적외선 광간섭계 기반의 실리콘 웨이퍼 정밀구조계측

박정재(Jungjae Park) 한국정밀공학회 2014 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2014 No.10월

Abrupt Holocene climate shifts in coastal East Asia, including the 8.2 ka, 4.2 ka, and 2.8 ka BP events, and societal responses on the Korean peninsula

Jungjae Park(박정재) 대한지리학회 2019 대한지리학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.6

멕시코 중부 고산 지역에서 스페인 식민 통치 시기를 전후하여 일어난 인위적 환경 변화

박정재(Jungjae Park) 대한지리학회 2005 대한지리학회지 Vol.40 No.4

스페인의 멕시코 점령시점(16세기 초)을 중심으로 멕시코 고산지역의 주민들이 어느 시기에 보다 광범위하게 주위 환경에 영향을 미쳤는가는 고생태학자 및 고고학자들이 벌이는 주된 논쟁 중의 하나다. 본 연구를 위해 2004년에 멕시코 중부 고산 지대의 Valle de Santiago 지역에 위치하고 있는 7 개의 마르 (maar) 호수들 중 하나인 Rincon de Parangueo에서 4m 정도의 퇴적물 코어를 채취하였다. 채취된 코어에 화분, 세립 탄편 (Microscopic charcoal), 균류 포자 (Fungus spore), 안정 동위 원소, 자화율 (Magnetic susceptibility), 지화학적 분석 등을 수행하였다. Hoya Rincon de Parangueo에서 얻은 고환경 데이터들은 식민 통치 이전과 이후에 일어났던 인간에 의한 환경 변화를 명확하게 보여주고 있다. 비름과 화분과 옥수수 화분은 연구지역 환경이 인간의 영향을 받은 두 시기를 보여준다. 첫 시기는 400 B.C. - A.D. 850 이며 두번째 시기는 A.D. 1550 - 현재이다. 첫번째 시기에는 농경 활동이 태양의 흑점 주기와 관련되었던 것으로 보이며 가장 농경 활동이 활발했던 시기는 A.D. 150 - A.D. 400으로 추측된다. 280㎝ 깊이에서 갑자기 증가하는 δ^(18)O 값은 A.D. 450 년경부터 기후가 점차 건조해졌다는 것을 암시한다. 아마도 이러한 기후 변화로 인해 원주민들이 경작을 포기하고 이주를 하기 시작한 것으로 보인다. 두 번째 시기는 sporormiella의 빈도수가 갑자기 증가하는 식민통치 초기부터 현재까지로 규정할 수 있다. 이 시기에는 벼과 화분 비율과 세립 탄편 농도가 감소하며, δ¹³C 값, 자화율치, 유기물량이 증가한다. 이러한 모든 데이터들은 유럽인들의 식민 통치로 인한 환경의 변화 과정을 설명해주고 있다. 특히 목축 활동으로 인해 자연 화재 빈도수가 감소하면서 메스키트가 혜택을 받은 점은 중요하다고 볼 수 있다. 연구 지역에서는 현재 메스키트를 위주로 한 관목들이 우점하여 자연 초지는 찾아보기 쉽지 않은 상태이다. 이는 이 지역에서 16세기 이후 대규모 목축활동에 의해 식생 변화가 크게 일어났다는 주장에 무게를 실어준다. There is currently no agreement among archaeologists, environmental historians, and paleoecologists as to the relative significance of pre- and post-Conquest human impact on the environments of Highland Mexico. This paper presents the results of pollen, microscopic charcoal, dung fungal spore, isotope, and magnetic susceptibility analyses on ca. 4m sediment core. The coring site is Hoya Rincon de Parangueo, one of the seven maar lakes in the Valle de Santiago. Amaranthaceae pollen, one of important disturbance indicators and Zea mays pollen obviously indicate two periods of agricultural activities. The first period begins ca. 400 B.C. and ends ca. A.D. 850. The second begins around A.D. 1550 and continues to the present. During the first period, the degree of agricultural activities was related to periodical sunspot cycles and the most intense activities were present between ca. A.D. 150 -ca. A.D. 400. The abrupt increase of δ^(18)O around 280 ㎝ may reflect that an important transition to a dry phase took place around A.D. 450. People probably stopped cultivating crops due to dry conditions prevailing since ca. A.D. 450. The second period, the post-Conquest, exhibits a dramatic increase of sporormiella, dung fungal spores resulted from the introduction of cattle. Low Poaceae frequency and charcoal production and high δ¹³C values, magnetic susceptibility, and organic contents all indicate the arrival of the Spanish. Most importantly, it seems that mesquite (Prosopis juliflora) could have benefits from declined fire frequencies caused by cattle grazing. The study area is now entirely dominated by woody plants like mesquite, which clearly demonstrates that serious vegetation change occurred in the study area.

