• 암석학회지
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• 제19권4호
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• pp.255-267
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• 2010

최근 많은 발전을 이룬 (U-Th)/He 온도-연령 측정법은 광물내의 빠른 He 확산 특성을 이용해 지각 천부의 열역사 혹은 매우 짧은 열적 교란 등을 규명하는데 널리 쓰이고 있다. 이번 논평에서는 이 방법이 어떻게 화성운석의 열역사, 특히 화성(Mars)에서 방출시의 열적교란을 규명하는데 이용될수 있는지에 대한 기존 연구 및 전망에 대해 기술하였다. 모든 화성운석은 화성에서 방출될 당시 충격변성작용을 겪은 것으로 알려져 있는데, 이러한 작용의 온도조건을 규명하기 위해 충격실험을 통한 암석 조직 비교, 고지자기학적 연구, $^{40}Ar/^{39}Ar$ 및 (U-Th)/He 온도-연령측정법 등이 이용되었다. 각각의 방법은 장단점이 있으며 열역사를 밝히는데 단편적인 정보만을 제공하지만, 이러한 다양한 방법들이 동시에 적용되었을때 보다 신빙성있는 열역사를 알아낼 수 있다. ALH84001 화성운석의 경우 화성에서 방출될 당시의 조건에 대해 논란이 많은데 이는 위에 언급한 방법들로부터 서로 상반된 결론이 도출되었기 때문이다. 최근 단입자 (U-Th)/He 및 $^{40}Ar/^{39}Ar$ 결과를 동시에 만족하는 열역사를 규명한 연구가 ALH84001 화성운석에 대해 이루어 졌는데, 이는 앞으로의 운석 연구에 좋은 방법론을 제시할 수 있으리라 본다.

• 암석학회지
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• 제23권3호
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• pp.239-247
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• 2014

(U-Th)/He 연령측정법은 자연상에 존재하는 $^{238}U$, $^{235}U$ 및 $^{232}Th$이 붕괴할 때 알파 입자($^4He$ 원자)가 형성되는 현상을 이용한 연령측정법이다. 모 동위원소인 $^{238}U$, $^{235}U$ 및 $^{232}Th$과 붕괴산물인 $^4He$의 양을 측정하여 (U-Th)/He 연령을 구할 수 있다. 이렇게 형성된 $^4He$ 원자는 대부분의 지질학적 시료내에서 비교적 저온에서도 빠르게 확산되는데, 이는 $^4He$가 불활성 기체이고 다른 원소에 비해 작기 때문이다. 따라서 방사성 붕괴에 의한 $^4He$의 형성(ingrowth)과 확산에 의한 $^4He$의 방출(diffusive loss)이 지질학적 시간동안 어떻게 진행 되었느냐에 따라 현재 남아있는 $^4He$의 양이 결정된다. 예를 들어, 인회석내에서의 He 확산은 다른 광물에 비해 빨라서, 비교적 저온인 $80^{\circ}C$에서도 He이 빠르게 인회석 밖으로 방출되는 것으로 알려져 있다. 자연상의 온도조건이 약 $40^{\circ}C$ 이하로 떨어졌을 때 비로소 인회석내 He 확산이 충분히 느려져서 대부분의 He이 인회석내에 보존된다. 따라서 (U-Th)/He 연령은 시료가 $80-40^{\circ}C$를 통과한 시기를 지시한다. 자연상에서 이러한 온도범위에 해당하는 깊이를 "부분 보존대"(partial retention zone)의라 한다. 전통적으로 흔히 쓰이는 폐쇄온도(closure temperature)는 보통의 입자크기와 냉각속도에서, 인회석 경우 약 $60-70^{\circ}C$, 저어콘 및 티탄석의 경우 약 $200^{\circ}C$로 알려져 있다. 특히 인회석의 He 폐쇄온도는 다른 열역사 측정법에 비해 다소 낮기 때문에 비교적 최근의 열역사 또는 천부에서의 지각융기 현상을 기술하는데 매우 유용하게 쓰일 수 있다.