Trace (Minor) Elemental and Isotopic Compositions of Aragonitic Mollusk Shells in the Eastern Coast and Cheju Island, Korea

한반도 동해안과 제주도 연안에서 발견되는 아라고나이트질 연체동물 각질의 미량원소 및 탄소와 산소 동위원소 함량의 변화

The objectives of this study are to investigate the trace elemental and stable isotopic compositions of aragonitic mollusk shells, such as Gomphina veneriformis melanaegis, Mytilidae and Umbonium coastatum, from the eastern coast of Korean peninsula and Cheju Island, and to compare their variations with latitude, that is, the temperature of the ambient seawater at which the skeletons grew. The Mg compositions of Gomphina veneriformis melanaegis tend to decrease with increasing water temperature, whereas those of Mytilidae and Umbonium coastatum do not show any trend. Sr compositions of Mytilidae tend to increase with increasing water temperature, whereas those of Gomphina veneriformis melanaegis decrease. Fe compositions of Umbonium coastatum tend to decrease with increasing water temperature, whereas those of Gomphina veneriformis melanaegis increase. Fe compositions of Mytilidae do not show any trend with water-temperature variations. Ba compositions of all the skeletons do not show any trend with water-temperature variations. Cd compositions of Mytilidae and Umbonium coastatum do not show any trend with increasing water temperature, whereas those of Gomphina veneriformis melanaegis increase. Cu compositions of Gomphina veneriformis melanaegis increase with increasing water temperature, whereas Mytilidae and Umbonium coastatum do not show any trend. Pb compositions of Umbonium coastatum do not show any tend with increasing water temperature, but those of other skeletons increase. Zn compositions of Mytilidae tend to decrease with increasing water temperature, whereas those of Gomphina veneriformis melanaegis increase. Zn compositions of Umbonium coastatum do not show any trend with increasing water temperature. Estimated water temperatures from oxygen isotopic data of all the skeletons are higher than the range of water temperature of the shallow seawater of the East Sea and around Cheju Island. The oxygen isotopic compositions of all the skeletons are well clustered, but they do not show any trend with latitude. Therefore, this could reflect that the organisms may not have secreted their shells in oxygen isotopic equilibrium with ambient seawater due to vital effect. Thus, isotopic compositions of all the organisms in this study may not be suitable for paleotemperature estimate.

이 연구는 동해안과 제주도에서 발견되는 아라고나이트질 이매패 민들조개 (Gomphinia veneriforms melanaegis), 홍합(Mytilidae)과 복족류 비단고둥(Umbonium coastatum) 각질 내의 미량원소와 안정동위원소 함량의 위도에 따른(즉, 수온에 따른) 변화를 알아보기 위하여 수행되었다. 민들조개 각질 내의 Mg 함량은 해수의 온도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보이지만 홍합과 비단고둥의 Mg 함량은 온도변화에 따른 뚜렷한 경향을 보이지 않는다. 홍합의 경우 Sr 함량은 해수의 온도가 증가함에 따라 증가하나 민들조개는 감소하는 경향을 보인다. 비단고둥의 Fe 함량은 해수온도의 증가에 따라 감소하나 민들조개에서는 증가하며, 홍합의 경우에는 수온변화에 따른 뚜렷한 경향이 없다. 조사한 모든 생물의 각질 내 Ba 함량은 해수온도 변화에 따른 뚜렷한 차이가 없다. Cd 함량은 홍합과 비단고둥은 해수의 온도변화에 따른 함량변화는 없으나 민들조개는 수온이 증가함에 따라 증가한다. Cu 함량의 경우, 민들조개에서는 수온이 증가함에 따라 증가하는 경향을 보이나 홍합과 비단고둥에서는 수온변화에 따른 뚜렷한 변화가 없다. Pb 함량의 경우, 비단고둥에서만 수온변화에 따른 뚜렷한 변화가 없으며 나머지 생물들의 각질에서는 해수의 온도가 증가할수록 증가하는 경향을 보인다. 홍합의 Zn 함량은 수온이 증가할수록 감소하는 경향을 보이지만, 민들조개의 Zn 함량은 증가하는 경향을 보인다. 그러나 비단고둥은 수온변화에 따른 뚜렷한 경향음 보이지 않는다. 각 생물의 각질 내 산소동위원소 값으로부터 추정한 해수온도는 실제의 동해안과 제주도의 해수온도보다 높게 나타났다. 조사한 모든 생물의 각질에서 측정한 산소동위원소 값은 밀집되어 나타나며 수온변화에 따른 뚜렷한 경향을 보이지 않는다. 이는 각 생물들이 해수와 산소동위원소적으로 비평형상태에서 각질을 생성하기 때문으로 생각된다. 따라서 이 연구에서 조사된 생물들은 고환경의 해수온도를 추정하는데 적합하지 않을 것으로 사료된다.