망간각 생물학적 성장 증거

Abstract

망간각을 구성하는 철산화물(자성광물)은 과거 지구자기장 변화기록을 간직하고 있으며, 최근 이러한 기록을 분석하여 망간각 연대측정에 활용하는 연구가 시도되고 있으나 망간각 내 자성광물의 생성원인에 대해서는 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 서태평양 해저산에서 획득한 망간각시료에 대해 초전도자력계(superconducting quantum interference device)가 부착된 전자현미경 분석을 통해 망간각 성장률을 계산하고, 다양한 암석자기특성 분석과 투과전자현미경 관찰을 통해 자성광물의 기원을 규명하고자 한다. 과거 지구자기장의 반복되는 역전기록으로부터 계산된 망간각 성장률은 약 2 mm/My에서 최대 6.5 mm/My로 나타났다. 주로 500 nm 미만의 입자크기를 갖는 단자기 구역의 자철석에 의한 암석자기학적 특성이 관찰되며, 세부적으로는 결정격자 내 interaction energy가 높은 쇄설성 기원의 자철석 특성을 보이기도 하지만 대부분 내부 interaction이 없는 생물학적 기원의 자철석(magneto-fossil) 특성을 보인다. 투과전자현미경 관찰결과, 대부분의 자성광물이 Fe-Mn oxide에 포획되어 있으며, 이들은 magneto-tactic bacteria가 성장하면서 세포내부에 정육면체 모양, 약 50 nm 크기의 입자들이 체인형태로 배열된 형태로 나타났다. 이러한 생물학적 자성광물 존재는 망간각이 과거 지구자기장을 기록하게 된 기작을 설명해 주며, 망간각 성장에 있어 생물학적 요인에 대한 직접적인 증거로 제시될 수 있다.서는 서태평양 해저산에서 획득한 망간각시료에 대해 초전도자력계(superconducting quantum interference device)가 부착된 전자현미경 분석을 통해 망간각 성장률을 계산하고, 다양한 암석자기특성 분석과 투과전자현미경 관찰을 통해 자성광물의 기원을 규명하고자 한다. 과거 지구자기장의 반복되는 역전기록으로부터 계산된 망간각 성장률은 약 2 mm/My에서 최대 6.5 mm/My로 나타났다. 주로 500 nm 미만의 입자크기를 갖는 단자기 구역의 자철석에 의한 암석자기학적 특성이 관찰되며, 세부적으로는 결정격자 내 interaction energy가 높은 쇄설성 기원의 자철석 특성을 보이기도 하지만 대부분 내부 interaction이 없는 생물학적 기원의 자철석(magneto-fossil) 특성을 보인다. 투과전자현미경 관찰결과, 대부분의 자성광물이 Fe-Mn oxide에 포획되어 있으며, 이들은 magneto-tactic bacteria가 성장하면서 세포내부에 정육면체 모양, 약 50 nm 크기의 입자들이 체인형태로 배열된 형태로 나타났다. 이러한 생물학적 자성광물 존재는 망간각이 과거 지구자기장을 기록하게 된 기작을 설명해 주며, 망간각 성장에 있어 생물학적 요인에 대한 직접적인 증거로 제시될 수 있다.