• 한국해양학회지:바다
• /
• 제2권2호
• /
• pp.125-137
• /
• 1997

심해저 퇴적물중 금속과 희토류 원소의 수직 함량변화 및 변화의 원인을 구명하기 위해 북동태평양 클라리온-클리퍼톤 균열대(Clarion-Clipperton fracture zone) 중남부에 위치한 한국심해환경연구(Korea Deep-sea Environmental Study, KODES) 지역에서 박스코어러(box corer)를 이용해 18개의 주상시료를 채취했다. KODES 지역 퇴적층은 색상변화에 따라 갈색의 Unit I, 연갈색의 Unit II, 흑(갈)색의 Unit III로 분류된다. Unit I은 Unit II에 비해 높은 Ni/Cu비를 가지고, Unit III는 Unit I, II에 비해 현저히 높은 금속함량을 보인다. Unit II는 지화학적 자료에 근거하여 상부의 Unit IIa 층과 하부의 Unit IIb 층으로 세분될 수 있는데, Unit IIb 층은 Unit IIa 층에 비해 높은 구리 및 3+REEs/NASC 비(또는 큰 음의 Ce 이상치) 등의 특징을 보인다. Unit III는 흑갈색의 상부 Unit IIIa 층과 흑색의 하부 Unit IIIb 층으로 세분되는데, Unit IIIb 층은 Unit IIIa 층에 비해 망간, 철 함량이 높다. 연구지역이 속한 태평양 지판의 확장속도와 방향 그리고 약 11-30 Ma 인 Unit III의 연령을 고려할 때 Unit IIIb 층은 동태평양 균열대(East Pacific Rise, EPR) 그리고 적도와 근접한 위치에서 퇴적된 것으로 계산된다. 흑색인 Unit IIIb 층의 높은 망간, 철 함량은 EPR에서 기원한 화산기원의 철, 망간 등을 공급받아 나타난 결과로 보인다. 한편, Unit III는 물론이고 Unit IIb 역시 적도 고생산대의 영향권에 있었고, 따라서 해수중 풍부한 유기체들과 함께 구리, 희토류 원소 등도 Unit IIb, III 층으로 많이 공급되었을 것이다. 퇴적물로 공급된 이들 구리 및 희토류 원소들은 유기물이 분해됨에 따라 스멕타이트 그리고 어류 잔해물(fish bone debris) 등에 잔류한 것으로 보인다. 즉 KODES 지역 주상 퇴적물에서 나타나는 구리 및 희토류 원소의 수직 함량변화는 연구지역이 제3기 말 시기에 적도 고생산대를 지나는 동안 많은 유기물을 공급받아서 초래된 결과로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제4권4호
• /
• pp.323-337
• /
• 1999

북동 태평양 한국심해환경연구(Korea Deep-sea Environmental Study, KODES) 지역에서 해저지형과 망간단괴 분포 특성간 관계를 파악하기 위해 예인식 심해저카메라(Deep-Sea Camera)와 광역수심탐사기(multi-beam side scan sonar, SeaBeam2000) 등을 이용해 정밀 지형 및 망간단괴 부존 특성을 연구하였다. 심해 평원으로 알려진 KODES지역 해저면은 북북서-남남동 방향으로 연장된 3개의 능선 및 계곡으로 구성되고, 전반적으로 편평하지만 국부적으로(특히 능선지역에서) 매우 심한 지형변화를 나타낸다. 이러한 지형변화는 100미터에 이르는 절벽, 수(십)미터 깊이의 함몰지 등으로 나타나며, 태평양 지판의 지구조 운동에 따른 능선의 형성, 저충해류에 의한 능선 규질 퇴적물의 침식, 그리고 이에 따른 탄산염 퇴적물의 노출과 용해에 따른 결과로 판단된다. 이러한 지형 변화는 망간단괴 분포 특성에도 영향을 미쳐 연구지역 망간단괴 분포가 해저 지형과 밀접한 관계를 지닌다. 즉, 편평한 계곡지역에는 균일한 망간단괴가 밀집 분포하는 반면 지형 변화가 심한 구릉지대에는 대형 망간단괴(또는 망간각)가 나타나는 등 분포 특성이 복잡하다. 이러한 결과는 망간단괴의 분포가 수심, 표층 퇴적물의 퇴적상, 퇴적층후 또는 음파 투명층의 두께 등 다양한 요인에 따라 달라진다는 기존 보고를 뒷받침하며, 이러한 다양한 요인이 상호 연관되어 망간단괴 형성에 작용하고, 궁극적으로는 태평양 지판의 지구조적 운동이 망간단괴의 분포 특성에 영향을 미칠것으로 생각된다. 한편, 연구지역 중 채광에 유리한 지역은 약 3~4 km 폭을 가지는 편평한 계곡이고, 이러한 적정 채광지역은 북북서-남남동 방향으로 연장된 해저 계곡과 일치할 것으로 예측된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제4권3호
• /
• pp.215-225
• /
• 1999

