• Ocean and Polar Research
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• 제33권1호
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• pp.21-34
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• 2011

We determined potential meso-scale benthic-pelagic ecosystem coupling in the north equatorial Pacific by comparing surface chl-a concentration with sediment bacterial abundance and adenosine triphosphate (ATP) concentration (indication of active biomass). Water and sediment samples were latitudinally collected between 5 and $11^{\circ}N$ along $131.5^{\circ}W$. Physical water properties of this area are characterized with three major currents: North Equatorial Current (NEC), North Equatorial Count Current (NECC), and South Equatorial Current (SEC). The divergence and convergence of the surface water occur at the boundaries where these currents anti-flow. This low latitude area ($5{\sim}7^{\circ}N$) appears to show high pelagic productivity (mean phytoplankton biomass=$1266.0\;mgC\;m^{-2}$) due to the supplement of high nutrients from nutrient-enriched deep-water via vertical mixing. But the high latitude area ($9{\sim}11^{\circ}N$) with the strong stratification exhibits low surface productivity (mean phytoplankton biomass=$603.1\;mgC\;m^{-2}$). Bacterial cell number (BCN) and ATP appeared to be the highest at the superficial layer and reduced with depth of sediment. Latitudinally, sediment BCN from low latitude ($5{\sim}7^{\circ}N$) was $9.8{\times}10^8\;cells\;cm^{-2}$, which appeared to be 3-times higher than that from high latitude ($9{\sim}11^{\circ}N$; $2.9{\times}10^8\;cells\;cm^{-2}$). Furthermore, sedimentary ATP at the low latitude ($56.2\;ng\;cm^{-2}$) appeared to be much higher than that of the high latitude ($3.3\;ng\;cm^{-2}$). According to regression analysis of these data, more than 85% of the spatial variation of benthic microbial biomass was significantly explained by the phytoplankton biomass in surface water. Therefore, the results of this study suggest that benthic productivity in this area is strongly coupled with pelagic productivity.

• 자원환경지질
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• 제47권3호
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• pp.275-289
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• 2014

가스하이드레이트가 육상 동토지역과 심해저 퇴적층에 막대한 규모로 부존되어 있음이 밝혀지면서 가스하이드레이트 연구개발 선도국가에서 수행한 최근의 가스하이드레이트 육상 및 해상 생산 시험 결과는 가스하이드레이트가 미래의 에너지 자원으로서 사용 가능성을 높이고 있음을 보여주고 있다. 캐나다 말릭 2002 프로젝트에서는 열수 순환법을 이용하여 5일간 약 $480m^3$의 가스를 생산하였고, 말릭 2006-2008 프로젝트에서는 감압법에 의해 6일간 안정적 연속 생산으로 $13,000m^3$의 누적 생산량을 보임으로서 감압법이 가스하이드레이트부터 가스를 생산하는 유효한 방법임이 입증되었다. 2012년도의 미국 알라스카 현장 시험은 $CO_2-CH_4$ 치환 (맞교환법)을 이용하여 $CO_2+N_2$ 혼합가스를 주입하고 메탄을 생산하는 최초의 시험으로서 약 $6,000m^3$의 혼합가스를 주입하여 일일 생산 최대 $1,270m^3$의 가스를 생산하였다. 최근의 가장 주목할 만한 성과로는 일본이 난카이 해구에서 2013년 3월 감압법을 이용한 세계 최초의 해상 생산 시험을 실시하고, 6일 동안 누적량 $120,000m^3$의 가스를 생산한 것이라 할 수 있다. 일본이 생산 시험을 위해 수행하였던 연구개발 결과와 기술적 이슈들은 2015년도에 생산 시험을 준비하고 있는 우리에게도 많은 시사점을 주는데, 특히 감압 시나리오에 따른 생산 공정 설계, 모래 유입 등 시험정 완결 기법, 생산시 지반 안정성 등 생산 시험 공정 기술 개발의 모든 공정 요소에 대한 면밀한 검토가 요구된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제26권2호
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• pp.245-253
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• 2004

