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과거 해수 순환을 지시하는 해수기원 네오디뮴 동위원소 비 기록
허영숙(Youngsook Huh),장광철(Kwangchul Jang) 한국암석학회 2014 암석학회지 Vol.23 No.3
해수의 순환이 지구표면의 열 분배 및 궤도함수주기와 천년주기의 기후변화와 밀접한 관계가 있음이 알려지면서 과거 해수의 흐름을 지시할 수 있는 지시자의 개발이 관심을 끌고 있다. 이 논평에서는 해수 자 생성 네오디뮴 동위원소 비를 해수순환의 지시자로 활용하는 원리와 분석방법 그리고 두 가지 적용사례를 소개한다. 먼저 지난 빙하기-간빙기와 아빙기-아간빙기에 걸쳐 북대서양심층수 세기의 변화를 명확히 볼 수 있는 예를 소개한다. 다음으로는 북극해에서 담수의 유입과 해수순환을 재구성한 예를 보인다. Proxies for paleo-circulation are drawing much interest with the recognition that ocean circulation plays an important part in the redistribution of heat and climate change on orbital and millennial timescales. In this review, we will introduce how neodymium isotope ratios of the authigenic fraction of marine sediments can be used as a proxy for ocean circulation along with analytical methods and two case studies. The first case study shows how the North Atlantic Deep Water (NADW) has varied over the glacial-interglacial and stadial-interstadial periods. The second case study shows how the freshwater budget and water circulation within the Arctic Ocean can be reconstructed for the last glacial eriod.
붕소 동위원소를 이용한 북서태평양 쿠로시오 확장역의 post-LGM pCO₂ 변동 기록 복원
방선화(Sunhwa Bang),허영숙(Youngsook Huh) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
해양 탄산염 퇴적물에서의 붕소 동위원소 비(δ<SUP>11</SUP>B)는 과거 해수의 산성도(pH)를 복원할 수 있으므로 고기후, 고해양 연구에 폭넓게 활용되고 있다. 해수에 저장되는 이산화탄소의 분압(pCO₂ of seawater)은 탄산 평형에 의해 결정되며, 평형의 주요 변수에는 pH, 알칼리도, 대기의 CO₂ 분압(atmospheric pCO₂)이 있다. 이 중에서도 특히 pH를 추정할 수 있다면 가장 간단하고 오차가 적은 방법으로 과거 해수의 pCO₂ 값을 계산할 수 있다. 또한 부유성 유공충과 저서성 유공충에서 δ<SUP>11</SUP>B를 통해 pH 차이를 파악한다면 표층과 심층 해수의 pH 차이에 따른 해수의 CO₂ 저장 구조를 해석할 수 있는 지표가 된다. 본 연구에서는 위와 같은 비교를 위하여 post-LGM 시기(마지막 최대 빙하기 이후)에 해당하는 북서태 평양 퇴적물 코어(NPGM/P1302-1B; 32° 16′N, 158° 13′ E; 2514 m 수심)에서 유공충 시료를 채취, δ<SUP>11</SUP>B를 분석하였다. 연구 결과는 부유성 유공충 5종(G. ruber, G. sacculifer, G. bulloides, O. universa, N. pachyderma )과 저서성 유공충 1종(C. wuellerstorfi )의 δ<SUP>11</SUP>B 값으로부터 복원한 pH, pCO₂ 기록을 포함하고 있다. 이 결과들을 북태평양, 동태평양, 그리고 남빙양의 붕소 동위원소 비 연구 결과와 대비하여, 선행 연구에서 기후가 급변한 것으로 보고된 시기에 각각의 해역이 어떻게 반응하였는지 해석하였다. 연구결과에서 나타난 북서태평양의 CO₂ 용해 기록은 전반적으로 대기를 향해 CO₂를 방출하는 해수(CO₂ source)의 특징을 가지며 북태평양과 비슷한 패턴을 보였다. 그러나 종합적인 비교 결과에서는 해수면 변동이 있었던 일부 시기(Heinrich Stadial-1, Holocene)에 특히 강하게 CO₂를 흡수하는 해수(CO₂ sink)로 기능했던 것으로 파악되었다. 이에 따라 다른 고해양 지표 및 주변 대륙의 기후적 사건과 시기를 대비하여 이러한 시기들에 대한 가설을 제시하고자 한다.