• Ocean and Polar Research
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• 제36권1호
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• pp.13-24
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• 2014

본 연구에서는 선진국형의 종합적인 빙하코어 연구를 수행하기 위해서 요구되는 빙하시료 전처리 방법 설정과 기초 프록시 분석 기술을 확립하였다. 빙하코어 시료는 2008년 6월에 국제공동으로 몽골 알타이 산맥의 참바가라브산에서 시추한 40.2 m 길이의 빙하코어를 활용하였다. 빙하코어의 기초 프록시인 시각적 층위구분과 ECM 측정은 1차 절삭한 빙하코어의 절단면에서 수행하였으며, 2차 절삭과정을 통해 물 안정동위원소 분석용 시료 1,935개와 화학적 프록시 분석을 위한 시료 374개를 확보하였다. 전체 빙하코어의 시각적 층위구분 결과 총 29개의 불용성 입자층이 관찰되었으며, ECM 측정으로 11개의 ECM 신호 피크를 찾아냈다. 극지연구소에서 제작한 용융장치를 활용하여 분석한 $SO_4{^{2-}}$ 및 $Cl^-$의 농도와 상부 0.7 m와 1.2 m 깊이의 ECM 신호 피크의 비교 결과는 이들 ECM 신호 피크가 러시아 캄차카반도의 Kliuchevskoi 화산 분출과 연관된 것을 보여준다. 이러한 결과는 극지연구소에서 자체 제작한 ECM 측정 시스템으로 분석한 ECM 자료의 신뢰성이 높다는 것을 나타낸다. 마지막으로 참바가라브 빙하코어의 상부 5 m에서 분석한 물 안정동위원소비의 변화는 뚜렷한 계절 주기성을 보이고 있고, 이 결과는 참바가라브 빙하코어의 화학적 프록시 기록이 후퇴적과정에 의해 크게 교란되지 않았다는 것을 지시한다. 본 연구에서 확립한 빙하시료 전처리 방법 설정과 기초 프록시 분석 기술은 앞으로 우리나라가 독자적으로 남북극 및 고산지역에서 시추하는 빙하코어에 적용하여 다양한 고기후 및 고환경 연구에 활용될 것이다.

• 동굴
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• 제63호
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• pp.1-8
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• 2004

비자성이며 비전도성의 물리적 성질을 갖는 자연산 퀄쯔(quartz)와 제주도 삼방산 근처에서 채취한 화산 용암석 스코리아를 대상으로 자성화(magnetization) 처리를 하여 특성을 분석하였다. 마그네타이징(magnetizing) 처리를 위하여 강력한 기계화학적 분쇄 반응을 시켰으며, 분쇄 반응시 알코올계의 솔벤트를 반응용매로 사용하였다. 퀼쯔와 스코리아의 마그네타이징 처리에서 비중이 작은 스코리아와 비교적 비중이 큰 퀼쯔의 경우에서도 분쇄반응 후 분말이 수면 위에 떠있는 부유특성이 있음을 확인하였고, 친유성(oleophilic)으로 기름에 대한 흡착성이 우수함을 확인하였다. 실험과정에서 자연산 퀼쯔와 함께 스코리아를 바탕물질로 기계-화학적 반응(MCR) 기술로 고 분산성 흡착 반응에 의한 고분자 물질을 생성, 유도하여 퀼쯔-나노복합체(quartz nanocomposite)를 제조하였다. 부착성 융합복합물질의 특징으로부터 시그니토마그네틱스(Segnetomagnetics)로 분류되는 합성분말은 특히 유류성분에 대하여 높은 흡착성을 가지며, 강한 자기적 성질을 띄는 10～50 nm두께의 하나 또는 그 이상의 이질적 융합화합물 층이 석영이나 수정체의 표면에 형성되어 특유의 자기적, 전기적 성질을 나타냄이 확인되었다. 따라서 퀼쯔에 비하여 제주도를 비롯한 화산지역에 널리 분포되어있는 양질의 저렴한 화산암재 스코리아를 활용하여 자성화 양산체제를 갖춘다면, 최근에 빈발하고 있는 해양 선박사고를 비롯하여 내수면 선박사고 등으로 수면 상에 유출된 회수곤란성 저밀도 유류물질을 연속적으로 흡착, 제거할 수 있는 흡유성자기유류 회수용 기능성 재료로의 응용개발 가능성과 함께 유용한 산업용 기능성 신소재로의 활용성에서 환경복원용신기능성 신소재, 국민보건 향상과 건강산업 육성발전을 위한 건강용품 개발 및 목재 등의 식물성 유기재료의 자성화 처리를 위한 응용기술로의 활용가능성면에서도 기대되는 바가 크다.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• 제10권E호
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• pp.332-342
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• 1994

