• 대한원격탐사학회지
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• 제39권3호
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• pp.257-268
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• 2023

해빙은 지구의 태양에너지 흡수량 및 대기-해양간 열과 물질 교환을 조절함으로써 기후조절자의 역할을 하며 그 생성, 이동, 소멸은 인공위성에 의해 주기적으로 모니터링 되고 있다. 그러나 수동마이크로파방사계 관측을 중심으로 한 저해상 산출물은 해빙 표면이 빠르게 변하는 여름철에 정확도가 크게 떨어지며, synthetic aperture radar (SAR) 관측이 대체재로 떠오르고 있으나 그간의 연구는 주로 겨울철 해빙을 대상으로 이루어졌다. 이 연구에서는 SAR 영상과 global positioning system (GPS) 추적기를 이용하여 해빙의 거칠기, 높낮이, 구조 등 표면 상태 변화가 심한 늦여름~초가을 시기의 해빙 이동 추적 기술을 평가, 분석하였다. 그 결과 겨울철보다는 관측 불확실성이 증가하나 GPS 실측치와의 상관관계는 0.98로 우수했으며, 해빙 농도 50% 이상인 경우에 해빙 농도와 적용 알고리즘의 산출 성능은 상관관계 0.59로 서로 비례하는 것으로 나타났다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제12권2호
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• pp.61-72
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• 2007

북태평양 생태계의 연어(Oncorhynchus keta) 개체군과 기후 변동과의 관계에 대하여 연구하였다. 1950년 이후의 알류산 저기압, 남방진동, 북극진동, 태평양순년진동에 대한 지수들을 상호상관법(CCF)과 누적합(CuSum) 방법을 이용하여 연어어획량과 비교하였다. CCF와 CuSum 분석 결과는 1970년대 중반에 큰 기후변화가 발생하였음을 보여 주고 있으며 연어 개체군은 시간 지연 효과를 보이며 기후변화에 반응하였다. 연어회귀량은 태평양순년진동과 3년, 북극진동과는 $6{\sim}7$년의 시간 간격을 가지며 통계적으로 유의한 상관관계를 보였다. 연어 치어에 유리한 해양환경은 연안역에서 치어의 성장을 향상시켰지만, 초기 발생시기의 높은 성장률이 산란어의 회귀율과 관련이 있는 것 같지는 않았다. 오히려 오호츠크해와 베링해에서의 미성어 시기 성장이 회귀율과 상관관계가 유의하게 나타났으며, 이는 연어 개체군에 '크기연관사망' 과정이 적용된 것이라고 할 수 있다. 향후 우리나라 주변 해양생태계에 대한 기후변동의 영향을 설명하기 위하여 한반도 지역의 기후지수 개발이 시급히 필요하다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제27권2호
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• pp.91-107
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• 2024

단일 채널 탄성파 탐사는 소규모 자료획득 시스템으로 지하 지질구조를 파악하는 효과적인 방법이다. 영벌림거리 혹은 가까운 벌림거리를 사용하여 획득한 단일 채널 탄성파 자료는 연직 방향의 지하 지질구조를 직접 반영하므로 탄성파 단면도를 효과적으로 작성할 수 있다. 그러나 공통중간점 중합 과정을 적용할 수 없어 신호 대 잡음비가 매우 낮으므로 단면에 나타나는 반사 구조의 정밀한 해석에 있어 중합 단면 대비 불리함을 가진다. 본 연구에서는 단일 채널 탄성파 자료의 신호 대 잡음비를 향상시키기 위해 특이 스펙트럼 분석을 기반으로 한 잡음 제거 및 신호 향상 방법을 제안한다. 기존의 특이 스펙트럼 분석 방법은 행렬의 특정 특잇값을 임의로 추출하여 자료 내에 있는 무작위 잡음을 제거하는 방식으로 수행되었으나, 이는 낮은 신호 대 잡음비나 이상 잡음이 있는 자료에 적용할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 행렬의 특잇값을 최적화하고 저계수 근사를 수행하여 무작위 및 이상 잡음을 동시에 효과적으로 제거한다. 또한, 잡음 제거로 인한 신호 손실을 보정하고 탄성파 이벤트의 수평적 연속성을 향상시키기 위해 행렬의 고유 영상에 기반한 가중치를 계산하여 탄성파 단면의 품질을 향상시킨다. 본 연구에서 제안하는 기술의 적용성 및 우수성을 확인하기 위해 북극해 척치해저고원에서 획득한 단일 채널 스파커 탄성파 자료에 대한 자료 처리 실험을 수행하였으며, 수치 예제를 통해 매우 높은 수준의 신호 대 잡음비와 최소의 신호 손실을 가진 탄성파 단면을 얻을 수 있었다. 본 연구에서 제안하는 단일 채널 탄성파 자료 처리 기술은 향후 국내 연안지역의 해양개발과 해저 지질재해를 규명하기 위한 단일 채널 및 초고해상도 탄성파 탐사에 매우 효과적으로 기여할 것으로 기대된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제16권1호
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• pp.1-13
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• 2011