제주 중산간 지역의 과거 경관 변화와 인간 그리고 오름의 환경사적 의미

박정재(Jungjae Park),진종헌(Jongheon Jin) 대한지리학회 2019 대한지리학회지 Vol.54 No.2

본 연구에서는 제주도 물영아리 습지 퇴적물 분석 결과를 토대로 과거 중산간 지대와 오름의 경관 변화 과정을 밝혔다. 인간의 농경이나 목축이 본격적으로 시작되기 전 제주도의 중산간지역은 지금의 모습과는 달리 대부분 산림지대였다. 당시에는 일부 오름에만 초지가 산재하여 분포하고 있었다. 이후 제주도로 들어온 본토의 농경민들은 척박한 토양 탓에 생산성이 떨어지는 작물농경에서 초지 오름을 이용한 목축으로 관심을 돌리게 된다. 이는 제주도에서 원점령기와 조선시대를 거치면서 집약적인 우마 사육이 이루어진 과정의 시작이었다. 화분과 세립탄편 분석 결과에 따르면, 오름 주변의 중산간지역에 목축을 위한 초지 확장이 본격적으로 이루어진 것은 탐라국이 고려의 군현 체제로 편입된 AD 1100년경부터이다. 13세기 말에 이르면 원나라가 제주도의 초지 위에 탐라목장을 설치하는 과정에서 이미 현재와 유사한 크기 및 형태를 갖춘 광활한 초지가 조성된다. 중산간의 이러한 인위적 경관은 고려 및 조선시대에 걸친 지속적인 목축 활동의 영향으로 지금까지 대부분 원형 그대로 남아있다. 제주도에서 독특한 목축문화가 전개될 수 있었던 배경에는 오름이 있었다. 현재 제주도의 거주민들과 방문자들이 오름을 제주도의 대표경관으로 인식하듯이, 과거 원주민들에게도 오름은 그들의 실생활에 큰 영향을 미쳤던 주요 지형이었다. Based on paleolimnological records from Mulyeongari swamp, Jeju Island, we reconstructed the history of landscape change in Jeju mid-mountain area. Before agriculture, the mid-mountain area of Jeju Island was mostly forested land, unlike the present situation. At that time, grasses were scattered only on some oreums (small volcanic cones in Jeju dialect). Because barren soils of Jeju did not allow immigrant farmers from the peninsula to produce enough food for household, they seem to have turned their attention to the livestock farming using oreum grasses. Since then, intensive horse raising continued through the period of Goryeo and Joseon Dynasties in Jeju Island. Our pollen and charcoal records indicate that the size of pastures began to increase rapidly ca. AD 1100 when the Goryeo Dynasty annexed the Tamra Kingdom. By the end of the 13th century, pastures of Tamra Ranch established by the Yuan Dynasty, were extensively expanded to have a similar size to the present grassland. These artificial landscapes of the mid-mountain area have remained largely unchanged until now due to continuous livestock activities during the Goryeo and Joseon Dynasties. Thus, it is likely that the presence of grassy oreums led to a unique herding culture in Jeju Island. As the current residents and visitors of Jeju Island perceive the oreum as the representative landscape of Jeju Island, to the past residents the oreum was a major landmark that had a great influence on their real life.

