• 제목/요약/키워드: Cosmogenic $^{10}Be$

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몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 하안단구 10Be 수직단면 연대측정 (Cosmogenic 10Be Depth Profile Dating of Strath Terrace Abandonment using Monte Carlo Simulation)

  • 김동은;성영배;김종근
    • 한국지형학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.21-31
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    • 2019
  • Timing of terrace formation is a key information for understanding the evolution of fluvial systems. In particular, dating strath terrace (i.e. timing of terrace abandonment) is more difficult than depositional terrace that is conventionally constrained by radiocarbon, OSL and other dating methods targeting samples within terrace deposit. Surface exposure dating utilizing cosmogenic 10Be provides more reliability because it can be applied directly to the surface of a fluvial terrace. Thus, this method has been increasingly used for alluvial deposits. As well as other geomorphic surfaces over the last decades. Some inherent conditions, however, such as post-depositional 10Be concentration (i.e. inheritance), surface erosion rate, and density change challenge the application of cosmogenic 10Be to depositional terrace surface against simple bedrock surface. Here we present the first application of 10Be depth profile dating to a thin-gravel covered strath terrace in Korea. Monte Carlo simulation (MCS) helped us in better constraining the timing of abandonment of the strath terrace, since which its surface stochastically denuded with time, causing unexpected change of 10Be production with depth. The age of the strath terrace estimated by MCS was 109 ka, ~4% older than the one (104 ka) calculated by simple depth profile dating, which yielded the best-fit surface erosion rate of 2.1 mm/ka. Our study demonstrates that the application of 10Be depth profile dating of strath terrace using MCS is more robust and reliable because it considers post-depositional change of initial conditions such as erosion rate.

우주선유발 동위원소를 이용한 지표면의 연대측정: 국내 사례를 중심으로 (Cosmogenic Nuclides Dating of the Earth Surface: Focusing on Korean Cases)

  • 성영배;유병용
    • 암석학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.261-272
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    • 2014
  • 지난 ~30년 동안 가속기질량분석기와 비활성기체질량분석기 기술의 진보와 함께, 우주선유발 동위원소도 지표면의 연대측정 분야에 광범위하게 적용되어 왔다. 우주선유발 동위원소를 이용한 세부적인 연대측정법으로는 단순노출연대측정, 수직단면연대측정, 매몰연대측정 등이 있어, 다양한 노출(또는 퇴적) 환경에 따라, 다른 접근법이 요구된다. 국내에 적용 가능한 대상으로는, 하안단구, 해안단구, 선상지, 화산지형, 구조지형(단층애), 다양한 암설지형(테일러스, 암괴류 등), 호안 또는 해안 파식대 그리고, 제3기의 퇴적분지층과 고고학유물층에도 적용이 가능하다. 아울러, 기존의 석영이 풍부한 화강암과 변성암 중심에서, 최근에는 석회암과 화산암에도 적용가능하게 되었다.

장반감기 우주선유발 동위원소, $^{10}Be$과 그 응용 (Long-lived cosmogenic nuclide, Beryllium-10 and its applications)

  • 김경자;;우형주
    • 한국제4기학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.30-50
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    • 2006
  • 반감기가 긴 $^{10}Be$ (Beryllium-10)은 지구의 대기뿐만 아니라, 지구의 표면 그리고 다른 행성의 대기와 표면에서도 생성된다. 가속기질량분석기술(AMS)이 1970년 후반기에 개발되면서 지질분야 연구에서 매우 중요한 추적자 중의 하나인 $^{10}Be$ 측정이 가능해졌으며, 이후 지구와 지구외 시료를 이용한 다양한 $^{10}Be$ 응용연구가 방사성탄소 응용연구와 함께 이루어져 왔다. 본 논문은 지구와 행성의 대기와 표면에서의 $^{10}Be$ 생성에 관한 메카니즘과 지형학, 해양학, 고고학, 빙하학, 우주방사화학, 기후학, 그리고 행성학 등의 여러 학문 분야에서의 $^{10}Be$의 응용연구들에 대하여 정리하였으며, 아울러 $^{10}Be$ 가속기질량분석을 이용한 향후 연구과제들을 고찰하였다.

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우주기원 방사성 핵종을 이용한 만어산 암설지형의 침식률 및 노출연대 측정 (Application of In-situ Produced Cosmogonic $^{10}$ Be and $^{26}$ Al for Estimating Erosion Rate and Exposure Age of Tor and Block Stream Detritus: Case Study from Mt. Maneo, South Korea)

