초록 ▼

연구결과
기존 연구에서 탄산염 광물 형성의 전조 물질로써 비결정질의 탄산염 고체를 언급했으나, 본 연구에서는 이를 TEM-EELS를 이용해 나노단위로 분석한 결과 유기질에서 기원한 탄소와 비결정질의 탄소를 구분하는데 성공하였으며, 비결정질이 아닌 초기단계부터 결정질을 이루고 있었음을 확인하였다.
스멕타이트는 토양을 구성하는 주요 점토광물 중 하나로 전체 토양의 성상을 결정짓는데 주요한 역할을 한다. 미생물에 의해 스멕타이트의 구조내에 존재하는 철이 환원되는 과정에서 구조적으로 불안정해진 스멕타이트의 용해가 일어나게 되고

연구결과
기존 연구에서 탄산염 광물 형성의 전조 물질로써 비결정질의 탄산염 고체를 언급했으나, 본 연구에서는 이를 TEM-EELS를 이용해 나노단위로 분석한 결과 유기질에서 기원한 탄소와 비결정질의 탄소를 구분하는데 성공하였으며, 비결정질이 아닌 초기단계부터 결정질을 이루고 있었음을 확인하였다.
스멕타이트는 토양을 구성하는 주요 점토광물 중 하나로 전체 토양의 성상을 결정짓는데 주요한 역할을 한다. 미생물에 의해 스멕타이트의 구조내에 존재하는 철이 환원되는 과정에서 구조적으로 불안정해진 스멕타이트의 용해가 일어나게 되고 그로 인해 철을 함유한 2차광물이 vivianite (Fe-인산염 광물) 및 siderite (Fe-탄산염 광물) 의 형태로 형성되는 것을 보고 하였다. 또한 스멕타이트의 층간양이온을 이루는 Ca이 광물상 전이 과정 중에 K으로 교환되면서 토양으로 용출되어 Ca-탄산염의 형성과정에 영향을 미치는 것에 대한 논의가 연구기간 중 출간된 여러편의 논문을 통해 이루어졌다. 기존의 생지화학적 스멕타이트의 일라이트화 반응 혹은 스멕타이트의 광물상 전이 반응은 미생물의 대사과정 특성상 혐기성 환경에서 제한적으로 일어나고, 주변의 산소 농도에 따라 재산화가 일어나면서 가역적인 특성을 보인다는 보고들이 있었다. 하지만 본 연구를 통해 다수의 논문들이 발표 되었고, 종합적으로는 장기간의 반응을 거치면서 구조적인 변화는 재산화 과정에서도 비가역적인 특성을 보이고 화학적으로도 부분적인 비가역성이 있음을 밝혔다.
마지막으로 1~2차 년도의 시료채취 및 실험 결과를 바탕으로 Yellowstone National Park 에서 2차, 3차 시료채취를 진행하여 생지화학적 반응과 무기화학적 반응경로를 구분하여 확인할 수 있는 실험 디자인을 설계하고 장기간의 반응을 수립하였다.

Abstract ▼

Result
Depending on the sampling locations where abiotic CO2 degassing or biotic reaction is more dominant during the formation of calcium carbonate minerals, the structure of the cross-sectional view of the calcite grain examined by the combination of TEM and EELS at nano-scale seemed to be diff

Result
Depending on the sampling locations where abiotic CO2 degassing or biotic reaction is more dominant during the formation of calcium carbonate minerals, the structure of the cross-sectional view of the calcite grain examined by the combination of TEM and EELS at nano-scale seemed to be different. The calcite void infilling in porous organic matter rich areas of the periphery was observed only near the source where the CO2 is extremely degassed and the water is most supersaturated with respect to calcite. The systematic variations in the saturation indices of calcium carbonates in the spring water at different locations support the increased biological activites across the sampling sites in the study area.
A combination of spectroscopic, microscopic and the chemical analysis of bioreduced nontronite at various redox states revealed the indicators of illitization. A progressive increase in K/(K+2Ca) and Al/Si in the packets of 10-Å layers as well as chemical/structural irreversibility upon re-oxidation with increasing incubation time strongly suggested that the “illitization” is closely associated with the microbial Fe-respiration. The structural modification of bioreduced nontronite by permanent K-fixation, particularly for the long-term incubation causes the irreversibility upon re-oxidation. These systematic modification at various redox states suggested that the permanently K-fixed nontronite could be a transient phase in the formation of illite.