• 자원환경지질
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• 제40권5호
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• pp.623-633
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• 2007

제주분지 시추공 시료에 포함된 유기물의 특성을 파악하기 위해서 시추 시료를 채취하여 안정동위원소 및 생물표기화합물 분석을 실시하였다. Geobuk-1, Okdom-1, JDZ VII-1, VII-2 시추공 유기물의 탄소 및 질소 동위원소분석 결과는 유기물들의 기원이 해양조류 기원보다는 육성식물 기원이 우세함을 보여준다. 또한 Geobuk-1 공에서는 2,400m를 기준으로 하여 지화학적 지시자들의 뚜렷한 변화가 관찰되는데 이것은 2,400m에서 유기물 기원이나 퇴적작용 혹은 퇴적환경이 급격히 변화한 것에 기인하는 것으로 추정된다. 비투멘의 포화탄화수소 분석 결과 Geobuk-1공 3,253m, JDZ VII-1공 2,509, 2,833 그리고 3,163m구간의 시료에서는 이동된 석유의 흔적을 나타내지만 이것은 기원 유기물의 특성을 나타내는 것으로 판명되었다. 생물표기화합물에 의하면 Geobuk-1공 3,253m구간의 시료를 제외하면 분석된 Okdom-1, Geobuk-1 시추공 시료는 열적으로 미성숙 상태이고, 해성 기원 유기물의 영향을 약간 받기는 하였으나 대체로 하-호성 환경에서 퇴적된 것으로 나타났다. 반면 JDZ VII-1 시추공 시료는 대부분 Geobuk-1, Okdom-1 시추공 시료보다 육성 환경이 우세한 환경에서 퇴적된 것으로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권2호
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• pp.242-251
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• 2010

이 논문은 장기간에 걸쳐 논 생태계에서 측정된 이산화탄소와 메탄의 순교환량 과 이와 동시에 모니터링된 다양한 환경요소들과의 상관관계들을 살펴보고, 이들 플럭스와 환경 요소 및 생태계 요소들이 어떻게 교환된 이산화탄소와 메탄의 동위원소비에 영향을 미치는 지를 파악하고자 하였다. 생육기간 동안 관측된 이산화탄소 및 메탄의 순교환량은 는 담수기에는 각각 일사량과 토양온도의 변화에 따라 경시적인 변화를 보였으나, 낙수기를 전후해서는 토양에 저장되어 있던 가스들이 낙수 후 확산장벽이 사라짐으로 인해 급격히 대기 중으로 대량 방출되는 경향을 보였다. 이러한 플럭스의 변화는 토양 중에 저장되어 있는 이산화탄소와 메탄의 저장량 감소와 직접적으로 연결되었고, 이에 상응하는 순교환량 중 토양의 기여분 증가와 대기 중 이산화탄소 및 메탄의 농도 증가 및 동위원소비 변화가 관찰되었다. 이러한 변화는 환원상태에서 진행되는 메탄생성의 결과로, 기질인 이산화탄소는 상대적으로 무거운 $^{13}C$ 동위원소가 축적되는 반면, 생성물인 메탄은 가벼운 $^{12}C$ 동위원소가 축적되기 때문으로 판단된다. 따라서, 토양 유래 이산화탄소는 식물체 호흡 유래 이산화탄소와 구분되는 동위원소 특성을 지내게 된다. Keeling plot 혼합 모델로 추정된 이산화탄소와 메탄의 가스교환 동위원소 지문은 담수기와 낙수기에 걸쳐 매우 뚜렷한 변화를 보였으며, 그 변화 정도는 토양 중 가스 저장량, 교환된 플럭스의 크기 및 방향, 이동 경로, 부분적인 방출 이산화탄소의 재흡수도, 메탄의 산화정도 등에 의해 크게 달랐다. 본 연구의 결과들은 자연상태에서 관측된 플럭스와 결합된동위원소 기술이 생태계 내 다양한 가스 교환 메커니즘을 이해하는데 매우 유용한 도구가 될 수 있음을 보여주였다.