  • Yeong Bae Seong;Jong Wook Kim
    • 대한지리학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.389-399
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    • 2003
  • 우주 기원의 방사성 핵종(核種)은 근래에 지형연구에 널리 활용되고 있다. 본 연구에서는 우주 기원의 방사성 핵종인 $^{10}$ Be과 $^{26}$ Al를 이용하여 만어산의 토르와 암괴류를 대상으로 그 구성 암석의 지표 노출 연대와 침식률을 측정하였다. 연구 결과, 토르는 적어도 약 6만 5천년 전, 그리고 암괴류는 적어도 3만 8천년 전에 노출된 것으로 나타났다. 한편, 토르와 암괴류의 구성 암석의 표면 침식률은 각각 9m/Ma 15m/Ma인 것으로 나타났다. 이러한 침식률의 차이는 풍화 및 침식에 대한 국지적인 조건이 다르기 때문인 것으로 생각된다. 특이한 점은, 산정부에 위치한 토르의 구성 암석들 중 일부가 $^{26}$ Al/$^{10}$ Be과 $^{10}$ Be를 이용하는 Lal (1991)이 밝힌 정상상태 침식구역(steady-state erosion island)에서 벗어나 있는데 이것은 이 토르의 표면이 비정상적인 침식의 경로를 겪었다는 것을 의미하며 본 연구에서는5cm-60cm 정도의 표면이 여러 번 떨어져 나갔다는 것으로 판단된다.

해안단구 연구를 위한 10Be 연대측정법의 적용과 한계점 (Application of 10Be Dating Technique for Marine Terrace Studies and Its Limitations)

  • 신재열
    • 한국지구과학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.512-519
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    • 2015
  • 해안단구와 육상에 남아있는 고해수준에 관한 기록들은 한반도 지반운동의 형태와 속성을 구분해 낼 가장 직접적인 증거로 사용될 수 있음에도 불구하고 아직 고위 해안단구들의 형성시기에 관한 절대연대 측정이 현실적으로 어렵다는 점과 과거 해수면 변동과 지반운동 간의 상대적 변화에 관한 부족한 정보로 인해 명확한 해석과 과학적 논의는 불완전한 상태이다. 본 연구는 한반도 고위 해안단구 연구에서 $^{10}Be$을 대상으로 한 우주선 기원핵종 절대연대 측정법의 실험결과를 보고하고 있다. 실험 결과, 동해안의 강릉시 정동진 일대와 서해안 지역 서천군 비인면 일대에서 채취한 해발고도 80 m 내외의 고위 해안단구 상의 기반암과 거력 퇴적물의 $^9Be/^{10}Be$ 집적량비와 노출 연대는 상대적으로 매우 낮고 젊은 연대를 보이고 있다. 이러한 결과는 실험과정에서의 오류 가능성을 포함하여 고위 해안단구의 복잡한 노출역사를 반영하는 것으로 판단된다. 특히 한반도의 기후환경과 해안단구가 육화된 뒤 겪을 것으로 추정되는 복잡한 노출 환경을 고려할 경우 앞으로 $^{10}Be$ 연대측정기술의 성공적인 적용을 위해서는 적합한 연구지역의 발굴과 시료채취가 가장 중요한 요인이 될 것으로 판단된다.

백령도에 분포하는 알칼리 현무암과 맨틀 포획암의 Nd-Sr과 영족기체 동위원소 조성 (Nd, Sr and Noble Gas Isotopic Compositions of Alkali Basaltic Rocks and Mantle Xenoliths in the Baegryongdo)

  • 김규한;;장형숙;;정정인
    • 자원환경지질
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    • 제35권6호
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    • pp.523-532
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    • 2002
  • 백령도에서 산출되는 알칼리 현무암과 현무암내의 맨틀포획암에 대하여 REE와 Nd-Sr, 영족기체의 동위원소비를 분석하여 초염기성 포획암과 알칼리 현무암질 마그마의 기원을 해석하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 스피넬-러조라이트 맨틀 포획암을 다량 함유한 알칼리 현무암은 주로 현무암-뮤저라이트(mugearite)와 현무암질 안산암으로 구성되어 있다. (2)높은 HREE특징을 가지는 알칼리 현무암의 REE패턴은 OIB패턴과 유사하다. 그리고 상이한 시료들 간에 비교적 균일한 REE패턴은 알칼리 현무암질 마그마가 동일 기원물질에서 유래하였음을 시준하고 있다. (3)현무암의 Nd-Sr동위원소비는 알칼리 현무암질 마그마가 지각물질의 혼입영향이 없는 결핍맨틀 기원임을 가르키고 있다. (4)포획암중 감람석의 헬릅동위원소비($^3$He/$^4$He)는 5.0${\pm}$1.1Ra-6.7${\pm}$1.3Ra로 MORB 값(ca. 8.0Ra) 보다 낮으며 대륙지각 하부 리소스피어 맨틀의 특성을 나타내고 있다. 그러나 시료 OL-7 감람석의 높은 ($^3$He$^4$He(16.8${\pm}$3.1Ra) 값은 분출후 우주선 기원$^3$He의 혼입으로 추정된다. 감람석의 아르곤 동위원소비$^{40}$Ar$^{36}$Ar=300~500)는 MORB값(10,000~30,000)보다 훨씬 낮은 대기 아르곤의 동위원소비(295.5)에 가깝다. 이는 백령도 포획암의 감람석이 마그마 분출후 느린 탈가스 과정에 대기의 혼염이 있었음을 암시하고 있다.