동해안 감포 외해역 대륙붕 정점과 대륙사면 정점에서 퇴적층에 도래한 유기물의 보존도를 비교 파악하기 위해 퇴적물 시료를 얻었다. 공극수 영양염 및 총이산화탄소 농도는 모두 대륙사면 정점보다 대륙붕 정점에서 높았다. 반면, 공극수 황산염 농도는 대륙사변 정점보다 대륙붕 정점에서 퇴적깊이 증가에 따라 더 급격히 감소하였다. 퇴적물내 유기탄소 및 질소 함량은 대륙붕 정점에서 퇴적깊이 증가에 따라 더 급격히 감소하였으며, 함량 자체도 대륙사면 정점에 비하여 더 적었다. 이와 감은 공극수 용존화학종 농도자료 및 퇴적물내 유기물 함량자료는 대륙사면 정점보다 대륙붕 정점에서 유기물의 분해가 더 활발히 진행되고 있음을 시사한다. 따라서, 적어도 본 조사해역에서는 퇴적물내 유기물이 대륙붕 보다는 대륙사면에서 더 효과적으로 보존되는 것으로 사료된다.
남쉐틀랜드 군도 북쪽 대륙주변부에 분포하는 후기 제 4기 퇴적층에 대한 퇴적상과 고해상 탄성파상 분석을 통하여 빙하 발달기 해저퇴적작용을 규명하였다. 중력시추기를 이용하여 채취된 퇴적물은 퇴적구조와 조직 특성을 달리하는 6개의 퇴적상으로 구분되었으며, 3.5 KHz 고해상 탄성파 특성은 반사파들의 명확성(또는 반사강도), 측면연속성, 형태 및 해저지형에 따라 6개의 탄성파상으로 분류되었다. 이들 퇴적상과 탄성파상, 그리고 해저지형의 특성은 마지막 빙하최대발달기와 그 이후 빙하 쇠퇴기 동안에 상당한 퇴적작용의 변화가 있었음을 지시한다. 마지막 빙하기 동안 현재의 대륙붕 지역에는 극빙하가 확장하여 대부분의 지역을 덮었고, 기저빙하의 유동으로 침식된 깊은 해곡이 대륙붕 상에 형성되었으며, 이 당시 퇴적된 조립질 빙퇴석 퇴적체가 대륙붕 지역에 우세하게 분포한다. 이후 빙하기가 종식되어 남극 대륙빙하가 후퇴하면서, 빙하말단에서 저온의 음빙수가 다량 방출되어 고탁도의 밀도류를 형성하였고, 이러한 고탁도의 수류는 이전 빙하기에 형성된 대륙붕의 해곡을 따라 대륙사면까지 이동하면서 상당량의 퇴적물을 해곡 내의 수로와 대륙사면의 협곡에 집적시켰다. 아울러 대륙사면에서는 드물지만 해저사태와 일시적인 해저류에 의한 퇴적활동도 일어났으며, 남쉐틀랜드 해구에서는 대륙사면으로부터 유입된 저탁류가 간헐적으로 해 구축을 따라 이동하였다. 그러나 빙하가 완전히 후퇴한 현재에는 반원양성의 퇴적이 대륙붕과 대륙사면 전반에 걸쳐 우세하며, 남쉐틀랜드 해구에서는 저탁류가 간헐적으로 발생하여 해구축을 따라 이동된다.
대륙붕과 대륙사면을 갖는 직사각형 해양의 북쪽 일부분에서 불어오는 바람에 대한 이 해양의 초기 단계에서의 반응이 수치실험을 통하여 관찰되었으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 전반적으로 보아 대륙붕파와 아주 유사한 파동이 발생되었으며 대륙붕을 따라 반시계방향으로 전파되었다. 2. 가장 먼저 대륙사면 밖에 중심을 두는 반시계방향의 vortex가 서쪽해안에 발생하여 해안을 따라 반시계방향으로 전파하며 그 속도는 $200\~300km/day$이다. 3. 바람응력이 끝날 즈음부터 대륙사면에 중심을 두는 일련의 vortex들이 생기나 해안을 따라 전파하며, 이 vortex들은 이 모델해양의 고유 모드중의 하나와 관련되는 것으로 생각된다. 4. 초기 단계에서의 대륙붕파의 발생은 각 모드별로 시차를 갖고 선택적으로 발달되어 전파되는 것으로 보여진다.
울릉분지 남서부의 대륙붕-대륙사면 해저지형과 지질 특성을 규명하고, 이들에 영향을 주는 지질학적 요인을 파악하기 위하여 다중빔 음향측심자료와 표층퇴적물 입도를 분석하였다. 연구지역의 대륙붕은 약 ($0.5^{\circ}$의 경사로 수심 100 m 이내에서 나타나는 내대륙붕과 약 $0.2^{\circ}$의 경사로 수심 100-300 m 이내에서 나타나는 외대륙붕으로 구분할 수 있다. 대륙사면에는 다양한 규모(~121 $km^2$)와 경사(최대 $24.3^{\circ}$)를 갖는 8개의 사면붕괴 지형이 관찰된다. 각 사면붕괴 지형은 서로 인접해 있으며, 해저 지진과 전지구적 해수면 변동의 강한 영향 하에서 연속적으로 발생된 해저사태 기원으로 추정된다. 내대륙붕과 대륙사면은 세립질 퇴적물이 우세하지만, 외대륙붕은 조립질 퇴적물이 우세하다. 표층퇴적물 분포양상은 해수면 변동으로 인한 영향을 주로 받은 것으로 해석된다. 외대륙붕은 저해수면 시기 동안 퇴적된 조립질 잔류 퇴적물로, 내대륙붕은 고해수면 시기동안 퇴적된 현생의 세립 퇴적물로 피복되어 있다. 대륙사면의 표층퇴적물은 저해수면 시기에도 깊은 수심에서 반원양성 대류작용으로 공급된 세립퇴적물로 구성된다.
