• 지구물리와물리탐사
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• 제26권1호
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• pp.18-30
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• 2023

해저 진흙화산은 유동화/기화된 퇴적물이 표층으로 분출하여 만들어진 화산과 유사한 지형이다. 진흙화산은 지하의 열, 퇴적물이나 탄화수소를 지상으로 공급하는 공급원으로 관심을 받고 있다. 북극 캐나다 보퍼트 해의 대륙사면에는 다양한 수심에서 진흙화산이 존재한다고 알려져 있다. 수심 420 m에 위치한 MV420 진흙화산은 현재 분출하고 있는 활동성 진흙화산으로 많은 연구 대상이 되고 있다. 극지연구소에서는 쇄빙연구선 아라온호를 이용하여 MV420을 통과하는 고해상도 다중채널 탄성파 자료를 획득하였고, 진흙 분출구 주변에서 지열 관측을 수행하였다. 탄성파 자료에서는 가스하이드레이트에 의한 해저면모사반사파(bottom simulating reflector, BSR)로 추정되는 역위상 반사파를 확인하였다. 탄성파 자료의 BSR이 가스하이드레이트에 의한 반사파인지 확인하기 위하여, 정상 상태의 열방정식을 바탕으로 MV420 내부의 열구조를 수치적으로 모사하였다. 그리고 모사한 지열온도 모델을 이용하여 가스하이드레이트 안정영역의 하부 경계를 추정하였다. BSR의 깊이와 가스하이드레이트 안정영역의 하부 경계를 비교한 결과, 두 자료가 일치하며 이는 가스하이드레이트의 부존을 암시하는 지구물리학적 증거 중의 하나이다. 선행 연구 결과는 MV420의 분출구에서 표층에 가스하이드레이트가 부존한다는 것을 보여주었으며, 이번 연구의 결과는 분출구와의 거리에 따라 최대 50 m 깊이까지 가스하이드레이트가 존재할 수 있음을 시사한다.

• 대기
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• 제28권4호
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• pp.393-402
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• 2018

This study investigated future changes in the Arctic permafrost features and related biogeochemical alterations under global warming. The Community Land Model (CLM) with biogeochemistry (BGC) was run for the period 2005 to 2099 with projected future climate based on the Special Report on Emissions Scenarios (SRES) A2 scenario. Under global warming, over the Arctic land except for the permafrost region, the rise in soil temperature led to an increase in soil liquid and decrease in soil ice. Also, the Arctic ground obtained carbon dioxide from the atmosphere due to the increase in photosynthesis of vegetation. On the other hand, over the permafrost region, the microbial respiration was increased due to thawing permafrost, resulting in increased carbon dioxide emissions. Methane emissions associated with total water storage have increased over most of Arctic land, especially in the permafrost region. Methane releases were predicted to be greatly increased especially near the rivers and lakes associated with an increased chance of flooding. In conclusion, at the end of $21^{st}$ century, except for permafrost region, the Arctic ground is projected to be the sink of carbon dioxide, and only permafrost region the source of carbon dioxide. This study suggests that thawing permafrost can further to accelerate global warming significantly.

• 한국광물학회지
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• 제32권3호
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• pp.173-184
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• 2019

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.

• 우주기술과 응용
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• 제1권2호
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• pp.199-216
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• 2021

한국우주과학회 태양우주환경분과에서는 국내 우주환경 관측 자료 활용도를 높이고, 분야 간 융합 연구 기회를 모색하기 위해 국내 연구소와 대학에서 활용 중인 태양, 자기권, 전리권/고층대기 자료 현황을 조사하였다. 자료는 관측 방식에 따라 지상과 위성 자료로 분류하였고, 개발 또는 활용 중인 모델 정보도 포함한다. 이 논문에서는 조사 결과를 바탕으로 극지연구소와 한국천문연구원에서 운영하는 전리권/고층대기관측기 현황과 자료 설명 및 활용 방법 등을 소개한다. 극지연구소에서는 남극 장보고과학기지와 세종과학기지, 그리고 북극 다산과학기지에 전천 카메라, 페브리-페로 간섭계, 이오노존데 등을 설치해 운영 중이다. 한국천문연구원은 보현산천문대 전천카메라와 충남 계룡대 VHF(Very High Frequency)/유성 레이더를 운영하고 있으며, 국내 40여 개 GNSS(Global Navigation Satellite System) 관측소에서 수집한 자료를 사용해 전리권 전자밀도 정보(total electron content)를 산출하고 있다. 또한 보현산천문대와 탐라 KVN천문대에 GNSS 신틸레이션 수신기를 설치해 전리권 교란을 관측하고 있다. 현재 관측 자료들은 웹 페이지나 FTP, 또는 요청을 통해 이용할 수 있다. 이 밖에 논문에 담지 않은 기타 전리권/고층대기 분야 자료 현황은 한국우주과학회 홈페이지에서 다운로드할 수 있다(http://ksss.or.kr/). 이 논문을 통해 우주과학 연구자들이 우주과학 자료에 대한 장기적이고 연속적인 관리의 중요성을 인식하고, 국내에서 생산 중인 자료의 활용도와 신뢰도를 높이는 데 이바지할 수 있길 기대한다. 더불어 국내 관측 자료의 활용을 극대화하기 위한 새로운 데이터 공유 체계에 관한 논의를 시작하는 계기가 되길 바란다.

