법에 의한 K함량 ...129
• [그림 59] Natural OSL decay curve를 이용하여 측정한 만리포-1 만리포-6 감쇄 곡선 ...130
• [그림 60] $160{\sim}280^{\circ}C$의 preheat 온도를 이용한 만리포-2와 만리포-6의 preheat plateau test. (각각의 점들은 3개의 aliquots의 평균값이며 에러는 표준편차 값이다; 각각의 결과들은 Analyst 3.24 버전 (Duller, 2007)을 이용하여 구해졌다.) ...131
• [그림 61] SAR 방법을 이용하여 만든 만리포-6과 만리포-1의 성장 곡선들 ...131
• I그림 62] SAR법의 민감도 변화조사를 위한 반복되는 test dose ($T_n$,$T_x$)값들의 ratio. ...133
• [그림 63] Preheat 변화에 따른 Recycling ratio($L_x$/$T_x$). ...134
• [그림 64] 각 시료에 따른 IR depletion ratio ...134
• [그림 65] 만리포-6의 온도에 따른 dose recovery test 결과 및 $220^{\circ}C$ preheat 온도를 사용한 만리포 site 1 시료들의 dose recovered/ dose delivered ratio ...135
• [그림 66] 퇴적물 시료의 Be-10 시료 전처리 흐름도 ...137
• [그림 67] 퇴적물 시료의 Be-10 전처리를 위하여 개량된 양이온 교환수지 방법 ...138
• [그림 68] 동굴수가 증발되거나 이산화탄소가 유리됨에 따라 동굴수의 Mg/Ca비가 높아지면서 생성되는 광물의 변화(After Lippman, 1973). ...145
• [그림 69] 공급되는 유량에 따른 동굴생성물의 전개(from Woo and Won, 1989) ...146
• [그림 70] 연구지역의 위치 ...147
• [그림 71] A) 연구지역에 분포하는 사구. B) 연구지역 주변의 생물기원의 탄산염 퇴적물이 퇴적되어 있는 해빈 ...148
• [그림 72] A) 용천동굴의 전경. B) 인위적으로 형성된 용천동굴의 입구. C) 용천 동굴 상류구간에서 나타나는 탄산염동굴생성물. D) 하류 일부 구간에서 나타나는 탄산염동굴생성물 ...149
• [그림 73] GY2 사구의 절개면 ...150
• [그림 74] 용천동굴 내부의 모니터링 지점 ...152
• [그림 75] A) 동굴수의 모니터링을 실시하는 사진. B) 동굴수 모니터링을 위해 물 시료를 채취하는 사진 ...153
• [그림 76] A) 용천동굴에서 채취한 석순의 절단면. B) 안정동위원소 분석들 위해 마이크로밀을 사용하여 분말 시료를 채취함 ...154
• [그림 77] GY2 사구의 주상도. 고토양의 연령과 탄산염퇴적물의 연령이 표시되어 있음 ...155
• [그림 78] GY2 사구의 탄산염퇴적물의 구성성분별 안정동위원소 값의 변화 ...157
• [그림 79] 사구의 탄산염퇴적물의 안정동위원소 값 ...158
• [그림 80] 동굴 외부와 내부의 각 지점별 온도변화 ...160
• [그림 81] 동굴 외부와 내부의 각 지점별 습도 변화 ...164
• [그림 82] 동굴 외부와 내부의 각 지점별 이산화탄소 분압 변화 ...167
• [그림 83] 각 지점별 동굴수의 온도 변화 ...170
• [그림 84] 각 지점별 동굴수의 PH 변화 ...172
• [그림 85] A) 용천동굴 석순의 절단면. 석순의 상부는 성긴 주상조직(Phase A)을 보이며, 하부는 조밀한 주상조직(Phase B)을 보인다. B) 성긴주상조직 (Phase A). C) 조밀한 주상조직(Phase B). ...174
• [그림 86] A) 석순의 성장선이 잘 관찰되는 박편사진. B) 특징적으로 성장선이 조밀하게 관찰되는 구간의 박편 사진 ...176
• [그림 87] 석순의 상부에서부터 하부까지 성장선 사이의 간격 변화 ...177
• [그림 88] 연령을 대입한 석순 분말시료의 안정동위원소 값의 변화 ...178
• [그림 89] 연령에 따른 성장선 사이의 간격과 석순의 조직변화 ...180
• [그림 90] 몽골 흡수굴 코어 HDP-08 위치도 ...187
• [그림 91] 흡수굴호 부근의 광역기후변화에 따른 탄소 동위원소 변화 값 ...189
• [그림 92] $CO_2$ 포집 라인 189 ...190
• [그림 93] HDP-08의 탄산염광물 $\delta^{13}C$ and $\delta^{18}O$ 변화값과 고환경 해석 ...195
• [그림 94] 두변수 사이에 낮은 상관도를 보이는 탄산염광물 중의 $\delta^{13}C$과 $\delta^{18}O$의 cross-plot ...197