비스마르크해 서확장령 열수플룸 입자의 원소특성 및 인산염 제거

Abstract

2005년 10월 29일에서 11월 1일 사이에 파푸아뉴기니 인근 비스마르크해 서편 확장령 인근에서 해저열수를 찾기 위한 탐사를 실시한 바 있다. CTD관측시, 광투과도 이상치가 발견된 정점들에서는 인근의 광투과도 이상치가 발견되지 않은 정점의 동일한 수층에 비하여 현저하게 낮은 pH 분포를 나타내었다. 광투과도 이상치가 발견되지 않은 정점의 수심(z)에 따른 pH를 회귀곡선(pH = 8.755 - 0.125 log(z): r2 = 0.993)을 이용하여 구한 pH를 배경농도로 광투과도 이상치가 발견된 수층들에서의 pH 이상치(△pH) 를 계산하였다. △pH는 최대 0.46 정도 배경농도 대비 낮은 값을 가졌으며 광투과도가 감소할수록 pH는 감소하는 경향을 보였다. △pH와 광투과도(%T)와의 관계식은 △pH = -0.0498(%T) +4.679, r2 = 0.961 로 매우 높은 일차상관관계를 보이고 있다. 광투과도 이상치를 가지지 않은 정점들에서의 Sigma-T 에 따른 인산염의 농도곡선으로부터 계산된 열수플룸에 의한 인산염의 제거는 최대 0.69 uM나 되었다. 열수플룸에서의 입자성 철과 인산염의 비 (P/Fe)는 0.27로 지금까지 보고된 Mid_Atlantic Ridge, Southern East Pacific Rise 및 Juan de Fuca Ridge 에서의 값들(0.12-0.23)에 비하여 높은 값을 가졌다. 비스마르크 해역 열수플룸의 입자성 성분의 특성을 파악하기 위하여 Al, Ti, Fe, Mn, Cu, Zn, As, P 등이 분석되었다. 광투과도가 낮은 수층들에서 입자성 Fe의 농도가 매우 높게 나타났으며(최대 516 nmole/l), 광투과도(%Tr)는 입자성 Fe 농도의 지수함수에 따라 감소하는 경향을 보였다. 열수플룸이 있는 정점들에서는 입자성 Fe의 농도와 As, P의 농도가 일차적으로 큰 양의 상관관계를 보였다(R2 = 0.977, 0.939). 그리고, 입자성 Al, Ti, Mn, Cu, Zn의 농도는 입자성 Fe의 농도와 상관관계를 보이지 않았으며 대체로 낮은 농도를 보였다. 입자성 Fe의 농도가 높게 나타난 정점들에서는 입자성 Al 의 농도가 타 정점들에서보다 낮은 값을 가졌으며, 전체적으로 입자성 Al과 Ti의 농도는 로그함수에서 높은 상관관계를 보였다. 이는 이 해역에서의 입자성 Al의 농도가 열수작용에 의하여 공급된다기 보다 오히려, 하천 등 다른 기원에 의하여 공급된다는 것을 지시한다.