한반도 홀로세 후기 기후와 적도 태평양 해수면 온도 간의 연관성

박정재(Park, Jungjae) 한국지역지리학회 2018 한국지역지리학회지 Vol.24 No.1

본 논문에서는 최근 제주도 물영아리 습지에서 확보된 홀로세 후기의 고기후 자료를 소개하고 이 자료들을 토대로 동아시아의 기후를 조절하는 인자들이 한반도에 미친 영향을 논하고자 한다. 인간의 교란을 거의 받지 않은 물영아리 오름의 퇴적물은 퇴적율 또한 높은 편이라 우리나라에서 홀로세 후기에 대한 고해상도 기후정보를 얻을 수 있는 몇 안되는 곳 중 하나이다. 물영아리 프록시 자료들은 동아시아 동부 지역의 기후와 적도 태평양의 기후 간 강한 원격상관이 존재했음을 일관되게 지시한다. 물영아리 분석 자료를 통해 지난 1000년 간의 한반도 기후를 추정해 보면 중세온난기는 상대적으로 온난건조했고 소빙기는 냉량습윤했다. 습윤했던 소빙기에 홍수와 태풍의 급증으로 인한 피해가 경신대기근과 같은 대형 재해로 이어졌던 것으로 보인다. 이러한 기후적 특징은 대략 6000 BP부터 강해지기 시작한 장주기 ENSO와 관련이 깊다. 즉, 중세온난기에는 엘니뇨가 강화되어 서태평양에서 열대성 저기압의 생성 빈도가 줄어들었고 그 결과 한반도로 전달되는 강수량은 감소했던 것으로 보인다. 반대로 소빙기에는 라니냐의 강화로 한반도의 강수량은 상대적으로 많았다. 적도태평양 온도 변화가 한반도를 포함하는 동아시아 동부 지역의 기후변화와 높은 상관관계를 갖는다는 사실은 미래 이 지역의 기후변화에 대한 대응책을 마련하고자 할 때 숙지해야할 점이다. In this paper, driving forces behind late Holocene East Asian climate change are discussed based on climate proxy data recently produced from Mulyoungari swamp, Jeju Island. High sedimentation rates and little human disturbance in Mulyoungari crater allow the high resolution reconstructions of late Holocene climate change. Mulyoungari proxies all reflect a robust link between changes in coastal climate of East Asia and western tropical Pacific (WTP) SSTs. According to them, warm/dry (cool/wet) conditions prevailed during the Medieval Climate Anomaly (Little Ice Age) in Jeju Island. Intensified typhoons and floods during the Little Ice Age probably led to an increase in natural disasters, for example, the great Gyungsin famine. Such climate variations were mostly attributable to the strengthening of long term ENSO-like variability after ~6000 BP. El Niño-induced cooling of SSTs during the Medieval Climate Anomaly seem to have reduced the generation of tropical cyclone and consequently the moisture transfer to the Korean peninsula. In contrast, wetness dominated the peninsula because of more consistent La Niña-like conditions during the Little Ice Age. Mulyoungari data imply that close attention should be paid to tropical Pacific SSTs to predict properly future climate change in coastal East Asia and Korea.

[정밀측정 부문] 길이 표준에 소급하는 다층 박막 두께 측정 신뢰성 평가 방법

박정재(Jungjae Park) Korean Society for Precision Engineering 2023 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2023 No.11

우리나라의 고기후 복원을 위한 습지 퇴적물의 안정동위원소 분석 가능성 연구

박정재(Jungjae Park) 대한지리학회 2008 대한지리학회지 Vol.43 No.4

호수나 습지 퇴적물을 대상으로 동위원소분석을 실시하여 얻은 결과들은, 다양한 해석들을 통해 고기후를 복원하는데 일조할 수 있다. 호소퇴적물의 경우 보통 유기ㆍ무기 탄산염 등을 추출하여 산소ㆍ탄소 동위원소 분석을 실시하게 된다. 산소동위원소 분석은 과거의 기온과 습도 변화를 정량적ㆍ정성적으로 복원하는데 이용되며, 탄소동위원소 분석결과는 호수의 주위환경 변화나 인간의 영향 등을 파악하는데 유용하다. 그리고 고산습지의 피트 층에 존재하는 반부패상태의 물이끼는 탄소동위원소분석의 좋은 시료이며 기온, 대기 중 이산화탄소압 등 고기후 정보를 제공해준다. 해안의 염습지나 염하구 등의 습지지역에서는 육상기원의 유기물과 해상기원의 유기물이 서로 탄소동위원소비율값에서 차이를 보인다는 점을 이용하여 해수면 상승에 관한 연구를 할 수 있다. 또한 탄소동 위원소비율이 상이한 C4 식물과 C3 식물이 염도에 따라 분포가 변한다는 점을 이용하여 몬순과 관련된 연구를 할 수도 있다. 우리나라의 경우 아직까지 동위원소분석방법을 이용한 고환경 연구들이 활성화되어있지 않은 상태이며, 이는 연구방법에 대한 관심 부족과 국내에서는 적절한 시료 채취에 어려움이 존재한다는 점에 기인한다. 제주도의 하논, 무제치늪이나 용늪 같은 고산습지, 그리고 해안의 염습지 등에서 얻은 퇴적코어들에 동위원소 분석을 시행하면, 우리나라 고환경 연구에 도움이 되는 흥미로운 결과가 산출될 수 있을 것으로 사료된다. Stable isotope analyses on lake or wetland sediments are useful to reconstruct paleoclimate. Organic and inorganic carbonates obtained from lake sediment are isotopically analyzed to get oxygen and carbon isotopic ratios. Oxygen isotope ratios can be used to quantitatively and qualitatively reconstruct paleo-temperature or humidity while carbon isotope ratios be used to reveal environmental changes around the lake or human impacts on the area. Peat mosses in peat bogs are nice samples for the carbon isotope analysis, which derives paleo-temperature and paleoatmospheric CO₂ changes. In coastal area, the reconstruction of past sea-level is possible because terrestrial originated organic matter is carbon isotopically different from marine originated organic matter. Also, scientists can do research on Asian Monsoon based on the fact that ∂13C of C3 plants and C4 plants are consistently different each other and that they are distributed differently with respect to salinity. In Korea, paleoenvironmental studies using stable isotopes are not popular yet because of low academic interests on the methodology and difficulties of obtaining proper sediment samples. Interesting results can be produced to answer paleoenvironmental questions of Korea if scientists isotopically analyze sediment cores from a paleo-lake such as Hanon in Jeju island, peat bogs such as Mujechi-Neup and Yong-Neup, and coastal wetlands.

