남해 대륙붕 홀로세 퇴적물의 유기지화학적 특성과 고해양학적 의미

공기수,한현철,김성필,김지훈,Kong, Gee-Soo,Han, Hyun-Chul,Kim, Seong-Pil,Kim, Ji-Hun,Stott, Lowell 대한자원환경지질학회 2009 자원환경지질 Vol.42 No.2

섬진강부근 남해 대륙붕에서 획득한 시추퇴적물에서 유기지화학적(TC, TN, TS, $CaCO_3$, TOC, C/N, $\delta^{13}C$) 그리고 열분해(HI, OI, Tmax) 분석을 통하여 유기물 성분의 공간적 변화와 유기물 기원의 시간적 변화를 조사하였다. 섬진강 하구에 인접한 코아 SJ03에서 TC, TN, TS 값은 비교적 낮고 일정한 값을 보인다. 그러나, 내대륙붕 중앙 지역에서 획득한 코아 SJ02와 SJ04에서 이들 값은 다소 증가하며 그 변화 폭도 커진다. 내대륙붕 외곽경계에서 획득한 코아 SJ01과 SJ05에서 이들 값은 가장 큰 폭의 변화를 보인다. 내대륙붕 외곽경계에서 획득한 코아 SJ01에 나타난 유기물의 수직적 특성은 이 지역이 9.0 kyr B.P경 뚜렷한 환경변화를 겪었음을 지시한다. 이 시기에 TC, TOC, TN, $CaCO_3$, $\delta^{13}C$, HI, Tmax는 급격히 증가한 반면, C/N과 OI는 감소한다. 비록 퇴적물내 유기물의 함량은 높지 않으나, 이러한 변화는 9.01 cyr B.P이전 섬진강의 영향으로 퇴적물내 육상기원의 유기물이 우세하다가 9.0 kyr B.P이후 대마 난류 유입으로 해양기원의 유기물이 우세하게 되었음을 지시한다. Spacial variation in organic components and temporal variation in the origin was examined through the organic geochemical (TC, TN, TS, $CaCO_3$, TOC, C/N, and $\delta^{13}C$) and pyrolysis analysis (HI, OI, and Tmax) in the core sediments which were acquired in the continental shelf of the South Sea close to Seomjin River. Levels of TC, TN, and TS show relatively low and constant in the core SJ03 located close to the Seomjin River mouth, while those are increased a little with being varied with low amplitude in the core SJ02 and SJ04 acquired at the middle of inner shelf area. They fluctuated with high amplitude in the core SJ01 and SJ05 near to the outer boundary of inner shelf. The vertical characteristics of organic components in the core SJ01 acquired at the outer boundary show that the area has undergone distinctly the environmental change at 9.0 kyr B.P. After 9.0 kyr B.P., Levels of TC, TOC, TN, $CaCO_3$, $\delta^{13}C$, HI, and Tmax are rapidly increased, while C/N and or are significantly decreased. Even though the contents of organic components are not high, such a changes reflect that the terrigenous organic matters were predominant before 9.0 kyr B.P due to the influence of Seomjin River, but after then, the marine organic matters have dominated due to the inflow of the Tshusima current.

심해 저층환경충격 시험지역의 퇴적물 지화학적 특성

공기수,형기성,최헌수,지상범 한국해양과학기술원 2014 Ocean and Polar Research Vol.36 No.4

The benthic environmental impact experiment addresses environmental impacts at a specific site related to deep-sea mineral resource development. We have acquired several tens of multi- or box core samples at 31 sites within the Benthic environmental Impact Site (BIS) since 2010, aiming to examine the basic properties of surficial deep-sea sediment as a potential source for deep-water plumes. In this study, we present the geochemical properties such as major elements, rare earth elements (REEs), and heavy metal contents at the BIS. Such proxies vary distinctly according to the Facies association. The lithology of all core sediments in the BIS corresponds to both Association Ib and Association IIIb. The vertical profiles of some major elements (SiO2, Fe2O3, CaO, P2O5, MgO, MnO) show noticeable differences between Association Ib and IIIb, while others (Al2O3, TiO2, Na2O, and K2O) do not vary between Association Ib and IIIb. REEs are also distinctly different for Associations Ib and IIIb; in Association Ib, REY and HREE/LREE are uniform through the sediment section, while they increase downward in Association IIIb like the major elements; below a depth of 8 cm, REY is over 500 ppm. The metal enrichment factor (EF) evaluates the anthropogenic influences of some metals (Cu, Ni, Pb, Zn, and Cd) in marine sediments. In both Associations, the EF for Cu is over 1.5, the EF for Ni and Pb ranges from 0.5 to 1.5, and the EF for Zn and Cd are less than 0.5, indicating Cu is enriched but Zn and Cd are relatively depleted in the BIS. The vertical variations of geochemical properties between Association Ib and IIIb are shown to be clearly different, which seems to be related to the global climate changes such as the shift of Intertropical convergence zone (ITCZ).

