한반도 주변 표층퇴적물에 대한 탄소, 질소 동위원소: 기원과 육기공급에 대한 의의

Abstract

한반도 주변 표층퇴적물에 대한 유기물의 탄소 및 질소 동위원소 조성을 조사하고 유기물의 기원과 육지로부터의 기여정도를 알아보기 위해 기존에 분석된 다양한 자료를 취합하였다. 주요 자료는 한반도 남해안의 대표적 만인 광양만에서 45시료, 마산만에서 30개 시료, 동해 중부 울릉분지 표층퇴적물에서 17개 시료, 그리고 동중국해와 동해 주상시료 퇴적물에서 얻어진 유기물의 탄소, 질소 동위원소 값을 이용하였다. 유기물의 기원은 육지기원과 해양기원으로 대별 할 수 있기 때문에 각각의 기원에 대한 탄소와 질소 동위원소 값의 end member를 정하고 이 값을 기준으로 다음과 같은 식에 의해 육지기원의 기여(contribution)를 정하였다. Fc-ter = (δ13C-δ13Cm)/(δ13Ct - δ13Cm) *100, Fn-ter = (δ13N-δ13Nm)/(δ13Nt - δ13Nm) *100, 여기서 Fc-ter는 탄소의 육지기여 정도, δ13Cm는 해양기원의 end member, δ13Ct는 육지기원의 end member로 정의 했으며 기존의 연구결과 (Lamb et al., 2006; Khim et al., 2008; Hyun et al., 2010)를 참조하여 각각의 end-member를 -19.5‰(δ13Cm)과 -26.5‰(δ13Ct)로 정의하여 계산하였다. 위 식에 의해 계산한 결과 광양만에서는 육지의 영향을 나타내는 지수 (Fc-ter)가 6~90의 범위에 있고 마산만의 경우는 Fc-ter지수가 6~47의 범위로 나타났다. 동해 표층퇴적물인 경우는 8~62정도의 값을 보이고 있다. 이들의 값을 고려해 볼 때 전반적으로 해양퇴적물중의 유기물 조성은 정도의 차이는 있으나 육지기원의 유기물과 혼합되어 있음을 지시하고 있으며 내만인 경우는 외해보다 더욱더 육지기원 유기물의 기여가 많은 것으로 나타났다. 그러나 육지기원 유기물의 정도를 지시하는 C/N 비와 탄소동위원소 값에 근거한 육지지수(Fc-ter)를 비교해 본 결과, C/N비가 높은 것과 탄소동위원소의 육지지수와는 뚜렷한 관계를 보이고 있지 않았다. 동중국해의 주상시료에서는 빙기에 해당하는 시기에는 육지지수(Fc-ter)가 86%, 홀로세 퇴적물에선 최소 18%가 나타났으며, 동해 한국대지 주상시료에서는 36~81의 범위를 보이나 빙기에는 육지기원 유기물이 다량 함유되고 있음을 지시하고 있다. δ13N값은 전체적으로 3~7의 범위를 보이고 있으며 대체적으로 육기기원의 탄소동위원소 값이 가벼워 질 때 δ13N값도 가벼워지는 경향을 보이고 있다. 그러나 δ13N 값의 변화는 퇴적후의 속