홀로신 중기 광주광역시 연산동 일대의 고식생 및 고기후 변화

박정재(Jungjae Park),김민구(Minkoo Kim) 대한지리학회 2011 대한지리학회지 Vol.46 No.4

광주광역시 화전 유적지의 습지 퇴적물에 화분분석, 수침목재 동정, 그리고 기초적인 퇴적물 분석 등을 수행하여 얻은 결과를 토대로 이 지역의 홀로신 중기 고식생 및 고기후를 유추해 보았다. 약 8200 ~ 6800년 전에는 홀로신 기후최적기에 비해 기후가 다소 건조하여, 참나무 개체수는 상대적으로 적었고 다양한 수목들이 함께 서식했다. 약 6800 ~ 5900 년 전은 홀로신 기후최적기로 온난 습윤한 기후가 강화되면서 참나무속에 유리한 환경이 조성되었으며 저습지의 면적이 감소하였다. 6100 년 전 경에는 한반도 남동부에서 홀로신 기후최적기의 지속으로 극상림에 가까운 삼림이 형성되었다. 약 5900 ~ 4700 년 전에는 기후가 냉량건조해지면서 극상 림인 참나무숲의 면적뿐 아니라 전체 삼림 면적이 감소하였다. 이 시기 말미에는 기후의 일시적인 호전으로 오리나무숲이 팽창하였다. 마지막으로 약 4700 ~ 3300 년 전에는 오리나무의 세력이 감소하고 참나무가 우점했으며 상대적으로 건조한 기후가 지속되면서 삼림의 밀도는 낮았다. The aim of this research is to infer paleovegetation and paleoclimate in the Hwajeon archeological site of Gwangju city during mid-Holocene through the analysis of pollen, waterlogged woods, and sediments. Between 8200 ~ 6800 years ago, relatively dry climate resulted in a weakened dominance of oak and high diversity of tree genus. During the Holocene climatic optimum period (6800 ~ 5900 years ago), oak forests expanded while wetland areas diminished as warm/humid climate intensified. Between 5900 ~ 4700 years ago, the entire forest area as well as oak climax forests was reduced due to a relatively cool/dry climate. However at the end of this period, oak forests expanded since a favorable climate condition temporarily resumed. Lastly, between 4700 ~ 3300 years ago, oaks dominated but alders were weakened. The density of forest was low because of a relatively dry climate in this period.