The Intertropical Convergence Zone (ITCZ), where the southeast and northeast trade winds converge, is the effective climatological barrier that separates the southern and northern hemispheres in dust budget. Asian and N. American dusts dominate in fhe Pacific north of the ITCZ, while Central and S. American dust prevails south of the ITCZ. In order to understand the nature of latitudinal and depth-related variations of mineral composition in terms of relative position to the ITCZ, deep-sea core sediments were collected from $9^{\circ}N$ to $17^{\circ}N$ at a $2^{\circ}N$ interval along the $131.5^{\circ}W$ meridian and analyzed for mineral composition. The amount of illite in surface sediments decreases gradually from 65% at $17^{\circ}N\;to\;31^{\circ}N$ to 31% at 9f. In contrast, smectite increases from 11% to 56% southward. The observed mineralogical variation toward the ITCZ is attributed to the increased supply of volcaniclastic material transported via the southeast trade winds from the Central and South America source regions. Smectite-illite transition, a phenomenon that the amount of smectite increases over illite, occurs at around $10^{\circ}N$, the northern margin of the ITCZ. This result indicates that the change in latitudinal position of the ITCZ in geologic past could be recorded as a form of smectite-illite transition in deep-sea cores. The studied cores show down-core variation of mineral composition from illite-rich at the surface to smectite-rich clay suit at depths, similar to the latitudinal variation. The smectite-illite transitions observed in these cores are likely the records of changes in latitudinal position of the ITCZ. The depth and age of smectite-illite transition is getting shallower and younger toward equator, implying that the ITCZ was located farther north during late Tertiary and has shifted southward to the present position of $5^{\circ}N-10^{\circ}N$.

• Ocean and Polar Research
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• 제36권4호
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• pp.487-494
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• 2014

Deep-seabed test miner operated by a self-propelled mining system moving on soft soil is an essential device to secure floating and towing performances. The performances of the tracked vehicle are seriously influenced by noise factors such as the shear strength of the seafloor, bottom current, seafloor slope, speed of tracked vehicle, reaction forces of flexible hose, steering ratio, etc. Due to uncertainties related to noise factors, the design of a deep-sea manganese nodules test miner that satisfies target reliabilities is difficult. Therefore, reliability-based design optimization (RBDO) is required to guarantee system reliability under circumstances where uncertainties related to noise factors prevail. Among noise factors, the bottom current, a bimodal distribution, is censored due to the observation limit of measurement devices. Therefore, estimated distribution of the bottom current is inaccurate without considering these characteristics and the result of RBDO cannot be guaranteed. In this paper, we define censored data as unknown values over the limit of observation. If this data is estimated by using Akaike information criterion (AIC) that cannot consider the characteristics of censored data, the distribution of estimated data cannot guarantee accurate reliability. Therefore, censored AIC that can consider the characteristics of data is used to estimate accurate distribution of the bottom current. Finally, RBDO, under circumstances where uncertainties related to noise factors combined censored data are present, is performed on the mobility of a deep-sea manganese nodules test miner.

• 한국해양공학회지
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• 제28권2호
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• pp.152-159
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• 2014

KRISO(Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering) designed and manufactured a pilot mining robot called "MineRo" in 2012. MineRo is composed of four track modules. In general, much time and money are needed for deep-sea tests. Therefore, a numerical analysis to predict the dynamic behaviors has to be performed before a deep-sea test. In the numerical analysis, the information about the mining robot and soil properties are the most important factors to analyze the driving performance and dynamic response of MineRo. A terra-mechanics model of extremely cohesive soft soil is implemented in the form of the relationships between the normal pressure and sinkage, and between the shear stress and shear displacement. It is possible to acquire information about MineRo from the CAD model in the design phase. The Wong model is applied to the terra-mechanics model. This model is necessary to acquire many soil coefficients for a numerical analysis. However, in soil testing, the amount of soil property data obtained is limited. Moreover, it is difficult to analyze all of the cases for the many soil coefficients. In this paper, the dynamic behaviors of MineRo are analyzed according to the driving velocity, steering ratio, and variable extremely cohesive soft soil properties using a table of orthogonal arrays. The dynamic responses of MineRo are the turning radius, sinkage, and slip ratio. The relationships between the dynamic responses and variable soil properties are derived for MineRo.

