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          유빙이 점유한 남극 마리안 소만의 하계기간 수층 구조와 부유물질 분산

          유규철,윤호일,강천윤,김부근,오재경,Yoo, Kyu-Cheul,Yoon, Hoo-Il,Kang, Cheon-Yun,Kim, Boo-Keun,Oh, Jae-Kyung 한국해양학회 2000 바다 Vol.5 No.4

          수리적인 환경 요인(조석, 바람 등)에 따른 하계 서남극 킹조지섬 마리안 소만의 수층 특성과 부유물질 분산을 이해하기 위해 내만에 유빙이 점유했던 시기에 30분 간격으로 CTDT연속 관측을 수행하였고 공간적인 표층 해수의 특성(수온과 염분)과 부유물질농도가 측정되었다. 소만 중앙의 수층은 탁도의 관점에서 크게 1)저온 ${\cdot}$ 저염 ${\cdot}$ 고탁도의 표층 플름과 2)고온 ${\cdot}$ 고염 ${\cdot}$ 저탁도의 맥스웰 만 유입수로 나누어진다. 소만 안쪽의 빙벽 앞과는 달리 빙하기저부 유출에 의한 담수성 수층이 나타나지 않았다. 고온의 맥스웰 만 표층수와 조수빙하/유빙의 열적 융빙은 표층 혼합층을 발달시키며 특히 소만 내 유빙의 점유와 거동으로 인해 맥스웰 만 유입수의 수층 특성이 불안정해진다. 이러한 수층의 불안정으로 인해 조석주기에 따른 맥스웰 만 유입수와 표층 플름의 거동은 나타나지 않았다. 소만 북부 연안에 나타나는 표층 플름에 비해 고온 ${\cdot}$ 고염 ${\cdot}$ 고탁도 표층 플름은 강한 북서풍 계열의 바람으로 위버 반도 서부 연안을 따라 중앙 분지로 유입되는 연안류이다. 표층 플름의 육성기원 쇄설물은 주로 급경사 연안의 빙벽 가장자리와 일부 해안가의 융설수류로부터 유입되며 조석과 바람에 의해 분산되고 조절된다. 특히 대조차 시기의 북서풍은 고탁도의 표층 플름을 내만에 체류시키며 소만 분지에 육성기원 쇄설성입자의 퇴적을 증가시킨다. Vertical measurement of CTDT at about 30 min intervals and spatial surface temperature, salinity, and concentration of suspended particulate matters were conducted to elucidate the character of water column and the dispersal pattern in a floating ice-dominated fjord, Marian Cove, West Antarctica. Marian Cove showed two distinct water layers in terms of turbidity; 1) cold, fresh, and turbid surface plume in the upper 2 m,2) warm, saline, and relatively clean Maxwell Bay inflow between 15-45 m in water depth. Thermal melting of Maxwell Bay inflow and tidewater glacier/floating ices developed the surface mixed layer and the activity of floating ices cause Maxwell Bay inflow to be unstable. Due to the unstable water column, the development of Maxwell Bay inflow and subsequent surface plume are not influenced by tidal frequency. Coastal current generated by strong northwesterly wind may extend warm, saline, and turbid surface plume into the central part of the cove along the northern coast via the western coast of Weaver Peninsula. Terrigenous sediments of meltwaters from the glaciated ice cliffs near the corner of tidewater glacier and some coasts enter into the cove and their dispersion depends upon the hydrographic regimes (tide, wind, wave etc.). At the period of spring tide, the strong wind stress with the northwesterly wind direction reserve suspended sediment-fed surface plume and so allow the possibility of deposition of terrigenous sediments within the basin of cove.

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          동해 연안 표층퇴적물의 이동경로

          유규철,오재경 한국해안해양공학회 1999 한국해안해양공학회 논문집 Vol.11 No.1

          모멘트 입도분석을 통해 구해진 퇴적물 입도조직변수(평균입도, 분급도 및 왜도)를 이용하여 동해 연안사질 퇴적물 이동경향을 밝힐수 있는 Gao and Collins(1992) 방법을 소개하였다. 그 결과로서 파랑에 기인한 연안류가 연안 퇴적물 이동에 관여하는 것으로 밝혀졌다. 동해 연안 표층퇴적물의 이동 경로를 제시할 수 있는 퇴적물이동벡터가 제시되었으며, 실제 이를 반영하는 지형적인 형태로서 남대천 입구에 사취가 존재하는데 연안류에 의한 퇴적물 이동의 결과로 사취가 남쪽으로 길게 발달해 남대천과 바다와의 순환을 차단하는 결과를 가져왔다. 차후 이를 검증할만한 계절적인 조사와 수역학적인 관측이 보완되어야 할 것이다. Gao and Collins method (two-dimensional sediment transport trend-vector model) using grain-size parameters (mean grain size, sorting coefficient, and skewness) calculated by the statistical moment method is introduced to understand semi-quantitatively the sandy and surficial sediment transport trends on a coast of the East Sea. The result is the sediment transport vectors which indicate transport paths of surficial sediment by wave-induced currents. The corresponding morphological feature is a spit developed at the mouth of the Nam¬dae stream, which is a resultant sediment transported by longshore current and is blocking the circulation of ocean. After this, it is thought that seasonal research and hydrodynamic measurements are needed for verification of the results.