Holocene Environmental Change and Human Impact in Hoya San Nicolas, Guanajuato, Mexico

박정재(Jungjae Park) 대한지리학회 2005 대한지리학회지 Vol.40 No.5

본 연구에서는 중부 멕시코 바히오 지방에 위치한 바예 데 산타아고 시의 마르 호수 중 하나인 호야 산 니콜라스에서 채취한 시료를 분석하여 고환경을 복원하였다. 마르 호수 퇴적물은 고해상의 고환경 복원이 가능하기 때문에 널리 이용되고 있다. 연구방법으로 화분, 동위원소, 지화학적 분석 등을 시도하였다. 분석결과를 보면, 11,000년 전에서 8,900년 전까지 기후는 건조하였고, 8,900년 전부터 7,000년 전까지는 습했으며, 7,000년 전부터 4,000년 전까지 건조하였고, 4,000년 전부터 현재까지는 다시 습했다. 두 건조한 기간(ca. 11,000-ca. 8,900 cal yr B.P., ca. 7,000-ca. 4,000 cal yr B.P.)에 소나무 화분이 비율이 아주 높게 나온다. 이는 건조한 기후로 호수가 마르면서 전체적으로 화분이 파괴되었음을 의미한다. 다시 말하면, 가장 단단한 화분중의 하나인 소나무 화분은 건조한 상태에서 다른 화분보다 상대적으로 잘 버티므로 소나무 화분의 높은 비율은 기후가 건조했음을 뜻한다고 볼 수 있다. 두 건조시기에는 호숫물이 말라 퇴적이 중단된 기간이 있었을 것으로 사료된다. This paper presents a paleoenvironmental study on Hoya San Nicolas, a maar lake in Valle de Santiago in Central Mexican Bajio. Maar lake sediments have been widely used for high-resolution reconstruction of paleoenvironment. Many different paleoenvironmental proxy data such as stable isotopes, pollen, and sediment chemistry were produced in this study. These data help to reveal paleoenviromental changes throughout the whole period covered by sediment materials from this study site. The evidence indicates that during ca. 11,000 - ca. 8,900 cal yr B.P. there was dry climate; during ca. 8,900 - ca. 7,000 cal yr B.P. it was wetter; during ca. 7,000 - ca. 4,000 cal yr B.P. drier; during ca. 4,000 cal yr B.P - the present wetter. Prominent dominance of Pinus pollen during ca. 11,000 - ca. 8,900 cal yr B.P. and during ca. 7,000 - ca. 4,000 cal yr B.P. may reflect very low lake levels resulting in poor preservation of pollen. Pinus pollen, the most resistant pollen type, may have been able to survive severe deterioration due to arid climate, but other pollen types may not. Due to likely droughts in these periods, a sedimentation gaps are probably present in the core.

홀로세 후기 강원 영동 지역의 벼농경과 환경 변화

박정재(Jungjae Park),신영호(Young Ho Shin) 대한지리학회 2012 대한지리학회지 Vol.47 No.5

강원 영동지역의 천진호와 쌍호에서 확보한 석호 퇴적물을 분석한 결과, 천진호는 AD 780에, 쌍호는 100 BC에 벼농경이 개시된 것으로 추정된다. 두 지점이 멀지 않은 거리 내에 있고 해안으로 연결되어 있음에도 불구하고 벼농경 시작 시점에 큰 차이가 나타나고 있다. 이는 화분자료를 활용하여 특정지역 벼농경문화의 정확한 전파 시점을 파악하는 것이 쉽지 않음을 시사한다. 강원 영동 지역의 경우, 낮은 농경 생산성으로 말미암아 벼농경 문화가 최초로 전파된 시점과 벼농경이 본격적으로 시작된 시점 간에 시간적인 차이가 있었던 것으로 사료된다. 천진호 및 쌍호 분석 자료 모두에서 벼농경이 본격적으로 시작된 지 약 250년 후부터 농경지시화분들의 중요도가 더욱 커지고 산지의 침식이 빠르게 증가하는 모습이 나타난다. 이는 벼농경의 활성화로 인구가 증가함에 따라 저지대에서 산지로 거주지역의 확대가 나타났고 이로 인해 산림이 영향을 받았음을 시사한다. We analyzed two radiocarbon-dated lagoonal sediment cores from Cheonjinho and Ssangho using various biogeochemical methods. As a result, the start times of rice agriculture are estimated to be AD 780 for Cheonjinho and 100 BC for Ssangho. There is a large temporal difference in the beginning of rice agriculture between two study sites even though they are closely located on the coast. This result indicates that pollen records are not sufficient to approximate the start time of rice agriculture accurately. A temporal lag seems to exist between the time when rice agriculture was first introduced and the time when full-scale rice agriculture began in the Yeongdong region, probably because of low agricultural productivity. In both study sites, rice agriculture intensified and slope erosion increased 250 years after full-scale agriculture began. This suggests that intensified rice agriculture resulted in an increased number of inhabitants, settlement expansion to hilly areas, and the consequent deforestation.