심해저 표층 퇴적물 중 주원소, 미량원소, 희토류 원소의 수직 함량분포 및 변화의 원인을 구명하기 위해 북동 태평양 클라리온-클리퍼톤 균열대(Clarion-Cliperton fracture zone, C-C 지역) 중남부에 위치한 한국심해환경연구(Korea Deep-sea Environmental Study, KODES) 지역에서 다중 주상 및 상자형 퇴적물 채취기를 이용해 주상시료 6개를 채취 분석했다. KODES 지역 주상 시료는 갈색인 Unit I과 연갈색인 Unit II로 구분되며, Unit I은 함수량이 높은 준액상층(peneliquid layer)인 반면 Unit II는 상대적으로 고화가 진행된 층이다. 두 Unit 간 주원소, 희토류 원소 그리고 Cu, Sr, Rb 등 원소는 함량 차이는 적으나 Mn, Ni, Co 등 원소는 Unit II에 비해 Unit I에서 함량이 2~3배 높다. R-형 요인 분석결과 연구지역 퇴적물은 Al-Ti-K-Mg-Fe-Rb-Ce 등으로 구성된 규산염 상, Ca-P-Cu-Sr-3+REEs(Trivalent Rare Earth Elements)로 구성된 인회석 상, 그리고 Mn-Ni-Co로 구성된 망간산화물 상으로 구분되는데, 규산염 상과 인회석 상은 두 Unit 간 요인점수가 큰 차이를 보이지 않는 반면 망간산화물 상은 Unit I에서 요인점수가 높다. 한편, 두 Unit는 Ni/Cu 비에 의해 구분되는데, Unit I의 Ni/Cu 비가 Unit II보다 2배 높다. 이것은 미세환원환경에서 재동된 후 준액상층인 Unit I에 산화물로 재침전된 Ni, 그라고 유기물과 함께 해저면으로 공급된 후 Unit I에서 유기물이 분해되면서 재동되어 인회석에 포함된 Cu 의 지화학적 거동 차이에 기인한 것으로 해석된다.

• Ocean and Polar Research
• /
• 제26권2호
• /
• pp.377-384
• /
• 2004

Annual variations of inorganic nutrients such as nitrate(+nitrite), phosphate and silicate in association with thermocline were investigated in the upper 200 m of the water column at KODES Long-term Monitoring (KOMO) station in the northeast equatorial Pacific from 1995 to 2002. Global climatic disturbances such as El Nino and La Nina, should have affected KODES area during the study period. In 1995-97 and 2000-2002, a thermocline where temperatures rapidly decrease with depth, was formed at 50-70 m water depth. Nutrient depletion, specially for nitrate and phosphate, was extended down to approximately 50 m depth, which coincided with the surface mixed layer depth. In 1998 and 1999, however a very fluctuating thermocline was observed at 20-100 m water depth. In the photic zone (up to 100 m depth), depth integration of nitrate, phosphate and silicate ranged from 2.02 to $23.14\;gN/m^2$, from 0.87 to $4.05\;gP/m^2$ and from 35.67 to $176.21\;gSi/m^2$, respectively. As a result of changes in the water column structures, nutrient concentrations also showed fluctuation parallel to the changes of thermocline in the study area.

• Ocean and Polar Research
• /
• 제29권2호
• /
• pp.87-99
• /
• 2007

This study was conducted to understand the source and behavior of organic matter using the fluorescent technique (excitation-emission matrix) as a part of environmental monitoring program in the Korea manganese nodule mining site in the Northeastern Pacific Ocean. Water samples were collected at $0^{\circ},\;6^{\circ}N$, and $10.5^{\circ}N$ along $131.5^{\circ}W$ in August 2005. The concentration of total organic carbon (TOC) ranged from 58.01 to $171.93\;{\mu}M-C$. The vertical distribution of TOC was characterized as higher in the surface layer and decreased with depth. At $6^{\circ}N$, depth-integrated (from surface to 200 m depth) TOC was $337.1\;gC/m^2$, which was 1.4 times higher value than other stations. The exponential decay curve fit of vertical profile of TOC indicated that 59% of organic carbon produced by primary production in the surface layer could be decomposed by bacteria in the water column. Dissolved organic matter is generally classified into two distinctive groups based on their fluorescence characteristics using three-dimensional excitation/emission (Ex/Em) fluorescence mapping technique. One is known as biomacromolecule (BM; protein-like substance; showing max. at Ex 280/Em 330), mainly originated from biological metabolism. The other is geomacromolecule (GM; humic-like substance; showing max. at Ex 330/Em 430), mainly originated from microbial degradation processes. The concentration of BM and GM was from 0.42 to 7.29 TU (tryptophan unit) and from 0.06 to 1.81 QSU (quinine sulfate unit), respectively. The vertical distribution of BM was similar to that of TOC as high in the surface and decreased with depth. However, the vertical distribution of GM showed the reverse pattern of that of BM. From these results, it appeared that BM occupied a major part of TOC and was rapidly consumed by bacteria in the surface layer. GM was mainly transformed from BM by microbial processes and was a dominant component of TOC in the deep-sea layer.