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남극 아문젠해에서 <sup>234</sup>Th/<sup>238</sup>U 비평형법을 사용한 유광대에서 심층으로의 입자상 유기탄소 침강플럭스 추정; 예비결과
김미선,최만식,이상헌,이상훈,이태식,함도식,Kim, Mi Seon,Choi, Man Sik,Lee, Sang Heon,Lee, Sang Hoon,Rhee, Tae Siek,Hahm, Doshik 한국해양학회 2014 바다 Vol.19 No.2
남극 아문젠해의 탄소순환을 이해하기 위해서 표층에서 심층으로의 입자상 유기탄소 침강플럭스를 ${\psi}$/${\psi}$ 비평형법을 이용하여 추정하였다. 2012년 2월과 3월에 걸쳐 남극 아문젠해의 총 14개 정점에서 깊이별로 해수시료를 채취하였고, 총 ${\psi}$, 용존 ${\psi}$ 및 입자상 유기탄소를 분석하였다. 수심에 따라 총 ${\psi}$의 활동도 농도는 ${\psi}$에 비하여 결핍과 과잉을 나타내었다. 유광대에서 총 ${\psi}$의 결핍 정도는 엽록소 및 형광도와 거울상을 나타내고, 질산염 제거와 수반되어 나타나므로 생물 활동의 영향으로 파악되었다. 심층에서 일어나는 총 ${\psi}$ 결핍은 Fe/Mn 산화물에 의해 이루어지는 것으로 해석되었다. 유광대 바로 아래의 수층에서 나타나는 총 ${\psi}$ 과잉은 재광물화 작용보다는 이 깊이에 집적된 입자상 ${\psi}$에 기인하였다. 정상상태 모델로 추정한 ${\psi}$의 침강플럭스는 평균 $867{\pm}246dpmm^{-2}day^{-1}$이었으며, 유광대에서 질소와 인의 결핍 총량과 밀접한 관련성을 보였다. 입자상 유기탄소와 ${\psi}$의 비율($7.08{\pm}4.27{\mu}molCdpm^{-1}$)을 이용하여 추정한 입자상 유기탄소의 침강플럭스는 평균 $5.9{\pm}3.9mmolCm^{-2}day^{-1}$으로 나타났는데 이 값은 2-3월의 웨델해와 유사한 수준이었다. 입자상 유기탄소 플럭스와 일차생산력의 비율로 나타낸 생물 펌프의 효율(ThE)은 3-54%(평균 28%) 범위였다. In order to understand the carbon cycle in the Amundsen Sea of the Southern Ocean, the export fluxes of particulate organic carbon from the euphotic zone to deep water estimated using ${\psi}$/${\psi}$ disequilibrium method. Seawaters in 14 water columns were collected during February and March 2012, and analyzed for total and dissolved ${\psi}$, and particulate organic carbon. Total ${\psi}$ activities in the water column showed deficiency and excess relative to those of ${\psi}$ depending on the water depth. Deficiency of total ${\psi}$ in the euphotic zone showed mirror images both with chlorophyll-a and fluorescence, and was consistent with the loss of nitrate, which indicated the effect of biological activity. In addition, deficiency of total ${\psi}$ from deep water was associated with the increase of total dissolvable Fe/Mn concentration. Excess total ${\psi}$ activity presented below the euphotic zone might be related to particulate ${\psi}$ concentrated in this water depth. Mean export flux of ${\psi}$ estimated using the steady state model was $867{\pm}246dpmm^{-2}day^{-1}$. Mean export flux of particulate organic carbon, which were estimated by the product of total ${\psi}$ flux and ratio of POC/${\psi}$ ($7.08{\pm}4.27{\mu}molCdpm^{-1}$) in the sinking particles, was $5.9{\pm}3.9mmolCm^{-2}day^{-1}$. These fluxes were similar levels to those in the Weddell Sea during February and March 2008. Export ratios (ThE) relative to the primary production in the euphotic zone were in the range of 3-54% (av. 28%).
높은 Mn/Fe 비를 가지는 동시베리아해 천해저 망간단괴의 성인
구효진(Hyo Jin Koo),조현구(Hyen Goo Cho),진영근(Young Keun Jin),이동헌(Dong-Hun Lee),김지훈(Ji-Hoon Kim),이태식(Tae Siek Rhee) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
최근 동시베리아해 대륙붕에서 이례적으로 높은 Mn/Fe 비를 가지는 천해저 망간단괴(shallow-water manganese nodule)들이 발견되었으며, 이 단괴들의 특성과 형성 메커니즘은 천해저 망간단괴 뿐만 아니라 북극해 해양 환경의 이해를 위해 중요하다. 동시베리아해 망간단괴는 아라온호를 이용한 4차례의 탐사들을 통해 수심 160-240 m의 대륙붕 환경에서 발견되었으며, 예비 연구 결과에서 기존의 천해저 망간단괴들과 달리 높은 Mn/Fe 비를 가지는 것으로 알려졌다. 이번 연구에서는 망간단괴의 형태적, 화학적 특징을 통해 동시베리아해 망간단괴의 독특한 특성과 성인을 알아보고, 박스코어 퇴적물, 공극수 및 해수 데이터 셋을 이용하여 망간단괴의 형성환경을 규명하고자 한다. 동시베리아해 망간단괴의 낮은 희토류 및 미량금속의 함량은 기보고된 천해저 망간단괴의 특성과 동일하며, 이는 단괴의 빠른 성장속도와 관련될 수 있다. 그러나, 관찰된 형태와 화학조성은 기보고된 천해저 망간단괴들과는 크게 다르며, 전반적으로 속성기원(diagenesis)의 심해저 망간단괴(deep-sea manganese nodule)의 특성과 유사하다. 공극수와 총유기탄소, δ<SUP>13</SUP>C 데이터는 단괴의 속성 성장이 따뜻한 기후동안 증가된 해양 생산성으로 인한 아산소(suboxic) 속성작용에 의해 발생됨을 나타낸다. 연구지역의 단괴들의 높은 Mn/Fe 비를 만드는 독특한 환경은 대서양수를 통한 용존산소의 지속적인 공급으로 제안되며, 천해저 환경에서 바닥수로의 산소가 풍부한 수괴의 유입이 Mn/Fe 비가 높은 단괴 또는 입자들을 형성할 수 있음을 보여준다. 이 결과는 북극해의 코어 퇴적물에서 종종 발견되는 금속 입자들에도 적용될 수 있으며, 이들의 고환경적 가치와 관심의 필요성을 나타낸다.