동해 울릉분지 퇴적물에서 망간산화물과 철산화물 환원율 추정

Abstract

동해 울릉분지에서 망간산화물과 철산화물의 유기물 분해 기여율을 정량화하기 위하여 6개의 박스형 시추퇴적물을 채집하였다. 수심이 2,000 m 이상인 울릉분지 표층퇴적물에서 유기탄소 함량은 2.6% 가량으로 육상기원 유기물 유입이 많은 흑해와 용승 해역인 칠레 주변해역들과 비슷했다. 울릉분지에 위치한 정점들에서 망간산화물 함량은 퇴적물 최상부에서 2% 이상으로 매우 높았고, 철산화물 함량은 울릉분지 표층 1~4 cm 내외에서 2% 가량의 최고값을 나타냈다. 그러나 대륙사면 정점들에서 망간산화물과 철산화물 함량은 분지처럼 높은 값을 보이지 않았다. 동해 울릉분지에서 2% 이상으로 높은 망간산화물 함량은 높은 유기탄소 함량과 사면보다 비교적 느린 퇴적속도 때문이거나 망간 이온이 저탁류를 통해 사면에서 분지로 이동한 것으로 예상된다. 망간산화물 환원율은 0.30~0.57 mmol m-2 day-1의 범위를 보였고, 철산화물 환원율은 0.10~0.24 mmol m-2 day-1의 범위를 나타냈다. 울릉분지에서 금속산화물은 유기물 분해에 13~26% 정도를 차지하였으며, 이는 칠레 용승 해역과 유사하고, 덴마크 연안보다 낮은 값이다.

In order to determine organic carbon oxidation by manganese and iron oxides, six core sediments were obtained in slope and basin sediments of Ulleung Basin in East Sea. The basin sediments show high organic carbon contents (>2%) at the water depths deeper than 2,000 m; this is rare for deep-sea sediments, except for those of the Black Sea and Chilean upwelling regions. In the Ullleung Basin, the surface sediments were extremely enriched by Manganese oxides with more than 2%. Maximum contents of Fe oxides were found at the depth of 1∼4cm in basin sediments. However, the high level of Mn and Fe oxides was not observed in slope sediment. Surface manganese enrichments (>2%) in Ulleung Basin may be explained by two possible mechanisms: high organic carbon contents and optimum sedimentation rates and sufficient supply of dissolved Manganese from slope to the deep basin. Reduction rates of iron and manganese oxides ranged from 0.10 to 0.24mmolm−2day−1 and from 0.30 to 0.57mmolm−2day−1 , respectively. In Ulleung Basin sediments, 13∼26 of organic carbon oxidation may be linked to the reduction of iron and manganese oxides. Reduction rates of metal oxides were comparable to those of Chilean upwelling regions, and lower than those of Danish coastal sediments.