40가지 이상의 대기중 화학성분과 기상조건이 1988년 5월과 6월 사이의 MLOPEX기간 동안 동시 측정되었다. MLOPEX의 기본 목표는 인간의 직접적 오염을 받지 않는 청정 대류권(free tropo-sphere)에 위치한 Mauna Loa(Hawaii) 관측소에서 대기중 여러 화학 물질들의 배경 농도들을 파악하고 그들의 상관관계를 규명하며, 그 결과를 광화학적 모델에 적응하여 모델의 적합성과 보완점을 이해하는 것이었다. 예상과는 달리 청정 대류권내에서도 상당히 복잡하고 다양한 농도의 변화를 보여 모델에 적용시킬 배경농도를 단순히 평균값으로 결정 하기에는 어려움이 있었다. 이 연구에서는 cluster와 factor 분석의 통계적 방법을 이용하여 MLOPEX 기간동안 관측소에 나타난 기단(airmass)의 특성을 분류하고, 그 중 청정대기를 대표할 수 있는 농도를 결정하는 것이다. cluster 분석방법은 13가지 분석변수(variable)들을 크게 3가지의 그룹; (1)상대적으로 깨끗하고 오래된 공기를 대표하는 변수들 (2)인위적인 오염을 지시하는 변수들 (3)주위 해양과 화산의 영향을 나타내는 변수들로 분리하였다. 또 factor분석에 의해서는 (1)화산 영향 대기 (2)성층권 대기 (3)오염된 대기경계층 공기(boundary-lay-er air) (4)광화학적 연무(haze) (5)해양성 대기경계층 공기 (6)해양성 청정공기들로 분류되었다. 이 결과를 가지고 계산한 Mauna Loa 관측소의 청정공기 배경농도와 조건값들은 다음과 같다. : $O_3$(41$\pm$10ppbv), HN $O_3$(94 $\pm$ 45pptv), N $O_3$$^{-}$(16 $\pm$ 10pptv), S $O_4$= (60 $\pm$ 0pptv), N $H_4$$^{＋}$ (71 $\pm$ 6pptv), $Na^{＋}$(5 $\pm$ 1pptv), PAN(13 $\pm$9pptv), MeN $O_3$(methyl nitrate, 3.5 $\pm$ 1.5pptv), 2- butyl N $O_3$(0.6$\pm$0.1pptv), $H_2O$$_2$(1015$\pm$44pptv), $C_2$C $l_4$(3.3$\pm$0.1pptv), 응결핵(249$\pm$13$cm^{-3}$), 이슬점온도(-8.5 $\pm$ 5.3$^{\circ}C$).

• 한국해양학회지:바다
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• 제7권4호
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• pp.267-285
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• 2002

동해의 남서쪽해역에 위치하고 있는 독도는 플라이오세에 생성된 화산섬으로 알려져 있다. 그러나 기존의 연구들은 독도 자체의 암석학적인 연구에만 초점을 두어 독도 하부의 화산체에 대한 형태 및 내부구조를 명확하게 알 수 없었다. 따라서 본 연구는 다중빔 음향측심, 32채널 탄성파 탐사 및 3D 중력모델링을 통하여 이와 같은 특성들을 알아내고자 하였다. 연구지역에는 3개의 지형학적인 고지대가 발달되어 있으며 이 고지대들은 일반적인 해산의 특성을 지니고 있어 본 연구에서는 이 고지대를 독도해산, 탐해해산. 동해해산이라 명명하였다. 그리고 연구지역에 발달한 퇴적층의 두께를 규명하기 위하여 32채널 탄성파 탐사를 수행하였다. 취득된 탄성파 자료에 의하면 해산들의 정상부분에는 퇴적물이 거의 퇴적되어 있지 않으나 해산들로부터 멀어질수록 퇴적층이 발달하기 시작하여 연구지역의 서쪽에서는 2000m이상의 두꺼운 퇴적층이 발달하고 있으며 연구지역의 남쪽 및 북쪽지역에서는 약 1000m두께의 퇴적층이 나타난다. 후리-에어 중력이상은 연구지역의 서쪽에서는 -20mGa1 이하의 값을 보이고 있으나 해산 쪽으로 갈수록 점점 증가하여 독도해산의 정상부분에서는 120 mGal 이상, 탐해해산 및 동해해산의 경우 각각 90 mGal 및 70mGa1이상의 후리-에어이상을 보이고 있다. 그리고 연구지역에 나타나는 해산들은 모두 그 중앙부에 독립된 화도(volcanic conduit)를 지니고 있으며 0.5～l.5 km 두께의 광역보상뿌리(regional compensation root)를 형성하고 있다. 연구지역의 해산들이 보여주고 있는 평탄한 정상부는 해수의 침식에 의하여 생성되었으며 이러한 정상부는 평탄한지형이 생성될 당시의 해수면을지시하며 현재 해수면의 위치와 동해에서의 일어난 해저면의 침강정도(subsidence level)를 비교하여 볼 때 해산들은 생성된 이후 약 200～300m정도 침강되었고 형성시기는 최소 12～10Ma이전 인 것으로 사료된다.