황해저층냉수는 지난 동계의 차고 건조한 바람에 의해 생성되어, 하계에 황해 중앙골을 따라 남하하는 것으로 알려져 있다. 동중국해 북부해역에서 황해저층냉수의 특성과 거동을 파악하기 위해 2003년부터 2009년까지 하계에 관측한 자료를 분석하였다. 수괴분석을 통해 본 연구해역에 영향을 미치는 황해저층냉수를 새롭게 정의하여 북서저층냉수라고 명명하였고, 수온 $13.2^{\circ}C$ 이하, 염분 32.6~33.7 psu와 밀도 $24.7{\sim}25.5\;{\sigma}_t$로 특성지었다. 지형류 계산에 의해 연구해역에서 북서저층냉수는 약 2 cm/s 이하의 속도로 남하하는 것으로 추정하였다. 정의한 북서저층냉수는 수온의 범위와 자지하고 있는 영역에서 연간 변동을 보이며, 이러한 변동은 이전 해 동계 황동중국해의 표층수온의 변화와 밀접한 관련이 있었고, 동계 표층수온의 변화는 동계 기온에 의한 영향이 지배적임을 확인하였다. 동계 동중국해 표층수온은 북극진동 지수와 높은 상관성을 보이며, 동계의 북극진동이 음일 때 동중국해 표층수온이 하강하였고, 이러한 영향으로 북서저층냉수 세력이 동중국해 북부 해역까지 저수온을 보이면서 확장하였다. 동 연구는 동계의 북극진동지수, 황동중국해 겨울철 표층수온, 동중국해 북부의 북서저층냉수가 역학적으로 관련이 있음을 보였고, 이를 바탕으로 하계 동중국해 북부해역에서 저층냉수의 거동을 유추할 수 있을 것으로 사료된다.

• 광물과 암석
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• 제33권4호
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• pp.427-437
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• 2020

미래의 유망 자원으로 주목받고 있는 망가니즈단괴는 태평양이나 인도양의 심해저뿐만 아니라 북극해에서도 여러 곳에서 발견되고 있다. 망가니즈단괴는 성장과정에 따라 외형, 내부조직, 화학조성 및 광물조성 등 여러 가지 특성이 달라진다. 망가니즈단괴의 성장과정에 따른 내부조직과 화학조성은 다양한 연구를 통해 비교적 잘 알려져 있으나, 정량적인 광물조성은 분명하게 밝혀진 바가 없다. 망가니즈단괴를 구성하는 산화망가니즈광물들은 입자가 매우 작고 결정도가 낮기 때문에, 정량적인 분석이 어려워 전체 시료에 대한 정성적인 결과만이 보고되고 있다. 이번 연구에서는 북극 동시베리아해 망가니즈단괴의 내부조직을 관찰하고, 조직에 따른 광물조성의 변화를 알아보았으며, X선회절분석 그래프의 피크 면적비를 이용하여 망가니즈단괴를 구성하는 3가지 주요한 산화망가니즈광물 즉, 토도로카이트, 부서라이트, 버네사이트의 반정량 분석을 시도하였다. 동시베리아해 망가니즈단괴는 버네사이트, 부서라이트, 토도로카이트 순으로 함량비가 감소하며, 내부조직과는 뚜렷한 연관성을 나타내지 않았다. 그러나 단괴 내부에서 표면으로 갈수록 토도로카이트의 함량이 감소하는 경향을 나타내는데, 그 이유는 초기 침전 이후의 재결정작용 또는 단괴 내외부의 성장 속도 차이에 의한 것으로 간주된다. 피크 면적비를 이용한 산화망가니즈광물의 반정량분석은 단괴 내부에서의 광물조성 차이를 비교하는데에 좋은 방법으로 여겨지므로, 앞으로 망가니즈단괴의 광물학적 연구에 있어 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제53권2호
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• pp.141-143
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• 2017