• 방사선산업학회지
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• 제8권2호
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• pp.105-109
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• 2014

This study was conducted to investigate the sensitivity of Arthrobacter sp. PAMC 25486 to various mutagens. ${\gamma}-ray$, UV-ray, Ethyl methane sulfonate (EMS) and hydrogen peroxide ($H_2O_2$) were used as mutagen, and the survival rate of Arthrobacter sp. was measured at various doses of ${\gamma}-ray$ and UV-ray, and concentrations of EMS and $H_2O_2$. Decimal reduction dose ($D_{10}$ value) of Arthrobacter sp. was determined 370 Gy for a gamma irradiation treatment, 0.019 J for a UV ray, 2.5 mM for EMS, and 230 mM for $H_2O_2$. This result will be applied for the development of superior mutant strain of Arctic bacteria producing valuable compounds.

• 한국광물학회지
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• 제32권3호
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• pp.163-172
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• 2019

2015년 극지연구소의 로스해 지질탐사 동안 로스해와 남빙양이 접하는 대륙대 지역에 위치한 정점에서 롱코어(RS15-LC48)를 시추하였다. 이 코어에서 지난 홀로세와 플라이스토세 동안 퇴적된 해양 퇴적물을 구성하는 점토광물의 특성과 기원지를 규명하고자 퇴적물의 퇴적상, 입도분포, 점토광물의 종류와 함량비, 일라이트의 결정도 지수와 화학지수를 분석하였다. 퇴적학적 특성에 따라 크게 네 개의 퇴적단위들로 구분되며 이들은 플라이스토세부터 홀로세 시기에 걸친 여러 번의 빙하기/간빙기 퇴적작용에 의해 형성된 것으로 해석된다. 퇴적물은 주로 사질 점토와 실트질 점토, 빙하 쇄설물들로 구성되어 있다. 깊이에 따른 퇴적물의 입도 분포와 모래 입자의 함량 변화는 대자율의 변화와 매우 유사하게 나타났다. 또한 점토광물의 상대적 함량비는 전체적으로 일라이트(52.7 %)가 가장 우세하고 스멕타이트(27.7 %), 녹니석(11.0 %), 카올리나이트(8.6 %) 순서로 나타났으며, 석영, 사장석 등의 화산 활동 기원 초생광물도 함께 수반되어 나타났다. 일라이트와 녹니석 함량의 증가와 해당 깊이에서의 일라이트 결정도지수와 화학지수는 퇴적물이 주로 로스해 빙상 하부에 위치한 남극 종단산맥의 기반암으로부터 기인했음을 지시한다. 반면 스멕타이트의 함량은 다른 점토광물의 변화 양상과 반대로 나타나는데, 이는 간빙기 동안 로스해 서안의 빅토리아 랜드 연안에서 북동쪽으로 흐르는 해류에 의해 스멕타이트가 추가적으로 운반되어 퇴적된 것으로 사료된다.

• 월간 기계설비
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• 통권234호
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• pp.45-53
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• 2010

지난 1988년 2월 남극반도 남쉐틀랜드 군도의 킹조지섬과 넬슨섬으로 둘러싸인 맥스웰만 연안에 건설된 남극세종과학기지. 우리나라는 지구상의 유일한 비오염 지역인 극지 연구를 위해 세종기지를 건설하고 연구활동을 벌이고 있다. 세종기지 건설은 현대그룹의 현대건설, 현대엔지니어링, 현대중공업이 수행했다. 세종기지는 과학사적 의미와 함께 혹독한 자연환경을 극복하고 건설에 성공했다는 점에서 국내 건설사의 한 페이지를 장식하는 시설물이다. 이제 제2남극대륙기지 건설이 추진 중이다. 현재 건설 후보지 정밀 조사 중으로 정밀조사가 끝나면 건설사 선정 등 사업이 본격적으로 진행될 예정이다. 제2남극대륙기지 건설에 어떤 건설사 및 설비건설업체가 참여할지 주목된다. 한국해양연구원 극지연구소가 제공한 자료와 건설사 취재 등을 토대로 세종과학기지 건설과정을 살펴보고 제2남극대륙기지 건설계획을 전망해본다.