        • KCI등재

          남극 킹죠지섬 마리안 소반의 하계 수층 특성과 부유물질 분산

          유규철,윤호일,오재경,김예동,강천윤,Yoo, Kyu-Cheul,Yoon, Ho-Il,Oh, Jae-Kyung,Kim, Yea-Dong,Kang, Cheon-Yun 한국해양학회 1999 바다 Vol.4 No.4

          아남극권 피오르드의 하게 수층 특성과 부유물질 분산 형태를 이해하기 위해 남극 킹죠지 섬 마리안 소만의 조수빙하 앞에서 1998년 l월 21일에서 22일까지 약 24시간동안 CTDT(Conductivity/Temperature/Depth/Transmissivity) 연속관측을 실시하였다. 관측된 연직 수온, 염분 및 투광도 분포 특성을 보면, 마리안 소만에서 특징적인 세 개의 수층이 보인다. 1) 수심 2 m 이내에 존재하는 저온, 저염의 혼탁한 표층 플름, 2) 수심 15~35 m 사이에 존재하는 고온, 저탁도의 맥스웰 만 표층수, 그리고 3) 저온, 저염, 고탁도의 중층 플름(수심 40~65 m)으로 구분된다. 주변수에 비해 저온, 고탁도의 표층과 중층 플름은 육성기원 쇄절성 입자로 구성되며 부유입자의 기원은 각각 용설수류와 빙하기저부 유출수이다. 기온 상승과 강우량 증가에 따라 발달하는 용설수류는 연안 해변으로부터 소만으로 유입되어 혼탁한 표층 플름을 형성하며 조수빙하 기저에서 나오는 빙하기저부 유출수는 중층 플름을 만든다. 마리안 소만 수층구조의 시간적인 변화는 주로 조석주기 및 풍향 풍속과 밀접한 관련을 보인다. 즉 관측기간 후반부에 맥스웰 만 해수의 유입과 마리안 소만 부유물질의 분산은 조석 순환과 관련을 보이나, 관측 전반부에 표층에서 나타나는 탁도 감소와 염분 증가 그리고 맥스웰 만 유입수 및 중층 플름의 약화는 관측 전날 지속된 바람의 영향이 크다. 관측 전날에 지속된 강한 동풍(평균 풍속 8 m $sec^{-1}$ 이상)이 마리안 소만 표층수를 만 밖(서쪽)으로 내보내고 이로 인해 조수빙하 앞에서 중층수의 용승이 관측 초기의 표층과 중층 플름의 발달을 저해하는 것으로 생각된다. 결과적으로 아남극권 피오르드 환경의 빙하 용설수 및 부유입자를 포함한 혼탁한 플름의 분산은 조석에 의해 조절되는 것이 일반적인 현상이지만, 바람과 같은 외부력이 클 경우 수직적인 수층 교환에 의해 플름의 분산 기작이 달라질 수 있음을 고려해야 한다. Vertical CTDT measurement at one point near tidewater glacier of fjord-head in Marian Cove, a tributary embayment of Maxwell Bay, South Shetland Islands was performed for 24 hours during the austral summer (January 21-22, 1998) to present water-column properties and SPM (suspended particulate matter) dispersal pattern in subpolar glaciomarine setting. Marian Cove shows three distinct water layers: 1) cold, freshened, and highly turbid surface plume in the upper 2 m, 2) warm, saline, and relatively clean Maxwell Bay water between 15-35 m in water depth, and 3) cold and turbid mid plume between 40-65 m in water depth. The surface plume is composed of silt-sized clastie particles mixed with flocculated biogenic detritus, and appears to originate from either supraglacial discharge by meltwater streams along the coast or water fall of ice cliff. Freshened and turbid mid plume consists exclusively of silt-sized clastic particles, resulting from subglacial discharge beneath the tidewater glacier. The disappearance of the two turbid plumes during the earlier period of measurement seems to be largely due to the breakup of the plumes by upwelling caused by strong easterly wind (> 8 m $sec^{-1}$). Thus, wind coupling over tidal effects regionally plays a major role in dispersal pattern of SPM as well as water exchange in Marian Cove.

