산소 동위원소를 이용한 서인도양의 수괴 혼합 연구

Abstract

해수의 산소 안정동위원소 비(δ18Osw)는 물 분자를 구성하는 산소동위원소 16O에 대한 18O가 차지하는 비율로 정의되는데 이는 보존적인 추적자로서 염분과 함께 수괴 특성 연구에 활용된다. 기존의 인도양 δ18Osw 연구는 비교적 표층에 제한되어 있기 때문에, 2018년 4월 R/V 이사부를 활용해 60 °E를 따라 3∼13 °S, 67 °E를 따라 3∼25 °S 해역을 관측하여 수층별 δ18Osw을 분석하였고 자료의 공간적인 제약을 극복하고자 GISS (Goddard Institute for Space Studies, NASA) δ18Osw database를 포함하여서인도양에서 수괴의 확장 및 수직적, 수평적 혼합 과정을 이해하고자 하였다. 서인도양의 표층(0∼100 m) δ18Osw과 염분은 위도에 따른 증발과 강우의 차이(E-P effect)에 의해 9 °S에서 가장 낮은 δ18Osw과 염분을 보이고 이 위도를 중심으로 남, 북방향으로 δ18Osw, 염분 모두 증가한다. 중층(100∼1000 m)의 경우에는 수심이 깊어질수록 δ18Osw과 염분이 감소하는 양상을 보인다. 중층 내 δ18Osw과 염분의 직선관계를 이용해 중층의 수직 혼합을 확인할 수 있는데 3 °S에서 25 °S으로 갈수록 중층의기울기(3 °S: 0.78 25 °S: 0.54)가 달라지는 것으로 나타난다. 이는 위도에 따라 중층에 분포하는 수괴의 차이에 의한 것으로 남극에서 형성된 AAIW (Antarctic Intermediate Water)의 세력이 남반구의 저위도로 갈수록 약해지고 북반구에서 확장한 IDW (Indian Deep Water)의 영향이 강해지기 때문이다. 서인도양의 심층-저층(>1000 m)의 δ18Osw과 염분의 관계에서 염분은 34.75로 변화가 거의 없는 반면에 δ18Osw은 수심이 얕아짐에 따라 -0.5‰에서 0.1‰의 상대적으로 큰 변동 보이는데 특히 저위도보다