Caballeronia sordidicola 균주 PAMC 26577은 다산 기지 근처에서 채집된 지의류인 Cladonia 종에서 분리되었다. Illumina 방식으로 분석한 균주 PAMC 26577의 초안 유전체 서열은 182개의 콘티그로 이루어졌으며, N50값은 159,226 염기쌍 길이에 해당하였다. 초안 유전체로 총 8,334,211 염기쌍을 확인하였으며, 59.4% G+C 함량을 나타냈다. 유전체는 단백질을 코드하지 않는 8개의 rRNA 유전자와 51개의 tRNA 유전자를 포함하였다. 8,065개의 단백질 유전자는 기본 대사 과정뿐 아니라 부탄올/부티르산 생합성, 폴리하이드록시부티르산 대사, serine cycle methylotrophy 및 글라이코겐 대사 유전자들을 가지고 있었다. 2백개 이상의 막 전달 단백질은, 인산화 전달 시스템과 TRAP 전달시스템이 부재하였다. PAMC 26577은 CRISPR 관련 서열 및 단백질이 없었으며, 파아지 유전자의 감염흔적으로 인한 11개의 파아지 관련 유전자를 찾아낼 수 있었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제21권2호
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• pp.49-57
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• 2016

기후변화를 일으키는 외부강제력이 전지구적으로 동일하게 주어지더라도 그에 따른 기후변화와 되먹임 효과는 지역마다 다르게 나타난다. 따라서 기후변화에 나타난 내부변동성 및 다른 잡음 효과로부터 지구온난화 신호를 구별하기 위한 기후변화 탐지는 전구평균뿐만 아니라 지역규모에서도 이뤄져 왔다. 본 논문은 지구온난화로 인해 미래에 전례 없는 기후가 나타나는 시기를 추정하고 그 지역적 차이를 분석함이 목적이며 이를 위해, 기후모형 자료를 이용한 기존 연구와는 달리, 관측 자료를 이용하여 내부변동성을 추정하고 미래 온도변화를 전망하였다. 전례 없는 기후 시기는 미래에 예측된 지표 온도가 과거 관측 기록에 나타난 온도 범위를 벗어나 전례 없이 따뜻한 기후가 이후로도 지속되는 시점으로 정의하였다. 1880년부터 2014년까지 관측된 지표온도 아노말리의 연평균 시계열을 이용하여 온난화 선형추세를 계산하였고, 이 추세로부터 벗어난 최대 변이 값을 내부변동성의 크기로 간주하였다. 관측 자료로 구한 온난화 선형추세와 내부변동성의 크기가 미래에도 유지된다고 전제하고 계산한 결과에 따르면, 육지에서 전례없는 기후는, 아프리카는 서쪽에서, 유라시아는 인도와 아라비아 반도 남부 등 저위도에서, 북아메리카는 캐나다 중서부와 그린란드 등 고위도에서, 남아메리카는 아마존을 포함하는 저위도에서, 남극대륙은 로스해 주변지역에서 향후 200년 이내에 비교적 빨리 나타나며, 우리나라를 포함한 동아시아 일부 지역에서도 200년 이내로 빨리 나타난다. 반면에 북유럽을 포함하는 고위도 유라시아 지역과 미국과 멕시코를 포함하는 북아메리카 중남부에서는 400년 이후에 나타난다. 해양에서는 전례 없는 기후가 인도양, 중위도 북대서양과 남대서양, 남극해 일부 해역과 남극 로스해, 북극해 일부 해역에서 200년 이내로 비교적 빨리 나타나는 반면, 내부변동성이 큰 동적도태평양, 중위도 북태평양 등의 일부 해역에서는 수천 년이 지나야 오는 곳도 있다. 즉, 전례 없는 기후시기는 육지에서는 대륙마다 서로 다른 양상을 보이고 해양에서는 온난화 추세가 큰 고위도 해역을 제외하면 내부변동성의 영향을 많이 받는다. 결론적으로 지구온난화로 인한 전례 없는 기후는 특정 시기에 공통적으로 나타나는 것이 아니라 지역에 따라 시기적으로 상당한 차이가 있다. 따라서 기후변화 대응책을 마련할 때 온난화 추세뿐만 아니라 내부변동성의 크기도 함께 고려할 필요가 있다.

