유공충의 안정동위원소에 의한 제4기 후기 빙하기 동해의 저염분화

Abstract

동해의 한국대지(Korea Plateau)에서 채취된 코어 퇴적물(M04-PC1A; 131° 27.937′E, 38° 00.043′N, 수심 758.7m, 총길이 587cm)로부터 제4기 후기의 고해양 변화를 밝히기 위하여 2종의 부유성 유공충(Globigerina bulloides, Neogloboquadrina pachyderma)의 안정 산소 및 탄소동위원소(δ18O, δ13C)를 1~2cm의 고정밀(high resolution) 간격으로 측정하였다. 산소·탄소동위원소 및 알케논 변동곡선을 이용하여 대비한 결과 이 코아 퇴적물은 Marine Isotope Stage (MIS) 1-8(약 30만년전)에 해당되며 제4기 후기의 빙하기인 MIS 2(12-24 ka), 4(59-74ka), 6(130 -190ka), 8(251-297ka) 시기에 δ18O값이 매우 낮아지는 주기적인 저염분화(또는 담수화; freshening) 현상을 기록하고 있다. MIS 2에 관한 저염분 현상은 이미 여러 차례 보고된 적이 있으나(Oba, 1980; Kim et al, 2000 등), MIS 4, 6 및 8 시기의 저염분화 기록은 이번 연구를 통하여 국내외적으로 처음 발견되었다. MIS 2와 MIS 4 시기에는 2종의 부유성 유공충 δ18O값이 모두 약 2.0‰로 다른 구간에 비해 급격하게 낮아지고(lighter), δ13C값은 약 0.1‰로 높아지는데(heavier), 이것은 하천수(담수) 유입으로 인하여 염분이 감소되면서 δ18O값이 영향을 받아 낮아졌기 때문인 것으로 해석된다. 해수의 염분 감소로 인한 저염분화 현상은 표층수 막(fresh water lid)을 형성하여 해수의 수직순환운동이 활발하게 일어나지 못하게 하게 한다. 저층수의 풍부한 영양염류가 해수 표층으로 공급되지 못하면 δ13C값은 높아지게 된다. 저층수는 무산소(anoxic) 환경으로 변하며 저서성 유공충이 산출되지 않는다. 또한 전지구적인 해수면 하강(~120m)으로 인해 대한해협(135m)의 sill depth가 낮아지면서 쓰시마 난류(Tsushima Warm Current)의 유입이 크게 감소된다. 따라서 MIS 2와 MIS 4 시기의 동해는 황하(Yellow River), 낙동강 등의 하천수 유입, 동중국해로부터 저염분 해수 유입, 강수(precipitation) 및 융빙수(melt water) 등의 담수 유입이 이루어졌으며 빙하기에 동해에서만 나타나는 독특한 저염분화 현상이 지속되었던 것으로 추정된다. 이와는 달리 MIS 6과 MIS 8 시기에는 δ18O값(약 1‰)과 δ13C값(약 -1‰) 모두 다른 구간보다 낮은 특성을 보인다. 이것은 MIS 2와 MIS 4 시기와 달리, 동해의 수직순환 운동이 비교적 원활하게 이루어졌고 아시아 대륙으로