• 자원환경지질
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• 제41권1호
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• pp.81-92
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• 2008

Fonualei Rift and Spreading Center(FRSC)와 Mangatolu Triple Junction(MTJ) 칼데라는 활동성 후호분지인 라우(Lau)분지 북동쪽에 위치하고 있다. FRSC에서는 심해 견인 및 표층 자력탐사가 수행되었으며, 심해 견인 자력탐사에서 나타나는 해저 지형과 자력계 고도 사이의 거리 변화 영향을 보정하기 위해 Guspi의 상향연속법을 이용하여 동일한 고도에서 측정한 값으로 변환하였다. Parker and Huestis의 역산 알고리즘을 이용하여 해양지각의 자화를 계산하였고, 이로부터 심해저 열수 분출구 탐사와 해저지각 구조를 파악하고자 하였다. FRSC의 심해 견인 자력탐사 결과 해령에서 주로 나타나는 최대 4.5 A/m의 Central Anomaly Magnetization High(CAMH)가 관측되었으며, 남남서-북북동으로 추정되는 해령의 방향은 라우분지 내 주요 확장축의 방향과 일치하는 경향을 보인다. 또한 FRSC에서는 열수 분출구로 의심되는 - 4.0 A/m의 저자화이상이 발견되었다. MTJ 칼데라$(174^{\circ}00'W\;15^{\circ}20'S)$에서는 표층 자력탐사만이 수행되었고, 남남서-북북동 방향으로 함몰된 화륜과 중앙에서 나타나는 CAMH를 통해 칼데라 중심에 활동성 확장축이 존재하는 것으로 판단된다.

• 한국석유지질학회:학술대회논문집
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• 한국석유지질학회 2000년도 제7차 학술발표회 발표논문집
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• pp.73-79
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• 2000

