Sediment Provenance using Clay Mineral in the Continental Shelf and Rise of the Eastern Bellingshausen Sea, Antarctica

Variations in grain size distribution and clay mineral assemblage are closely related to the sedimentary facies that reflect depositional conditions during the glacial and interglacial periods. Gravity cores BS17-GC15 and BS17-GC04 were collected from the continental shelf and rise in the eastern Bellingshausen Sea during a cruise of the ANA07D Cruise Expedition by the Korea Polar Research Institute in 2017. Core sediments in BS17-GC15 consisted of subglacial diamicton, gravelly muddy sand, and bioturbated diatom-bearing mud from the bottom to the top sediments. Core sediments in BS17-GC04 comprised silty mud with turbidites, brownish structureless mud, laminated mud, and brownish silty bioturbated diatom-bearing mud from the bottom to the top sediments. The clay mineral assemblages in the two core sediments mainly consisted of smectite, chlorite, illite, and kaolinite. The clay mineral contents in core GC15 showed a variation in illite from 28.4 % to 44.5 % in down-core changes. Smectite contents varied from 31.1 % in the glacial period to 20 % in the deglacial period and 25.1 % in the interglacial period. Chlorite and kaolinite contents decreased from 40.5 % in the glacial period to 30.3 % in the interglacial period. The high contents of illite and chlorite indicated a terrigenous detritus supply from the bedrocks of the Antarctic Peninsula. Core GC04 from the continental rise showed a decrease in the average smectite content from 47.2 % in the glacial period to 20.6 % in the interglacial period, while the illite contents increased from the 21.3 % to 43.2 % from the glacial to the interglacial period. The high smectite contents in core GC04 during the glacial period may be supplied from Peter I Island, which has a known smectite-rich sediment contributed by Antarctic Circumpolar Currents. Conversely, the decrease in smectite and increase in chlorite and illite contents during the interglacial period was likely caused by a higher supply of chlorite- and illite-enriched sediment from the eastern Bellingshausen Sea shelf by the southwestward flowing contour current.

벨링스하우젠 해의 동쪽 대륙붕과 대륙대의 코어의 점토광물을 이용한 기원지 연구

남극 벨링스하우젠 해(Bellingshausen Sea)의 동쪽 대륙붕과 대륙대에 위치한 중력코어(BS17-GC15, BS17-GC04)를 2017년 ANA07D 탐사 동안 획득하였다. 두 코어를 이용하여 벨링스하우젠 해의 해양 퇴적물 내 빙기-간빙기에 따른 점토광물의 분포와 성인을 조사하였다. 두 코어에 대해 퇴적상의 특성을 기술하고, 입도 분석, X선 회절 분석을 실시하여 점토광물의 조성 변화를 관찰하였다. 퇴적학적 특성에 따라 BS17-GC15 코어는 세 개의 퇴적상들로 구분되며 이들은 마지막 빙하기, 전이퇴적상, 간빙기 시기의 퇴적작용에 의해 형성된 것으로 보인다. BS17-GC04 코어는 하부에 빙하기저부 기원의 저탁류의 조합으로 퇴적되는 저탁류 퇴적층과 니질층이 관찰되고, 위쪽으로 올라갈수록 실트질 엽층이 나타나며 상부에서는 생물교란 흔적이 포함된 반원양성 니질층이 나타난다. 퇴적상이 변함에 따라 점토광물의 함량비도 다르게 나타난다. BS17-GC15 코어는 시기에 따라 일라이트가 평균 28.4~44.5 %로 가장 큰 변화를 보이고, 스멕타이트는 빙하기 때 평균 31.1 %에서 20 %로 감소하였다가 간빙기때 25.1 %로 다시 증가하는 양상을 보였다. 녹니석과 카올리나이트의 합은 빙하기 때 평균 40.5 %에서 간빙기 때 30.4 %로 감소하였다. 빙하기 동안 퇴적물이 남극 반도로부터 유입되기 때문에 높은 일라이트와 녹니석 함량을 보인다. 반면, 대륙대에 위치한 BS17-GC04 코어는 빙하기 때 스멕타이트의 함량이 평균 47.2 %에서 상부로 갈수록 평균 20.6 %까지 감소하고 일라이트는 하부에서 평균 21.3 %에서 43.2 %로 증가한다. 빙하기 동안의 높은 스멕타이트 함량은 근처의 스멕타이트가 풍부한 퇴적물인 피터 1세 섬에서 퇴적물이 남극순환류에 의해 운반되었을 것으로 예상되고, 그 이후 간빙기에는 상대적으로 서쪽으로 흐르는 등수심 해류의 영향으로 동쪽의 벨링스하우젠 해의 대륙붕 퇴적물로부터 일라이트와 클로라이트가 풍부한 퇴적물이 운반되었을 것이라 예상된다.