• 자원환경지질
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• 제56권1호
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• pp.1-11
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• 2023

이번 연구에서는 2021년 ARA12B 탐사를 통해 동시베리아해 대륙붕의 서로 다른 수심을 갖는 2개의 정점에서 수집한 망가니즈단괴 440개[ARA12B-St52 (150 m, n = 239), ARA12B-St58i (73 m, n = 201)]에 대하여 형태학적·지화학적 분석을 수행하고, 수심에 따른 단괴의 특성 변화를 고찰하였다. 단괴의 크기는 두 정점 모두에서 3 cm 이상의 크기가 일반적이다. 그러나 단괴의 외형적 특징은 수심에 따라 크게 차이가 있다. 수심 150 m에서 획득된 단괴의 일반적인 형태는 거친 표면조직을 가지는 갈색-흑색의 판상형, 원통형 및 타원체형이다. 반면, 수심 73 m에서 회수된 단괴들은 매끄러운 표면을 가지는 노랑-갈색의 판상형 단괴가 대부분을 차지한다. 또한 단괴의 내부조직, 공극률 및 구성원소와 관련이 있는 크기와 무게 간 추세선의 기울기는 150 m의 단괴의 경우 약 1.60, 83 m 단괴는 약 0.84로 큰 차이가 있음이 확인되었다. 이는 단괴의 내부조직 및 화학조성에 차이로부터 기인한다. 단괴의 내부조직과 화학조성 분석 결과, 수심 150 m의 단괴들은 핵을 중심으로 두꺼운 Mn층과 얇은 Fe층들로 이루어진 반면, 83 m의 단괴들은 핵을 중심으로 얇은 Mn 및 Fe층이 교호하며 성장한다. 마이크로 X선 형광분석(µ-XRF)을 통해 단괴의 절개면에서 분석된 평균 화학조성은 150 m 단괴의 경우 Mn 40.6 wt%, Fe 5.2 wt%, Mn/Fe 비 7.9이며, 83 m 단괴의 경우 Mn 10.3 wt%, Fe 19.0 wt%, Mn/Fe 비 0.6이다. 타 해역 단괴들의 화학조성과 비교한 결과 수심 150 m에서 회수된 단괴의 조성은 태평양의 페루 분지의 단괴들과 유사한 반면, 83 m에서 획득된 단괴의 조성은 태평양의 쿡 섬 또는 발트해의 단괴들과 유사하다. 관찰된 단괴들의 형태학적·지화학적 특성은 두 정점에서 뚜렷한 차이를 나타내며, 이는 북극해 대륙붕의 수심에 따라 단괴의 형성 당시의 환경적 조건에 명확한 차이가 있음을 지시한다.

• 미생물학회지
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• 제52권2호
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• pp.192-201
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• 2016