• 암석학회지
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• 제28권2호
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• pp.111-128
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• 2019

울릉도는 동해의 해저에서 3,200 m 판내 알칼리 화산의 상단부로 해수면 위에 984.6 m 높이로 출현한 섬이다. 이는 대체로 현무암질에서 조면암질과 포놀라이트질 마그마의 분출에 의해 형성되었으며, 도동현무암질암류, 울릉층군, 성인봉층군과 나리층군으로 구분된다. 최후기에 형성된 나리층군 중 말잔등응회암은 약 18.8~5.6 ka B.P.에 폭발적으로 분출하였으며, 4개 멤버(N-5, U-4, 3, 2)로 구성되는 두꺼운 화성쇄설성 층서로 이루어져 있다. 화학적 자료에 의하면, 최하부의 N-5는 포놀라이트질이고 불호정성 원소가 상당히 풍부하고 희토류(REE) 패턴이 뚜렷한 부의 Eu 이상을 나타낸다. 상부의 멤버 U-4, 3 및 2는 포놀라이트질 내지 테프리포놀라이트질이고 REE 패턴이 큰 Eu 이상을 가지지 않는다. 변화 경향도에서 많은 원소들은 멤버들간에 조성적 단절을 보여주며, 각 멤버(특히 U-4, 3 및 2) 내에서는 하부에서 상부로 감에 따라 포놀라이트질에서 테프리포놀라이트질로 점진적으로 고철질 조성이 증가하는 체계적인 변화 양상을 보여준다. 이는 마그마챔버 내에서 마그마 조성이 상부의 포놀라이트질에서 하부의 테프리포놀라이트질로 변화하는 고철질 누대를 형성했음을 지시한다. 이 화학적 성층화는 마그마챔버에서 열중력확산, 결정분별작용과 점진적 용융 및 순차적 정치 등에 의해 복합적 기구로부터 일어났다고 생각된다. 이 성층화 마그마는 짧은 기간(약 11 ka) 동안 폭발적으로 분출되었고 작은 칼데라를 형성하였다. 특히 두 멤버(U-3, 2)는 각각 8.4 ka B.P.와 5.6 ka B.P. 시기에 성층화된 마그마챔버에서 상부의 포놀라이트질 조성대로부터 하부의 테프리포놀라이트질 조성대로 점진적으로 분출됨으로서 축적되었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권1호
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• pp.290-317
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• 2013