연약지반 구간의 유지관리 방안

공기수,정대석,신갑철 한국재난정보학회 2018 한국재난정보학회 학술대회 Vol.2018 No.11

본 연구에서는 00지자체 A, B지소 관할의 연약지반 현황 및 특성을 분석하고 소성변형, 거북 등 균열, 히빙 등, 도로의 변형상태 등의 원인을 파악하고자 한다. 도로 연약지반에 대하여 연 구 및 적용한 국내·외 사례를 조사 문제점 등을 분석하여 지방도 공사 및 유지관리 시 적용 방 안 마련하고 연약지반에 대한 지역별 현황 및 특성을 분석하여 이후 도로사업 추진 시 공법선 정, 유지관리 대책에 활용할 수 있는 기준으로 제시하고자 한다.

한국 남부 연안해역의 탄소동위원소연대 보정

공기수,이치원,KONG, GEE SOO,LEE, CHI WON 한국해양학회 2005 바다 Vol.10 No.2

한국 주변해역의 해양시료에서 측정된 탄소동위원소 연대 값을 실제 역년(calendar age)값에 가깝게 변환하기 위하여 국립수산과학원(NFRDI)에서 제공한 핵실험 이전인 1942년에 한국 연안에서 채취한 2종의 연체동물 패각 시료를 이용하여 marine reservoir correction$({\Delta}R)$ 값을 측정하였다. 남서해안에서의 측정된 ${\Delta}R$ 값은 $-117\pm45\;^{14}C\;yr$, 남동해안에서 측정된 값은 $-160\pm35\;^{14}C\;yr$로 계산되었다. 이 값들은 황해의 중국연안에서 측정된 값들의 범위에 속하는데 이는 중국과 한국 연안해역에서 reservoir $^{14}C$ age가 지구규모의 해양 평균 reservoir $^{14}C$ age보다 적은 값을 갖고 있음을 말한다. 이들 지역의 낮은 ${\Delta}R$ 값은 아마도 담수유입의 영향을 반영하는 것으로 생각된다. 본 연구에서 제시된 ${\Delta}R$값은 한국 주변해역에서 측정된 탄소동위원소 연대 값을 실제 역년 값에 가깝게 변환시킬 수 있도록 도움을 줄 것이다. Marine reservoir correction $({\Delta}R)$ values are measured using two species of mollusk tests collected by NFRDI in 1942 before nuclear bomb testing to convert the radiocarbon age to calendar age in Korean coastal waters more accurately. The ${\Delta}R$ values are calculated to be $-117\pm45\;^{14}C\;yr$ in the southwestern coast of Korea and $-160\pm35\;^{14}C\;yr$ in southeastern coast. These values are similar to those in Chinese coast of the Yellow Sea $(-81\pm60\~-178\pm50\;^{14}C\;yr$, indicating that regional reservoir $^{14}C$ ages of these areas are lower than mean global reservoir $^{14}C$ age. The lower ${\Delta}R$ values in these areas are presumed to be mainly caused by influence of fresh-water inflow. The ${\Delta}R$ values presented In this study enhance the accuracy in converting radiocarbon age to calendar age in Korean coastal waters.

황해 동부 사퇴분포지역의 표층퇴적물 특성과 Simrad EM950(95 kHz)멀티빔 후방산란 음압간 상관관계

공기수,김성필,박요섭,민건홍,김지욱,박수철,Kong, Gee-Soo,Kim, Seong-Pil,Park, Yo-Seop,Min, Gun-Hong,Kim, Ji-Uk,Park, Soo-Chul 대한자원환경지질학회 2006 자원환경지질 Vol.39 No.6

