동해에서 228Ra 추적자를 이용한 유기 탄소와 영양염의 수직 플럭스 산정

Abstract

동해에서 228Ra의 수직 분포를 측정하기 위해서 계류 장치에 Mn-fiber를 부착하고 장기간 계류시키는 방법으로 Ra 시료를 채취하였다. 표층부터 2300 m 사이에 22개 깊이에서 회수한 Mn-fiber에서의 226Ra과 228Ra 농도비 값은 RaDeCC (Radium delayed coincidence counter)과 감마 계수기를 이용하여 측정하였다. 계류 시료에서 측정된 228Ra/226Ra 비 값에 직접 측정한 해수 중 226Ra 농도를 곱하여 228Ra 농도를 계산하였다. 해양을 정상상태라고 가정하고 228Ra의 수직 분포로부터 1차원 확산 모델을 구축하였으며, 이 모델로부터 상부 수층(100-500 m)에서 수직 와동 확산 계수는 9.64 cm2 s-1로 계산되었다. 수직 와동 확산 계수와 용존 유기 탄소, 용존 무기 질소, 용존 무기 인의 농도 구배를 이용해 수심 200 m에서의 수직 플럭스는 각각 0.45 mol m-2 yr-1, -1.40 mol m-2 yr-1, -0.11 mol m-2 yr-1로 산정되었다. 또한, 226Ra과 228Ra의 반감기 차이로부터 계산된 해수 연령과 겉보기 산소 소비량으로부터 동해 울릉분지에서 심층으로의 유기 탄소 수송 플럭스는 7.2 mol m-2 yr-1로 산정되었다. 따라서, Mn-fiber의 계류를 통한 226Ra과 228Ra의 정밀한 수직 농도 측정은 해양에서 심층 해수의 연령 산정과 영양염, 유기물, 미량금속과 같은 용존 물질의 수직 플럭스를 산정하는 데 유용하게 활용할 수 있을 것으로 생각된다.