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          서남극 남 쉐틀랜드 군도 마리안 소만에서 바람 및 강수에 의한 여름철 수층 구조의 변화와 부유물질 분산

          유규철,윤호일,오재경,강천윤,김예동,배성호 한국해양학회 2003 바다 Vol.8 No.4

          남극 세종기지 앞에 위치한 마리안 소만의 여름 수층 구조과 부유물질 분산기작을 이해하기 위해 빙벽 앞에서 CTDT 연속측정을 하였으며, 측정기간 동안의 조석, 부유물질농도, 유속, 그리고 기상요인도 함께 분석되었다. 45 시간동안 1시간 간격으로 측정된 연속 수층 특성 분포에 의하면, 수심 0∼20 m에는 저온$.$저염$.$고탁도의 혼합 표층수가 존재하였고, 수심 20∼40 m에 고온$.$고염$.$저탁도의 최대수온층인 맥스웰 만 유입수가 나타난다. 그 아래의 수심 40∼70 m에는 주변 해수에 비해 저온$.$고탁도의 아빙하성 유출수인 중층 플름(빙하기저부)이 위치한다. 마지막으로 수심 70 m 이하에 나타나는 저층수는 저온$.$고염$.$저탁도의 특성을 보였다. 늦여름 (2 월초)에 연안의 높아진 설선에서 녹아 소만으로 유입하는 담수의 특성은 유입지역의 특성(지형, 빙하조건, 퇴적물의 구성 등)에 따라 수온과 부유물질농도에서 차이를 보였으며, 바람이 거의 불지 않는 측정시기 동안에는 저염$.$고탁도의 표층 플름이 유입지역에 제한적으로 나타났다. 지속적으로 강한 바람이 불 경우, 빙벽 앞에서 육성기원의 혼탁한 담수성 플름, 저온의 중빙하성 용승수/조수빙하 융빙수 그리고 맥스웰 만 유입수가 혼합되면서 표층에 혼합층(저온$.$저염$.$고탁도)이 발달하였다. 소만의 강수는 단기간 빙하성 유출 증가의 가장 큰 요인이며, 중빙하성 용승수의 발생은 조수빙하의 상태와 강수량이 크게 좌우하였다. 특히 많은 양의 강수로 인해 아빙하성 중층 플름의 유출량이 커지면서 중층 이하의 수심에 저염화를 초래하였다. 그러나 입자가 거의 없을 정도로 깨끗한 중앙 빙벽에서 나오는 중빙하성 용승수와 중층 플름의 유입량이 클지라도, 낮은 부유물질농도로 인해 육성기원 입자의 소만 퇴적율은 작을 것이다. Time-series CTDT (Conductivity/Temperature/Depth/Transmissivity) were obtained at one point near tidewater glacier of Marian Cove (King George Islands, Antarctica) to present water column properties and SPM (suspended particulate matter) dispersal pattern in relation with tide, current, meteorological data, and SPM concentration. Four layers were divided from the water column characteristics measured in the interval of an hour for about 2 days: 1) cold, fresh, and turbid surface mixed layer between 0-20 m in water depth, 2) warm, saline, and relatively clean Maxwell Bay inflow between 20-40 m in water depth, 3) turbid/cold tongue of subglacial discharges compared with the ambient waters between 40-70 m in water depth, and 4) cold, saline, and clean bottom water beneath 70 m in water depth. Surface plume, turbid freshwater at coastal/cliff area in late summer (early February), had the characteristic temperature and SPM concentration according to morphology, glacial condition, and composition of sediments. The restrict dispersion only over the input source of meltwater discharges was due to calm wether condition. Due to strong wind-induced surface turbulence, fresh and turbid surface plume, englacial upwelling cold water, glacier-contact meltwater, and Maxwell Bay inflow was mixing at ice-proximal zone and the consequent mixed layer deepened at the surface. Large amount of precipitation, the major controlling factor for increasing short-term glacial discharges, was accompanied by the apparent development of subglacial discharge that resulted in the rapid drop of salinity below the mid depth. Although amount of subglacial discharge and englacial upwelling may be large, however, their low SPM concentration would have small influence on bottom deposition of terrigenous sediments.

