초록 ▼

최근 지구온난화에 따른 북반구 고위도 토양에서의 탄소방출이 관심 받고 있다. 북극권 지역의 동토에는 대기보다 두 배 많은 탄소를 가지고 있으며, 동토에서 방출되는 CH4은 같은 질량의 CO₂에 비하여 약 20배 가량 강력하다. 지구온난화에 의해 동토가 녹게 될 경우 많은 양의 CO₂와 CH₄를 대기로 방출하여 지구온난화를 가속화시킬 우려가 있어 동토지역 환경변화에 대한 연구가 시급히 요구된다. 동토연구에서 가장 중요한 것 중의 하나가 ice wedge이다. Ice wedge

최근 지구온난화에 따른 북반구 고위도 토양에서의 탄소방출이 관심 받고 있다. 북극권 지역의 동토에는 대기보다 두 배 많은 탄소를 가지고 있으며, 동토에서 방출되는 CH4은 같은 질량의 CO₂에 비하여 약 20배 가량 강력하다. 지구온난화에 의해 동토가 녹게 될 경우 많은 양의 CO₂와 CH₄를 대기로 방출하여 지구온난화를 가속화시킬 우려가 있어 동토지역 환경변화에 대한 연구가 시급히 요구된다. 동토연구에서 가장 중요한 것 중의 하나가 ice wedge이다. Ice wedge는 영구동토 지역에서 형성되는 쐐기형 얼음을 가리키는데 Ice wedge에는 동토형성 시기의 환경변화에 대한 정보가 담겨있다. 수행된 과제에서는 알라스카 중부 Fox지역의 지하터널에서 산출되는 동토층 ice wedge에 포집된 온실기체를 분석하여 동토층 과거환경변화에 대한 이해를 넓히고자 하였다. 기존연구와 가장 큰 차이점은 빙하코어 연구에 쓰이는 분석법을 활용하여 ice wedge ice에 포집된 CO₂, CH₄를 분석한 것이다. 더불어 고전적인 분석방법으로 ice wedge ice의 주원소 및 물안정동위원소 분석, 주변 토양의 탄소, 질소에 대한 시험분석도 함께 실시하였다. 당초에 3년에 걸친 연구가 계획되어 있었으나, 8개월 동안의 1차년도 연구 진행 후 과제가 종료되었다. 1차년도 연구에서 ice wedge의 지화학적 특성파악을 위한 시험실험(pilot study)을 진행하였고, 연구결과는 아래와 같다.

(1) 공기포집 함량이 약 0.02 ml/g 으로서 남극과 그린랜드 빙하코어에 비해 약 1/5 수준이다.
(2) CH₄ 농도는 149-26663 ppm, CO₂는 0.35-31.9%로서 물에 대한 기체용해도를 초과하는 온실기체가 포집되어 있으며, 이것은 대부분 생물학적 요인에 의해 형성되었을 것으로 추정된다.
(3) 온실기체 농도와 주이온 농도를 비교한 결과 대부분 유의수준 10% 수준에서 상관관계가 있었다.
(4) ice wedge 주변 동토의 C/N, ¹³C 측정결과, 토양은 담수환경에서 미생물에 의해 형성된 것으로 추정된다.
(5) 물 동위원소(δ¹⁸O, δD)분석에서 ice wedge의 일부분은 ice wedge가 처음 형성된 이후에 치환된 것임을 지시한다.

추후 ¹⁴C를 이용한 연령측정, Ar과 같은 불활성기체 농도 및 안정동위원소 분석,CO₂ 및 CH₄의 탄소 안정동위원소 분석이 이루어져 ice wedge에서의 온실기체 기원을 규명하고, 나아가서 동토 형성과정과 동토에서의 생지화학적 현상에 대한 깊은 과학적 연구가 필요하다. 또한, 알라스카 뿐만 아니라 시베리아, 아시아 고산지대 등에 존재하는 동토 ice wedge도 폭넓게 연구될 필요가 있다.

( 출처 : Ⅰ. 연구결과 요약문 4p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 9
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 9
• Ⅲ. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 10