표층퇴적물의 특성과 멀티빔 후방산란 음압의 상관관계를 알아보기 위하여 사퇴가 발달되어 있는 황해 동부해역에서 Simrad EM950 멀티빔 수심기와 그랩을 이용하여 후방산란 음압 자료와 표층퇴적물 시료를 취득하였다. 연구지역은 분급이 양호한 세립사로 덮여있는 서쪽 사퇴 지역과 분급이 불량하고, 자갈과 패각편을 포함하는 중사가 우세하게 덮여 있는 동쪽의 사퇴가 없는 지역으로 나뉜다. 두 지역의 입도차이는 두드러지지 않으나, 후방산란 음압의 변화는 뚜렷한 차이를 보인다. 연구지역의 멀티빔 후방산란 음압은 표층 퇴적물의 입도와 높은 상관관계를 보일 뿐만 아니라 탄산염 함량과도 깊은 관계를 갖는 것으로 나타났다. 상대적으로 높은 탄산염 패각편의 함량은 해저면의 거칠기와 입도의 증가를 야기 시킨다. 동쪽의 사퇴가 없는 지역에서 높게 나타나는 후방산란 음압 값은 조립한 입도와 상대적으로 높은 탄산염 패각편 함량의 영향을 반영하는 것으로 여겨진다. Simrad EM950 multibeam data and surficial sediment grab samples were acquired to correlate backscatter strength with surficial sediment properties in the eastern Yellow Sea which tidal sand ridges are dominantly developed. The study area is divided into the western sand ridge zone characterized by well sorted, fine sandy sediment, and the eastern non-sand ridge zone characterized by poorly sorted, medium sand with some gravels and shell fragments. In spite of minor difference in grain size between two zones, the variations of backscatter strength between two zones are distinct. Multibeam backscatter strength of study area shows good correlation with the grain size of surface sediment as well as the carbonate contents. High occurrence of carbonate shell fragments can increase grain size and bottom roughness. The dominance of higher backscatter strength in the eastern non-sand ridge zone may reflect the effects of coarse grain size and high shell fragments contents.

FastXcorr : FORTRAN Program for Fast Cross-over Error Correction of Marine Geophysical Survey Data

김경오,강무희,공기수,Kim, Kyong-O,Kang, Moo-Hee,Gong, Gee-Soo The Korean Society of Economic and Environmental G 2008 자원환경지질 Vol.41 No.2

해양에서 관측되는 해양지구물리 탐사자료에는 위치오차, 기기오차, 관측오차, 해상 상태 등 다양한 원인에 기인하는 오차가 포함되어 있다. 이에 의해 한 기관에서 해양지구물리 탐사 자료를 취득할 때나 여러 기관에서 취득된 해양지구물리 탐사자료를 취합할 때 많은 교차점오차가 발생하고, 이러한 교차점오차는 부적절한 해석을 야기하는 인위적인 이 상대를 만든다. 교차점오차를 줄이기 위한 다양한 방법들이 제시되었지만, 이들 대부분의 방법들은 교차점을 찾기 위해 각각의 점자료(point data) 혹은 선분자료(segment data)를 모두 비교함으로써, 불필요하게 많은 계산시간을 요구하게 된다. 따라서 본 연구에서는 중복구역나눔 방법을 도입하여 빠르게 교차점을 찾고, 가중치선형내삽 방법을 이용하여 교차점오차를 보정하는 포트란(FORTRAN) 프로그램 (FastXcorr)을 개발하였다. Many cross-over errors due to position errors, meter errors, observation errors, sea conditions and so on occur when marine geophysical data collected by own and other agencies are merged, and these errors can create artificial anomalies which cause an improper interpretation. Many methods have been introduced to reduce cross-over errors. However, most methods are designed to compare each point or segment data to find cross-over points, and require a long processing time. Therefore, FORTRAN program (FastXcorr) is presented to fast determine cross-over points using an overlap-sector, and to adjust cross-over errors using a weighted linear interpolation algorithm.

대한해협 대륙붕 해역의 홀로세 해수면 상승과 고환경변화

남승일,장정해,공기수,김성필,유동근 한국제4기학회 2003 제사기학회지 Vol.17 No.1

대한해협 북서연안의 내대륙붕(약 40m수심)에서 약 31m의 심부 코아 SSDP-102를 시추하여, 고해상의 층서를 확립하고 홀로세 해침에 의한 고환경 변화를 복원하기 위하여 퇴적상과 유기지화학 분석을 수행하였다. 시추 코아의 층서는 6점의 AMS $^{14}C$ 연대측정 자료를 이용하였으며, 약 12.1 ka BP 이후의 퇴적환경 변화가 기록되어 있다. 탄성파 탐사자료와 퇴적물 암상 그리고 유기지화학 자료에 의하면 코아 SSDP-102는 음향 기반암 위에 쌓인 3개의 퇴적 단위 (Unit III, II, I)로 나뉘어 지며, 각 Uni에는 해침이 시작된 이후 3회에 걸쳐 뚜렷한 퇴적환경변화가 기록되어 있다. (1) Unit III은 12.1에서 6.2 ka BP까지 해침이 시작된 염하구 환경: (2) Unit II는 6.2에서 5.1 ka BP까지 해수면 상승이 둔화된 연안환경: (3) Unit 1은 5.1 ka BP 이후 현재까지 연안 및 외해 환경에서 퇴적되었다. 특히 대마난류의 영향을 받는 현재의 퇴적환경은 약 5.1 ka BP 이후 점진적으로 형성된 것으로 보인다. A 31m-long sediment core (SSDP-102) was taken from the inner shelf (about 40m water-depth) off the northwestern coast of the Korea Strait. Detailed lithofacies and organic-geochemical analyses were performed to establish a high-resolution stratigraphy in the Korea Strait shelf and to reconstruct the paleoenvironmental changes associated with the Holocene marine transgression. The stratigraphic framework of the core was primarily established using 6 AMS $^{14}C$ ages. The sedimentary record of the core SSDP-102 allows for the reconstruction of the paleoenvironmental changes during the last 12.1 ka BP. According to the high-resolution seismic reflection profiles, lithofacies and organic-geochemical data, the core SSDP-102 can be divided into three units (III to I in ascending order) above the acoustic basement. The three units reflect distinct changes of depositional environments resulted from the post-glacial marine transgression. Therefore, it is suggested that three phases of sea-level change have occurred within the inner shelf of the Korea Strait following the Holocene marine transgression. (1) estuarine environments from ca. 12.1 to 6.2 ka BP; (2) near-shore environments with a period of decreased rising of sea level between 6.2 and 5.1 ka BP; (3) near-shore to modem marine environments after 5.1 ka BP. In particular, the present marine conditions influenced by the warm Tsushima Current have been gradually established after ca. 5.1 ka BP.