최근 북극해의 축치해(Chuckchi Sea)로부터 저온지질분해 효소활성을 보이는 Psychrobacter sp. ArcL13 균주가 분리되었다. 그러나 낮은 발현 양 때문에, 이 효소의 다양한 분야에서의 활용에 제약을 받아왔다. 따라서 유전자 재조합 기술을 이용하여, 이 효소를 대량생산하는 기술개발이 필요하였다. 재조합 지질분해효소를 만들기 위해서는 우선 해당 유전자의 동정이 필요하였기 때문에, Psychrobacter sp. ArcL13 균주로부터 PCR을 이용한 gene prospecting 방법으로 새로운 지질분해효소 유전자인 ArcL13-Lip을 분리하고 전체 염기 서열을 규명하였다. 염기 서열 분석결과 ArcL13-Lip은 일부 Psychrobacter 속 박테리아 유래의 지질분해효소들과 염기 서열의 유사성은 낮지만, 84-90%의 아미노산 서열 유사성을 보였다. ArcL13-Lip 전체 유전자를 대장균에서 발현시키고 전기영동으로 분석한 결과, 재조합 ArcL13-Lip은 약 35 kDa의 분자량을 보였으며 단백질 봉입체 형태로 발현되었다. Unfolding된 ArcL13-Lip을 다양한 첨가물이 포함된 완충용액에서 refolding 시킨 결과, glucose에 의해서 refolding 효율이 가장 크게 증가하였다. Refolding된 재조합 ArcL13-Lip은 다양한 p-nitrophenyl ester 중 p-nitrophenyl caprylate과 p-nitrophenyl decanoate에 대해 가장 높은 효소활성을 보였다. 온도에 따른 효소활성을 조사한 결과 ArcL13-Lip은 $40^{\circ}C$에서 최고의 활성을 나타내었고, $10^{\circ}C$와 $20^{\circ}C$에서 각각 최고 활성 대비 약 40%와 73%의 효소활성을 나타내었다. 이와 같이 ArcL13-Lip은 전형적인 저온활성 효소의 특징을 보여주었다.

• 광물과 암석
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• 제35권4호
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• pp.409-421
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• 2022

자연계에서 산출되는 망가니즈단괴 내 광물종 및 원소의 공간적 분포를 규명하는 것은 단괴의 형성 과정 중 변화하는 생성 환경 및 지화학적 조건에 대한 이해를 가능하게 한다. 최근의 라만 분광분석을 이용한 연구에서 구형으로 성장한 단괴의 성장에 따른 산화망가니즈 광물종의 변화에 대해 연구한 바 있으나, 상대적으로 천해에서 획득되는 비구형 단괴 내 광물종의 분포는 자세히 연구되지 않았다. 이에 본 연구에서는, 동시베리아해 천해(수심 약 73 m)에서 산출되는 판상의 비구형 망가니즈단괴 내 서로 다른 성장 방향에서 획득된 라만 분광분석 결과를 바탕으로 단괴 내 광물종 및 해당 광물의 구조적 특성에 대하여 면밀히 연구하였다. 또한 에너지분산형 X-선 분광분석(energy dispersive spectroscopy, EDS)을 통하여 단괴 내부 구조 및 부수광물의 존재에 대하여도 관찰을 수행하였다. 그 결과, 본 연구에서 사용한 비구형 단괴의 내부는 중심으로 부터 외곽 방향으로 크게 핵, 철 기질부, Mn-Fe 층으로 구분되었다. Mn-Fe 층 내 서로 다른 성장 방향에서 획득된 라만 분광분석 결과는 모든 방향에 대하여, 단괴 중심부로부터 외곽부로 신호 획득위치가 옮겨감에 따라 산화망가니즈 광물의 경우 터널형 광물의 비율이 감소하는 경향성을 관찰할 수 있었다. 이 때, 단괴 내 성장 방향에 따라 구성 광물의 상대적 비율 및 구조적 특성이 크게 다르다는 것이 확인되었다. 총 3가지의 실험 방향 중, 한 방향에서 획득된 라만 분광분석 결과는, 철 수산화물의 비율이 낮고, 버네사이트나 토도로카이트와 같은 산화망가니즈 광물들의 결정도가 상당히 높다는 것을 보여주었다. 반면, 나머지 두 방향에서 획득된 신호를 분석한 결과, 산화망가니즈 광물들의 결정도가 매우 낮으며 비정질 내지는 결정도가 낮은 철 수산화물들의 비율이 높다는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 비구형 단괴가 속성 과정으로 형성되는 동안 단일 단괴 내에서도 지화학적 조건에 차이가 있었다는 것을 지시한다. 더하여, 부수광물로서 암염이 일부 층에서 관찰되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 단괴 내 존재하던 해수의 증발로 인해 암염 결정이 형성되었음을 지시한다. 이처럼 본 연구에서는 라만 분광분석을 통해 비구형 단괴 내 광물종의 분포 및 구조적 특성에 대해 제시하였고 향후 본 연구 방법은 다양한 단괴 연구에 적용되어 지구물질의 지질학적 형성 과정에 대한 보다 세밀한 이해를 가능하게 할 것으로 기대된다.