본 연구는 동해의 대륙붕 및 대륙사면에서의 다모류 군집의 종 조성과 분포을 알 기 위해 수행되었다. 다모류의 채집은 1985년 4월에 1987년 4월, 10월의 3회의 항해 동안 이루어졌다. 채집된 다모류는 총 36과 112 종이었으며, 우점다모류는 Chaetozone setosa, Aglaophanus malmgrent Ampharete arctica Lerchellules horikoshii, Tharyx sp., 와 Magelona pacifica 등이었다. 본 조사지역의 다모류 군집에 대한 주요 기여종 들은 복반부의 냉수종들이었다. 특히 우점종들은 대륙붕에서부터 대륙사면 상부 혹은 중부에서 주로 분포하며, 특정 서식 깊이를 보였다. 전반적인 평균서식밀도를 300개체 / m$^2$이며, 송풍부도는 15종/0.2 m$^2$ 정도이다. 평균서믹밀도와 종풍부도지수는 600 m 나 그 이상의 수심에서 뚜렷한 변화를 보였다. 우점종의 평균서식밀도와 밀접한 상관 관계를 보인 물리적 환경은 수심, 수온, 니질함량, 평균입도 등이었다.
한반도 3개 해역 중 동해 퇴적물의 점토광물에 관한 연구는 고환경 변화 측면에서의 일부 연구 외에는 거의 이루어진 바가 없다. 이번 연구에서는 2017년부터 2019년까지 강릉-동해 해역에서 상자형 시료채취기를 이용하여 채취한 120개 퇴적물 시료에 대한 점토광물 특성과 분포 상태를 바탕으로 기원지를 추정하였다. 점토광물 함량은 일라이트, 녹니석, 카올리나이트, 스멕타이트 순으로 풍부하다. 수심 150 m 이하의 대륙붕 퇴적물은 대륙사면 퇴적물에 비하여 녹니석과 카올리나이트 함량은 많고 일라이트 결정도는 좋은데 반하여 일라이트와 스멕타이트 함량과 S/I 지수는 작다. 대륙붕 퇴적물의 경우 강릉 쪽은 녹니석 함량이 많고, 동해 쪽은 카올리나이트 함량이 많은데 이것은 육상 지질을 반영한 것으로 여겨진다. 이와 같은 점토광물의 여러 특징은 대륙붕 퇴적물과 대륙사면 퇴적물의 기원지가 다른 것을 시사한다. 대륙붕 퇴적물은 주변 하천을 통하여 유입되었고, 대륙사면 퇴적물은 해류에 의하여 남쪽으로부터 이동된 것으로 판단된다.
한반도와 일본열도 사이에 위치하는 동해 남서부의 열림모델이 다양하게 제시되었음에도 불구하고 한반도의 대륙주변부의 지각구조는 잘 알려져 있지 않다. 그 결과 동해의 열림을 설명하는 데에 필요한 대륙의 리프팅과 해저면 확장과정은 정확히 제시되지 못하고 있다. 이 연구에서는 다중채널 탄성파자료와 해저면지진계자료로부터 한반도의 대륙주변부에서 울릉분지의 중앙부까지 지각구조를 구하였다. 울릉분지의 지각은 그 두께가 약 10km로서 정상보다 두꺼우나 깊이에 따른 속도분포에서 전형적인 해양지각의 특성을 갖는다. 대륙주변부에서 대륙과 해양지각간의 급격한 전이가 발생하는데 약 50km의 거리에서 지각의 두께가 상당히 감소하며 모호면이 얕아진다. 대륙주변부에서는 특징적으로 고속도(최대 7.4km/s)의 하부지각이 존재하는데 이것은 대륙사면 아래에서 10km이상 두꺼우며 바다쪽으로 첨멸된다. 이 고속도의 하부지각은 맨틀의 온도가 정상보다 뜨거운 환경에서 대륙이 리프트되는 동안 형성된 magmatic underplating으로 해석된다. 대륙사면의 음향기반은 많은 양의 화산분출에 의해 발달된 화성층서를 보여준다. 이러한 점들은 한반도 대륙주변부의 진화가 화산성의 리프트된 대륙주변부에서 일어나는 과정에 의해 설명될 수 있음을 제시한다. 지구규모의 지진파 토모그래피는 상부 맨틀이 한반도의 대륙주변부와 울릉분지에서 비정상적으로 뜨거운 것을 보여줌으로써 이러한 제시를 뒷받침한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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