Glacial-interglacial carbonate dissolution of the Late Quaternary sediments from the southern Drake passage

Abstract

빙하기와 간빙기의 빙하주기에 따라 대기 중 이산화탄소의 농도가 변화하는 현상은 잘 알려져 있으나 그 원인과 기작에 대해서는 아직 모르는 부분이 많다. 심해에는 많은 양의 이산화 탄소가 녹아 있으며 퇴적물 내의 탄산염 용해와 침전 역시 심해에서 일어나므로 심해의 탄산염 화학작용의 변화는 전체 탄소 순환에 큰 영향을 미칠 것으로 여겨지고 있다. 하지만 실제로 심해의 작용이 빙하주기에 따른 대기 중 이산화탄소의 농도 변화에 얼마만큼의 영향을 미치는가에 대해서는 알려진 바가 적다. 이는 부분적으로는 심해 퇴적물의 실제 탄산염 변화 자료, 특히 전세계 심층수의 발원지인 남극주변부의 탄산염 성분의 함량 자료가 극히 부족하기 때문이기도 하다. 남부 드레이크 해협의 2710~4090미터 수심의 6개의 중력 코어 퇴적물에 대하여 탄산염 함량을 측정하고, 연대모델을 설정하여 빙하주기에 따른 탄산염 함량의 변화를 알아보았다. 이 지역의 퇴적물은 최대 1백만년 이상의 연대를 지니고 있으며 빙하주기에 따라 대자율과 유기물 함량 등이 주기적으로 변동하는 특성을 지니고 있다. 퇴적률은 0.7~5.9cm/ky 범위에 있으며 서쪽에서 동쪽으로 가면서 높아진다. 다양한 깊이의 코어로부터 탄산염 함량을 비교한 결과 이 지역의 탄산염 함량 변화는 주로 해저면에서의 탄산염 보존 정도에 따라 조절됨을 알 수 있었다. 중기 플라이스토세 기후전환기 이후 남부 드레이크 해협 퇴적물 내의 탄산염 함량 변화의 특성을 살펴 보면, 탄산염 용융의 영향이 적은 비교적 얕은 수심에서는 간빙기에 높고 빙하기에 낮은 양상을 보이지만 깊은 곳에서는 간빙기에는 모든 탄산염이 용해되고 빙하기의 경우 일부 구간에만 탄산염이 보존되는 양상을 보여준다. 이 지역은 빙하기에도 전반적으로 탄산염 용해가 많이 일어나는 지역이지만, 이 연구에서는 특히 간빙기에 탄산염의 용해가 더 많이 일어났음을 밝혔다. 이는 간빙기에 이 지역에 영향을 미치는 웨델해 기원의 심층수가 탄 산염 용해를 쉽게 일으키는 특성을 지니고 있기 때문인 것으로 해석되며, 남극 기원의 심층수의 영향이 미치는 태평양이나 인도양 지역에서 간빙기의 탄산염 함량이 적어지는 현상도 이와 관련이 있을 것으로 유추된다.