• 대한지리학회지
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• 제46권4호
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• pp.396-412
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• 2011

충남 부여지역의 홀로세(약 8,400 yrs B.P.~현재) 기간의 환경 특히 기후환경을 복원하기 위하여 부여군 가탑리 일대에 분포하는 선상지 퇴적물을 대상으로 탄소동위원소분석과 대자율분석을 실시하였다. 탄소동위원소분석 결과에 의하면, 조사지역에서는 크게 5회의 기후변화가 확인되었는데 I기(期)부터 VI기(期)로 가면서 가장 냉량 건조${\rightarrow}$온난 습윤${\rightarrow}$냉량 건조${\rightarrow}$온난 습윤${\rightarrow}$IV기(期)에 비해 건조${\rightarrow}$V기(期)에 비해 습윤한 환경으로 변천하는 것을 알 수 있었다. 특히 약 5,900~3,200 yrs B.P.의 기간이 상대적으로 가장 온난 습윤했던 것으로 밝혀졌다. 하지만 대자율분석에 의하면 시료채취지점 일대의 환경변화는 크게 4개의 시대로 구분되는데 ii-기(期)에 가장 대자율이 높다. I-기(期)는 배후습지 기원의 퇴적물로 이루어져 있으며, 시간의 경과에 따라 토양화가 진전되었다. 이에 비해 ii-기(期)와 iii-기(期)에서 대자율이 다른 시기에 비해 높은 이유는 구릉사면의 풍화와 토양화 과정에서 강자성 광물이 집적된 토양층이 침식에 의해 제거되고 이들이 운반되어 선상지 퇴적물을 형성했기 때문이다. iv-기(期)는 경작층으로 이용되는 현재에 대비된다.

• 보존과학회지
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• 제29권4호
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• pp.437-444
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• 2013

춘천 중도 유적에서 출토된 원삼국시대 경질무문토기 내부의 탄화된 물질에 대한 화학적 분석을 실시하였다. 가스크로마토그래피-질량분석과 퓨리에변환적외선분광분석을 이용하여 부착물에서 유래한 유기물의 정성분석을 수행한 결과, 지방산, 스테롤 등 지방성분이 검출되지 않았다. 탄소와 질소 안정동위원소 분석 결과 부착물을 구성하고 있는 탄소 안정동위원소 비는 평균 $-14.7{\pm}2.8$‰ (-8.7‰~-18.4‰, n=9), 질소 안정동위원소 비는 평균 $6.2{\pm}1.1$‰(-4.4‰~-7.6‰, n=9)로 나타났는데 이 결과는 부착물이 조리된 음식물에서 유래되었음을 추정할 수 있는 과학적 근거라고 할 수 있다. 본 연구결과는 안정동위원소 분석을 조리용 토기 내 탄화된 잔존물 분석에 적용한 국내 첫 사례로서 당시의 토기 용도와 식생활 습관에 대한 중요한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제41권2호
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• pp.89-97
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• 2019

Long chain plant waxes (n-alkanes, n-alkanoic acids, and n-alcohols) and their carbon isotopic compositions (${\delta}^{13}C$) in geologic archives are valuable tools for paleovegetation reconstruction. However, the sensitivity of different plant wax constituents to vegetation shift is not well understood. This study explores controls on the variation in ${\delta}^{13}C$ values of long-chain n-alkanes ($C_{27}$ to $C_{33}$) and n-alkanoic acids ($C_{26}-C_{30}$) in the Gulf of Mexico core sediments (ODP 625B) near the Mississippi River delta. n-Alkanoic acids' ${\delta}^{13}C$ values were higher than those of n-alkanes by 1-2‰ on average and such a pattern is the opposite from their isotope fractionation observed in living plants: 1-2‰ smaller in n-alkanes than n-alkanoic acids. We attribute this offset to contributions from aquatic plants or microbes that produce high concentrations of $^{13}C-enriched$ long-chain n-alkanoic acids. The sensitivity of n-alkanes and n-alkanoic acids to vegetation and climate varied among chain lengths. The $n-C_{33}$ alkanes were most sensitive to $C_4$ grassland expansion among n-alkane homologues, while no specific trend was observed in n-alkanoic acids. This is due to the similarity in n-alkanoic acid concentrations between $C_3$ and $C_4$ plants by homologues and low terrestrial plant-derived n-alkanoic acid contributions to the sediments. The results of this study suggest that long chain n-alkanoic acids' ${\delta}^{13}C$ values in sediments may be influenced by contributions from different sources such as aquatic plants or microbial inputs and therefore interpretations regarding this matter should be cautiously formulated. We suggest that there is a need for further studies on characterizing long-chain n-alkanoic acids ($C_{26}-C_{34}$) in aquatic plants and microbes from various climates and environments in order to investigate their production and integration into sedimentary archives.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권4호
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• pp.177-191
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• 1998