해저지각 시추 프로그램 (Ocean Drilling Program: 이하 ODP 라함)은 해저 분지 연구를 통해서 지구의 진화와 구조를 밝히기 위해서 조직된 기구로 지구과학 분야에서는 세계에서 가장 규모가 크고 성공적인 연구사업을 추진하고 있다. 이 프로그램은 심해저시추 프로그램 (DSDP: Deep Sea Drilling Project)의 뒤를 이은 연구 사업으로 1983년부터 시작되었으며 지구 과학자들은 다양한 해저지질 및 지구물리 자료를 제공받고 있어 지구 지각과 해저 분지의 기원과 진화 및 구조에 대한 연구에 매우 커다란 도움을 받고있다. 한국은 2년 간의 가입 타당성 조사 끝에 1996년에 호주, 카나다와 콘소시움을 형성하여 ODP에 가입했고 그 후 대만이 합류하여 환태평양 콘소시움 (PacRim)을 이루었다. 한국이 ODP에 가입한 뒤 한국 사업단이 조직되고 정관이 제정되었으며 상임위원회, 과학위원회 및 사무국이 결성되었다. 아울러 한국이 ODP에 본격적으로 참여한 1998년이래 현재까지 두 명의 한국 과학자가 시추선에 승선하였고 승선 후 세계적으로 유명한 과학자들과 함께 공동 연구를 수행하고 있다. 한국이 ODP에 가입하게 됨에 따라 세계적으로 4곳의 시료저장소에 보관되어 있는 기존의 시추 시료 및 자료를 이용할 수 있으므로 국내 지구 과학자들은 시추선 승선 뿐 만이 아니라 ODP 시료와 자료를 적극 이용하여 국내 지구과학이 진일보하는 계기를 마련하게 되었다. 따라서, 한국 ODP 사업단의 개요와 활동, 그리고 향후 연구 사업의 방향을 소개하여 지구 과학을 연구하는 학계, 연구계 및 산업계에 종사하는 지구과학 전문가들에게 ODP 사업에 대한 이해를 증진시키고 시추선 승선과 시료 및 자료 이용에 대해 적극적으로 참여할 수 있는 정보를 제공코자 한다.정이 이뤄져야 할 것으로 보인다. 또한 내부파와 음파의 상대적인 진행 방향에 따라 음장변화가 크게 다를 것이 예상되므로 이를 규명하기 위해서는 궁극적으로 3차원적인 음장분포 연구가 필요하다. 음향센서를 해저면에 매설할 경우 수충의 수온변화와 센서 주변의 수온변화 사이에는 어느 정도의 시간지연이 존재하게 되므로 이에 대한 영향을 규명하는 것도 센서의 성능예측을 위해서 필요하리라 사료된다.가지는 심부 가스의 개발 성공률을 증가시키기 위하여 심부 가스가 존재하는 지역의 지질학적 부존 환경 및 조성상의 특성과 생산시 소요되는 생산비용을 심도에 따라 분석하고 생산에 수반되는 기술적 문제점들을 정리하였으며 마지막으로 향후 요구되는 연구 분야들을 제시하였다. 또한 참고로 현재 심부 가스의 경우 미국이 연구 개발 측면에서 가장 활발한 활동을 전개하고 있으며 그 결과 다수의 신뢰성 있는 자료들을 확보하고 있으므로 본 논문은 USGS와 Gas Research Institute(GRI)에서 제시한 자료에 근거하였다.ऀĀ耀Ā삱?⨀؀Ā Ā?⨀ጀĀ耀Ā?돀ꢘ?⨀硩?⨀ႎ?⨀?⨀넆돐쁖잖⨀쁖잖⨀／ࠐ?⨀焆덐瀆倆Āⶇ퍟ⶇ퍟ĀĀĀĀ磀鲕좗?⨀肤?⨀⁅Ⴅ?⨀쀃잖⨀䣙熸ጁ↏?⨀

• 한국광물학회지
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• 제5권1호
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• pp.32-41
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• 1992

점토광물들은 지질환경에 따라 다양한 화학성분을 갖게되는데, 화학성분의 변화는 X-선 회절도형 회절선 intensity에도 영향을 미치기 때문에 점토광물들의 정확한 정량분석을 위하여서는 유사한 화학식을 표준시료를 필요로 하게 된다. 대부분의 경우 특정성분의 표준시료를 확보하기 어렵지만, X-선 회절도형 계산방법을 응용하면 표준시료를 사용하지 않고 점토광물들의 정량분석을 실시할 수 있다. 대부분 심해저 퇴적물은 smectite, illite, chlorite, kaolinite듣 점토광물들을 함유하고 있는데, 특정한 화학성분을 갖는 이러한 네가지 점토광물들의 X-선 회절도형을 NEWMOD 프로그램을 이용하여 계산하였다. smectite와 illite의 001 회절선, chlorite의 004회절선, kaolinite의 002회적선의 이론적 peak intensity들을 계산된 X-선 회절도형으로부터 구하여 각 광물들의 MIF(Mineral Intensity Factor)값을 결정하였다. 실험에서 얻어진 시료의 peak intensity는 MIF값을 이용하여 교정하면 peak intensity값과 각 광물들의 wt%가 비례하도록 된다. 각 광물들의 wt% 총합계는 100wt%가 되도록 설정한 후 각 광물들의 구성비율을 이용하여 정량화 하였다. 이러한 정량분석방법은 분석하려는 광물의 화학식과 거의 비슷한 표준시료를 준비하지 않아도 되기때문에, X-선 회절도형의 계산방법을 이용한 정량분석은 표준시료를 구할 수 없거나 구하기 힘든 경우 유용하게 사용될 수 있다. 회절도형계산을 이용한 정량분석 방법은 서로 비슷한 지질환경에서 산출된 점토광물들을 대량으로 빠른 시간내에 분석하는데 이용할 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제29권4호
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• pp.421-428
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• 1996