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          서남극 벨링스하우젠 해 대륙대의 빙해양 퇴적작용

          유규철(Kyu-Cheul Yoo),윤호일(Ho Il Yoon),이재일(Jae Il Lee),임현수(Hyoun Soo Lim) 대한지질학회 2008 지질학회지 Vol.44 No.1

          서남극 대륙대에서 지난 빙하기와 홀로세 동안 일어난 빙해양 퇴적작용을 이해하기 위해 두 개의 퇴적물 코어(중력 코어 1개, 피스톤 코어 1개)를 시추하였다. 두 코어에 대해 퇴적상의 특성을 기술하고, 대자율, X-선 촬영, 입도분석, 지화학 분석 및 점토광물 분석을 실시하였다. 퇴적학적 특성에 따라 세 개의 퇴적상들이 구분되며 이들은 마지막 빙하기, 해빙기 그리고 홀로세 시기의 퇴적작용에 의해 형성된 것으로 해석된다. 첫째는 등 수심 해류, 빙하기저부 기원의 탁류 및 저탁류의 조합으로 퇴적되는 빙하기 육상기원 니질 퇴적물이고, 둘째는 약간의 생물교란 흔적이 나타나는 융빙 유출수에 의한 실트 니질 퇴적물이며, 마지막은 유기쇄설물과 빙하운반 및 풍성 쇄설물의 침강으로 퇴적되는 간빙기의 반원양성 니질 퇴적물이다. 퇴적물 드리프트 1의 경사진 측면 지역과 대륙대 상부에 위치한 퇴적물 드리프트 3의 정상 지역은 서로 다른 퇴적환경을 보이며, 각 환경에서 한 가지 퇴적작용이 우세하거나 여러 가지 퇴적작용이 상호 작용을 한다. The effects of glaciomarine sedimentary processes are recognised from variation of sedimentary facies in two deep sea cores taken from the continental rise of the western Antarctic Peninsula. Two sediment cores (one gravity core and one piston core) were visually described, logged for magnetic susceptibility, and X-radiographed. Their analyses were performed for grain size, geochemistry, and clay minerals. Three sediment types associated with distinct sedimentary processes of last glacial, deglaciation and Holocene are recognized: (1) Terrigenous mud of glacial sediment accumulated from a combination of sedimentary processes including contour/turbidity currents and turbid plumes, (2) slightly bioturbated silt mud derived from meltwater discharges, and (3) hemipelagic mud of interglacial sediment accumulated from the pelagic settling of bioclasts and ice-rafted/wind-transported detritus. Two depositional settings are interpreted within sediment drift 1 (side of the drift) and sediment drift 3 (top of the upper rise), each characterized by the dominance/interaction of one or several depositional processes.

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          서남극 브랜스필드 중앙 해협의 열수 작용

          유규철(Kyu-Cheul Yoo),이종익(Jong Ik Lee),추미경(Mi Kyung Choo),윤호일(Ho Il Yoon),금병철(Byong Chol Geum) 대한지질학회 2017 지질학회지 Vol.53 No.4

          2005년 12월 12일 브랜스필드 중앙 해협의 열수 현상을 찾고자 세자매 해령 부근에서 SBE 911plus CTD를 이용하여 수온, 염분, 용존산소를 측정하였으며, 해저면의 세 측선(A"-A, B"-B 및 C"-C)을 따라 CTD를 견인하였다. 세자매 해령의 주요 수층 구조는 따뜻한 표층수, 남극표층수, 중앙분지 심층수이며, 탐사 기간 동안 여름철 변환된 남극순환심층수는 나타나지 않았다. 세자매 해령의 중앙 해령의 정상부에 나타난 왜곡된 수층 특성은 세자매 해령의 열수 활동에 따른 결과이며, 수심별 용존 금속 분포에서 수심 1,010~1,120 m 사이(중앙 해령의 정상부 바로 위)에 나타난 용존 철, 망간 그리고 구리의 이상치는 열수 분출의 직접적인 증거이다. To find out hydrothermal activity near Three Sisters Ridge in the central Bransfield Strait, water column characteristics (temperature, salinity, dissolved oxygen and turbidity) was measured using SBE 911plus CTD and towed across the seafloor bottom A"-A, B"-B and C"-C lines on December 12, 2005. The main water column structure was surface mixed layer, Antarctic Surface Water (AASW) and central basin bottom water, but there is no existence of modified Circumpolar Deep Water (MCDW) during the expedition. The distorted water column profiles prominent at the summit of middle ridge of Three Sisters Ridge were the results from hydrothemal activity. Anomalies of dissolved Fe, Mn and Cu appeared at 1,010~1,120 m water depth in dissolved metal analysis, matching well with the peculiarity of water column characters.

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