우도 내에 분포하는 여러 지질명소에 대해 자연유산적 학술적 가치를 조사하여, 이들의 보전가치와 세계자연유산으로서의 자격을 평가하였다. 우도는 작은 제주도라고 불릴 만큼 제주도 섬 내에 나타나는 다양한 지질유산적 특징을 가진다. 우도 내에는 우도를 형성한 수성화산체인 소머리오름과 소머리오름이 만들어지면서 형성된 여러 화산지형이 분포한다. 이들은 수성화산 분출에 의해 형성된 응회구와 그 위에 흐른 용암, 그리고 용암 내에 발달되어 있는 용암동굴과 화산 분화 후 재동되어 퇴적된 화산쇄설물이다. 플라이스토세에 이르러 수십 차례에 걸쳐 빙하기와 간빙기가 교호하면서 우도는 섬과 육지환경이 계속적으로 반복해 왔다. 마지막 최대 빙하기 이후에 해수면이 현재와 같이 상승한 약 6000년 전부터 우도 주변의 천해환경에서는 많은 탄산염 퇴적물이 형성되기 시작하였다. 특히 우도와 제주도 사이에 존재하는 수심이 20m 이내의 넓은 천해환경은 홍조단괴가 만들어지는 최적의 환경을 제공하였으며, 현재에도 많은 홍조단괴가 자라고 있다. 이렇게 만들어진 홍조단괴는 태풍에 의해 지속적으로 해안가로 운반되어 홍조단괴로만 이루어져 세계 유일이라고 판단되는 해빈퇴적물을 형성하였다. 하지만 이 해빈퇴적물은 전통적으로 학계에 알려진 해빈퇴적물과는 그 성인적 측면에서 구별된다. 전형적인 해빈퇴적물로는 탄산염 퇴적물로만 이루어진 하얀 모래의 하고수동 해빈, 화산쇄설물이 침식되어 퇴적된 검은 모래의 검멀레 해빈, 그리고 주변의 현무암이 침식되어 커다란 자갈로만 이루어진 톨칸이 해빈이 나타난다. 과거 바람에 의해 탄산염 해빈퇴적물이 육지로 운반되어 형성된 사구층이 나타나며, 우도의 북쪽 해안가 세배곶 지역에는 전형적인 해빈의 형성과 태풍의 영향으로 퇴적된 복합적인 성인을 가진 퇴적물도 나타난다. 화산쇄설물로 이루어진 퇴적층을 따라 발달한 해안 절벽에는 파도의 침식에 의해 형성된 해식동굴이 여러 개 발견된다. 특히 수심 10m 부근에 나타나는 수중 해식동굴은 해수면의 변화를 반영하는 뛰어난 지형으로 평가된다. 이러한 우도의 다양한 지질유산은 우도가 매우 뛰어난 지질다양성을 보여주는 장소임을 지시한다. 전 세계에서 우도의 홍조단괴 해빈과 같이 거의 모든 퇴적물이 홍조단괴로만 이루어진 지역은 매우 드물며, 수중폭발에 의해 형성된 소머리오름은 제주도 내에 나타나는 다른 수성화산체인 성산일출봉, 수월봉, 송악산, 용머리 등과 함께 세계자연유산으로 등재될 자격이 있는 것으로 판단된다. 현재 홍조단괴 해빈은 국가지정 천연기념물로 지정되어 있으나 그 지정 지역 밖에도 더 넓은 지역에 홍조단괴가 형성되고 있으므로 보전지역의 확장이 필요하다. 또한 소머리오름도 그 지질유산적 가치의 보전을 위해 천연기념물로 지정할 필요가 있다.

• 자원환경지질
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• 제54권1호
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• pp.1-19
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• 2021

이번 연구에서는 제주도 한라산 천연보호구역 내 소화산들에 대한 40Ar-39Ar 분석을 실시하고 그 결과를 보고한다. 한라산천연보호구역 내 어리목 상수원 부근에 위치하는 현무암질조면안산암 및 조면암이 192 ka 내외로 가장 오래된 연대를 보였으며, 동수악의 알칼리현무암 184 ka 내외, 만세동산의 조면현무암 153 ka 내외, 장구목오름의 현무암질조면안산암 135 ka 내외, 어승생악의 현무암질조면안산암 123 ka 내외, 삼각봉의 조면암 106 ka 내외 등으로 10만년 이상의 연대를 보인다. 10만년 전 이후의 화산활동으로는 윗방애오름의 현무암질조면안산암 94 ka, 성널오름의 알칼리현무암 92 ka, 물장올의 전이질현무암 81 ka, 영실조면암 71 ka, 보리악의 조면안산암 73 ka, 윗세누운오름과 윗세족은오름의 현무암질조면안산암에서 각각 76 ka, 93 ka, 흙붉은오름의 조면현무암 60 ka, 방애오름과 알방애오름의 전이질현무암은 각각 59 ka, 83 ka, 백록담의 조면암 47 ka, 한라산 북벽의 조면암 35 ka, 윗세붉은오름의 조면현무암 41 ka, 성널오름을 관입한 조면암 32~43 ka, 동수악 부근 조면암 39 ka, 서중천 지류하천의 조면암 37 ka 내외의 연대를 보였다. 따라서 이러한 연대측정 결과로 추정하면 한라산천연보호구역의 화산활동은 약 192 ka에서 홀로세 직전의 17 ka까지 지속되었던 것으로 확인된다. 조면암의 분출시기에 의하면 한라산천연보호 구역은 최소 약 8회의 화산활동이 있었던 것으로 해석할 수 있으며, 이 중 왕관릉, 삼각봉, 영실, 백록담 등과 같이 조면암 돔이 형성된 4회의 화산활동과 용암류의 흐름 또는 암맥상의 조면암이 산출된 4회의 화산활동으로 구분할 수 있다. 한라산천연보호구역의 형성은 지표상에 노출된 용암으로 볼 때 가장 먼저 보호구역 북서부에서 시작되어 남부지역, 동부지역, 그리고 마지막으로 백록담 형성과 관계된 화산활동 등의 순서로 진행된 것으로 해석된다.