망간단괴내에 자생하는 필립사이트는 단괴의 핵을 이루는 풍화된 화산암편과 고화된 해저퇴적물 또는 단괴를 이루는 망간광물들의 층간에서 산출된다. 이 광물은 주로 화산성 유리질 석기들의 가상조직을 보이고 있으며, 연한 노란색을 갖는 등립질의 판상으로 산출된다. 필립사이트 입자들은 자형의 삼각능, 사각기둥 또는 도변상을 가지며 크기는 길이 $2{\sim}20{\mu}m$, 두께 $2{\sim}5{\mu}m$정도이다. 이 광물의 화학조성은 $({Ca_{0.1}Mg_{0.3}Na_{1.1}K_{1.5}})_3{(Fe_{0.3}Al_{4.2}Si_{11.8})O_{32}{\cdot}10H_2O}$이며, $Si/(Al+Fe^{+3})=2.37-2.78$, Na/K=0.59-0.81 로서 Si와 알카리의 함량이 아주 높다. 결정구조는 단사정계($P2_l/m$) 속하며 $a=10.005{\AA}$, $b=14.129{\AA}$, $c=8.686{\AA}$, ${\beta}=124.35^{\circ}$ 이고 $V=1013.6{\AA}^3$ 이다. 심해저 환경으로 보아 망간단괴에서 산출되는 필립사이트는 보통 $10^{\circ}C$ 이하의 온도, 0.7 kb 정도의 압력, pH 8 정도의 조건에서 자생하는 것으로 추정된다.

• 자원환경지질
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• 제44권5호
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• pp.359-372
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• 2011

통가열도의 남단에 위치하는 TA26 해저산은 열수활동이 가장 활발한 것으로 알려진 해저산으로 열수플룸이 광범위하게 존재하며 열수광석 및 열수변질암이 채취된 지역이다. 이 지역에서 채취한 암석들은 현무암내지 현무암질 안산암이다. 열수용액에 의한 변질암석시료에서는 사장석, 휘석류, 황철석, 티탄철석, 비결정질 살리카, 중정석, 녹점토, iron sulfates, Fe-Si sulfates 및 Fe silicates 등이 산출된다. 모암변질시 열수작용에 의한 변질 암석의 주원소, 미량원소 및 희토류원소 이득 및 손실을 계산하면, $K_2O$(+0.04~+0.45 g), $SiO_2$(-6.52~+10.56 g), $H_2O$(-0.03~+6.04 g), $SO_4$(-0.46~+17.54 g), S(-0.46~+13.45 g) 및 총 S(-0.51~+16.93 g)들이 모암변질시 이득되었다. 또한 미량원소들 중 특히 Ba(-7.60~+185078.62 g), Sr(-36.18~+3033.08 g), Ag(+54.83 g), Au(+1467.49 g), As(-5.80~+1030.80 g), Cd(+249.78 g), Cu(-100.57~+1357.85 g), Pb(+4.91~+532.65 g), Sb(-0.32~+66.59 g), V(-113.58~+102.94 g), 및 Zn(-49.56~+14989.92 g)들이 모암변질시 이득되었다. 따라서 이득된 주원소 및 미량원소의 종류 및 함량($K_2O$, $H_2O$, $SO_4$, S, 총 S, Ba, Sr, Ag, Au, As, Cd, Cu, Pb, Sb, V, Zn) 등을 지시원소로서 활용하면 통가열도 심해저 열수광상 탐사시 유용하게 이용될 수 있다.