Paleoenvironmental changes in the Korea Strait during the last 12 ¹⁴C ka BP

남승일,장정해,공기수,김성필,유동근 대한지질학회 2001 대한지질학회 학술대회 Vol.2001 No.

KODOS 망간단괴의 SiO₂-CaO-MnO 상관관계와 분포양상

장세원,이성록,공기수,장정해,강중석,최헌수 한국해양과학기술원 2004 Ocean and Polar Research Vol.26 No.2

SiO2 and CaO are added to decrease the smelting temperature in the reduction-smelting method for manganese nodule processing. These elements are components of the manganese nodules and might be very important controlling factors in the processing due to the locally variable content. The 707 chemical data of manganese nodules acquired from 1994 to 2001 in KODOS(KOrea Deep Ocean Survey) area were used for the hierarchical cluster analysis. The chemical data were classified by the morphological types, and the averages of the chemical data for each station were classified by the facies groups and the localities. All data are plotted on the SiO2-CaO-MnO phase diagram at 1773oK to compare with the best compositional area in the nodule smelting. Variations and distributions of SiO2 and CaO in KODOS nodules were also reviewed. The mineral phases assigned by the cluster analysis are CFA(Carbonate Fluorapatite), Fe-oxide, Al-silicate, and Mn-oxide. MnO contents are generally higher than SiO2 contents in most of the morphological types except for the Is- and It-type. The Dt- and Tt-type show wider range and the E-types show high anomaly in their CaO contents. The stations which belong to facies group A and B show generally higher MnO contents than SiO2 contents, however, the stations of facies group C and D show wide range in their MnO and SiO2 contents. It seems to be very important to control the SiO2 contents in the processing because of the wide range in the northern area. The additions of approximately 10 wt.% CaO and 10 wt.% SiO2 are recommended for the northern area, whereas, the additions of approximately 10 wt.% CaO and 20 wt.% SiO2 are recommended for the southern area.

지자기 방향변화 및 베릴륨 동위원소비를 이용한 북동 적도 태평양 주상시료의 층서확립

김원년,형기성,공기수 한국해양과학기술원 2014 Ocean and Polar Research Vol.36 No.4

A 570 cm-long sediment core was retrieved at 9o57'N and 131o42'W in 5,080 m water depth from the northeast equatorial Pacific and its stratigraphy was established with 10Be/9Be and paleomagnetic measurements. Successive AF demagnetization reveals eight geomagnetic field reversals. In the reference geologic time scale, the eight reversal events correspond to an age of about 4.5 Ma. However, 10Be/9Bebased age yields 9.5 Ma at a depth of 372 cm. Such a large discrepancy in determined ages is attributed to an extremely low sedimentation rate, 0.4 mm/kyr on average, of the study core and resultant loss or smoothing of geomagnetic fields. The composite age model reveals a wide range in the sedimentation rate - varying from 0.1 to 2.4 mm/kyr. However, the sedimentation rate shows systematic variation depending on sedimentary facies (Unit II and III), which suggests that each lithologic unit has a unique provenance and transport mechanism. At depths of 110-80 cm with a sedimentation rate of about 0.1 mm/kyr, ancient geomagnetic field reversal events of at least a 1.8 Myr time span have not been recorded, which indicates the probable existence of a hiatus in the interval. Such a sedimentary hiatus is observed widely in the deepsea sediments of the NE equatorial Pacific.