• Ocean and Polar Research
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• 제41권2호
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• pp.63-77
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• 2019

In order to investigate the behavior and seasonal variability of Mn as one of the bio-essential metals in the Amundsen sea, which is known as the most biologically productive coastal area around the Antartica, seawaters were collected using a clean sampling system for 10 stations (96 ea) in 2014 (ANA04B) and for 12 stations (139 ea) in 2016 (ANA06B) surveys of RV ARAON. Dissolved and particulate Mn concentration varied in the range of 0.15-4.43 nmol/kg and <0.01 to 2.42 nM in 2014 and in the range of 0.25-4.15 nmol/kg and 0.01-2.64 nM in 2016, respectively. From the sectional distribution of dissolved and particulate Mn, it might be suggested that dissolved/particulate Mn was provided from iceberg melting and diffusion/resuspension from sediments, respectively. Although this sea is highly productive, there was little evidence regarding the biological origin of dissolved Mn, but particulate Mn only in sea ice and offshore areas could be explained as originating from organic matters, e.g. phytoplanktons. And it could be suggested that the subsurface maximum of dissolved Mn was formed by isopycnal transport of melting materials from ice wall to offshore. Compared to early (2014) summer, temperature, salinity, biomass, dissolved and particulate Mn in late (2016) summer indicated that temporal variations might be resulted from the reduction of ice melting and mCDW flow, which induced a reduction in resuspension. In addition, in the late summer, particles including biomass were reduced, which brought about a reduction in the removal rate of dissolved Mn.

• 한국기후변화학회지
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• 제6권2호
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• pp.95-104
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• 2015

To discuss whether we have credible estimations about historical surface temperature evolution since industrial revolution or not, present study investigates consistencies and differences of averaged surface air temperature since 1900 between the multiple data sources: Hadley Center Climate Research Unit (HadCRU4) surface air temperature data, ECMWF 20 Century Reanalysis data (ERA20CR), and NCEP 20 Century Reanalysis data (NCEP20CR). Averaged surface temperatures are obtained for the global, polar (90S~60S, 60N~0N), midlatitude (60S~30S, 30N~60N), tropical (30S~30N) region, separately. From the analysis, we show that: 1) spatio-temporal inhomogenity and scarcity of HadCRU4 data are not major obstacles in the reliable estimation of global surface air temperature. 2) Globally averaged temperature variability is largely contributed by those of tropical and midlatitude, which occupy more than 70% of earth surface in area. 3) Both data show consistent temperature variability in tropical region. 4) ERA20CR does not capture warm period over Arctic region in early 1900s, which is obvious feature in HadCRU4 data. Discrepancies among datasets suggest that high-level caution is needed especially in the interpretation of large Arctic warming in the early 1900s, which is often regarded as a natural variability in the Arctic region.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_2호
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• pp.1239-1249
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• 2018

광학 위성영상은 레이더 영상에 비해 시각적으로 친숙한 영상을 제공한다. 하지만해빙종류에 대한 구분은 분광학적으로 쉽지 않아 기존 기계학습에서 주로 사용하는 분광정보를 이용한 분류기법을 이용했을 경우 광학영상에서 해빙종류의 구분은 매우 어렵다. 본 연구에서는 분광정보 기반의 분류모델이 아닌 딥러닝 기반 분류기법인 semantic segmentation을 이용하여 계층적, 공간적 패턴을 학습하여 해빙종류 분류를 수행하였다. 또한 주기적으로 획득되는 광학위성자료에 비해 감독분류에서 매우 중요한 양질의 레이블 자료는 수집하는데 있어 높은 시간 및 노동 비용이 소모된다. 본 연구에서는 부족한 레이블 자료로 인해 어려운 다중영상에 대한 감독분류 문제를 준지도학습과 능동학습의 결합을 통해 해결을 시도 하였다. 이를 통해 레이블 되지 않은 새로운 영상자료로부터 추가적인 레이블을 스스로 학습하여 분류모델을 강화할 수 있었으며, 이는 향후 광학영상 기반의 운영 가능한 해빙종류 산출물 개발에도 적용될 수 있을 것으로 기대된다.