경북 풍기읍 일대의 선캠브리아기 편마암 지역에 부존하는 지하수계의 수리지구화학.수리지질학적 특성을 규명하기 위하여, 지표수, 천층 지하수(심도＜70 m) 및 심층 지하수(심도 500~810 m)를 대상으로 수리화학, 다변량 통계, 열역학, 환경 동위원소(삼중수소, 산소-수소, 탄소, 황) 및 질량 보존 모델링을 포함한 종합적인 연구를 수행하였다. 천층 지하수의 수질은 Ca, Mg, SO$_4$및 NO$_3$의 함량이 높은 'Ca-HCO$_3$' 유형으로 특징되는 반면, 심층 지하수는 Na, Ba, Li, H$_2$S, F 및 Cl의 함량이 높고 방해석에 대해 포화 상태를 보이는 'Na-HCO$_3$' 유형으로 특징된다. 본 지역 자연수의 수질은 크게 두 유형, 즉 1) 지표수 및 천층 지하수와 2) 심층 지하수 및 일부천층 지하수로 대분되며, 앞의 유형은 계절적인 조성 변화를 나타낸다. 다변량 통계 분석 결과, 심층 지하수의 수질을 지배하는 세 개의 요인이 도출되었다. 이들 요인은 총 86%의 설명력을 가지는데, 1) 사장석의 용해와 방해석의 침전, 2) 황산염의 환원, 3) 수산화 광물(특히 운모류)의 산성 가수 분해 반응으로 요약될 수 있다. 열역학적 해석 결과와 결합한 질량 보존 모델링을 통하여, 심층 지하수의 수질 특성을 지배하는 수/암 반응을 적절히 설명해 주는 네 개의 모델을 제시하였다. 각 모델은 사장석, 고령토 및 운모류 용해와 방해석, 일라이트, 로몬타이트, 녹니석 및 스멕타이트의 침전을 보여준다. 산소 및 수소 동위원소 연구 결과, 심층 지하수의 경우는 먼 거리의 고지대(소백산 일대)에서 충진된 강우로부터 기원한 후 광역적인 심층 순환을 하면서 상당한 정도의 수/암 반응을 수반한 반면, 천층 지하수는 근처의 저지대에서 충진되었음을 알 수 있다. 삼중수소 자료에 따르면, 심층 지하수(0.2 TU)의 충진 연령은 핵실험 이전인 반면, 천층 지하수(5.66~7.79 TU)는 핵실험 이후였다. 용존 황산염의 황동위원소 조성 분석을 통하여, 본 지역의 심층 지하수에서 특징적으로 높은 함량을 보이는 황화수소(최대 3.9mg/l) 는 황산염의 환원에 기인함을 밝혔다. 또한, 용존 탄산염의 탄소 동위원소비는 토양 이산화탄소에 의한 탄산염 광물의 용해(천층 지하수의 경우), 또는 방해석의 재침전(심층 지하수의 경우)에 의해 조절되고 있음을 확인하였다. 본 지역에 부존하는 지하수의 기원과 유동 및 화학적 진화를 종합적으로 보여주는 모델을 제시한다.