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고(古)해양학의 우라늄계열 핵종 활용법(The U-series toolbox for paleoceanography)

전문가 제언: □ 우라늄계열 핵종 활용의 지구화학은 도입된 지 오래되지 않으나 다양한 질량분석기와 화학적 핵종 분리기술의 개발로 크게 발전하고 있으며, 그 핵종들 중에서 Rn, Po, Bi, Tl 등은 너무 짧은 반감기를 가지고 있어 해양환경의 추적자로 활용되기 어려우나, 긴 반감기를 가지고 있는 Th, Pa, Pb 및 Ra 등의 동위원소는 U과 함께 고(古)해양학에 활발히 이용되고 있음.

□ 여기서는 우라늄계열 핵종 중에서, 침전입자 선속과 퇴적물 분석에 활용되는 Th-230, 비교적 짧은 반감기를 가지고 있어 퇴적물의 혼합률 분석에 활용되는 Pb-210, 과거의 생물학적 생산성과 해수 순환율 분석에 활용되는 Pa-231/Th-230, 물리적 풍화작용의 분석에 활용되는 U-234/U-238 등의 활용법을 상술하고 있으며, 특히 Pa-231/Th-230 분석법은 과거 해양의 유량분석에도 활용될 수 있음을 밝히고 있음.

□ U-234/U-238의 분석으로 지난 40만년 동안에 빙하기와 간빙기 사이의 풍화작용은 그 변화가 크지 않은 것으로 연구되고 있지만, 산호층에 대한 최근의 연구는 다른 결과를 보이고 있어 새로운 연구과제가 되고 있으며, 고(古)해양의 생물학적 생산성 연구도 지금까지는 주로 대서양 해역에 집중되어 태평양 등의 다른 해역이 소홀히 취급된 문제점이 있고, Pa-231/Th-230 분석법도 이류현상이 약하거나 침전입자의 생성이 활발한 해역에서는 활용될 수 없기 때문에 고해양학의 앞으로의 연구과제가 되고 있음.

□ 해양환경에 대한 우라늄계열 활용법은 장수명의 Th-230, Pa-231, Pb-210을 활용하는 것 이외에도, 하구의 혼합작용과 해저지하수 출수양 연구에 활용되는 단수명의 Ra 및 Rn 동위원소, 해수 입자의 추적자로 활용되는 단수명의 Th(특히 -234) 동위원소 및 Po-210, 두 원소의 수용성 차이를 이용하여 침전입자연구에 활용하는 U과 Th 동위원소 등이 다양하게 연구되고 있으며, 해양입국을 목표로 하고 있지만 현실적으로는 이러한 분야의 연구가 활발하지 못한 우리나라로서는 장기적인 관점에서 관련분야의 연구지원이 필요하고, 특히 우리나라 근해의 해역에 대한 연구활동이 우선적으로 수행되어야 할 것으로 사료됨.

저자: Henderson, Gideon M.; Anderson, Robert F.
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