• 자원환경지질
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• 제49권1호
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• pp.43-52
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• 2016

미국과학재단(NSF) 지구과학위원회(GEO)의 지질과학사업단(EAR)은 미국의 국가 전략적 필요성에 직접적으로 적용될 수 있는 지구시스템에 관한 기반 기초 지식을 얻기 위한 기초연구를 지원하고 있다. 2011년도에 국가과학위원회(NAS)의 지구과학 신규 연구유망주제위원회는 향후 10년 동안에 급격한 발전에의 대응을 위한 지질과학분야 기초 과학연구의 특정주제를 도출하였다. 다학제적 접근에 의해 정리한 지질과학사업단의 심부지질과정과 지표지질과정분야 유망주제들은 (1)초기 지구연구, (2)열-화학적 내부 동력학 및 휘발성분 분포, (3)단층작용과 변형과정, (4)기후, 지표변화, 판구조, 심부지구과정의 상호작용, (5)생명, 환경 및 기후의 공동 진화, (6)자연과 인위적 변화에 동조화된 수리지형-생태계 반응, (7)육상환경과 글로벌 변화영향에서 생화학 및 물순환 등이다. 우리나라에서도 임계구역 연구(Critical Zone studies) 등의 미래분야의 연구가 활발하게 추진되고 있다. 이러한 미래의 거대연구를 활발하게 추진하기 위해서는 추가 연구지원 정책이 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제45권2호
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• pp.157-167
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• 2012

이 연구에서는 광주 치평동 유적에서 출토된 토기의 태토산지와 소성온도를 광물학적 및 지구화학적 연구방법으로 해석하고 매장환경 하에서 토기의 변질을 조사하였다. 토기와 토양시료는 유사한 광물조성과 지구화학적 진화경향을 갖는 것으로 보아 재료로서의 유사성이 인정되며 토기는 유적의 인근 지역 토양을 이용하여 제작된 것으로 해석된다. 광물학적 분석결과를 근거로, 토기는 크게 $1,000{\sim}1,100^{\circ}C$에서 고온 소성된 그룹과 $700{\sim}1,000^{\circ}C$에서 저온 소성된 그룹으로 나눌 수 있다. 또한 고온 소성된 시료에서는 거정질 입자를 제거하는 수비과정을 거쳤을 것으로 보이는데 저온 소성된 시료들과는 다른 시기 또는 용도의 차이를 보이는 것으로 판단된다. 저온 소성된 토기에서 매장환경 동안 P이 토기 내 Al, Fe 등과 반응하여 비결정질의 침전물을 형성하는 것이 관찰되었으며, 이는 환경에 의한 토기의 변질 현상으로 해석된다.

• 광물과 암석
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• 제36권2호
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• pp.125-134
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• 2023

내덕리 화강암과 농거리 화강암은 영남육괴 동북부의 태백-상동지역에서 분포하는 고원생대 화강암이다. 이 단보에서는 내덕리 화강암과 농거리 화강암에서 추출된 광물들에 대해 희토류원소의 함량측정 및 이들 광물들로 부터의 Rb-Sr 광물연대를 구함으로써 내덕리-농거리 화강암의 지구화학적 진화사를 재조명할 수 있는 틀을 마련하고자 하였다. 운석으로 규격화한 희토류원소 분포도에서는, 저어콘을 제외한 흑운모, 장석, 석영, 전기석 등 모든 주구성광물은 경희토류가 부화되어 있고, 중희토류가 결핍된 희토류원소 분포도를 보여주고 있다. 저어콘의 경우 Eu의 강한 부(-)의 이상과 더불어 경희토류와 중희토류 모두 부화된 특성을 보여주는데. 이는 열수기원임을 지시하는 증거라 할 수 있다. 그리고 Rb-Sr 광물연대에 있어서 광물분리한 시료만을 이용한 Rb-Sr 광물연대는 1.814±142(2σ) Ma의 연대치를 지시해주었고, 기존의 자료와 함께 통합하여 계산했을 때는 1,707±74(2σ) Ma의 연대치를 지시해주었다. 이 광물연대값은 겉보기에서는 기존의 1.72 Ga Rb-Sr 전암연대보다는 더 오래됐고, 1.87 Ga의 Sm-Nd 전암연대보다는 더 젊다. 이와 같이 광물연대와 전암연대가 다르게 나타나는 것은, 저어콘의 희토류원소 분포도가 지시해주는 바와 같이 Rb-Sr 동위원소계가 화강암의 정치 후 열수변질을 받았음을 지시해준다고 해석된다.

• 한국광물학회지
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• 제25권4호
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• pp.283-293
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• 2012

지구가 마그마 바다 상태에서 현재의 층상화된 내부 구조로 분화되는 진화과정의 체계적인 이해를 위하여 규산염 용융체와 같은 비정질 산화물의 결정화과정 메커니즘 규명이 필요하다. 이를 위하여 결정화 과정에서 수반하는 용융체의 원자구조 변화를 실험적으로 측정하여 결정화 과정을 정량적으로 정립할 수 있다. 본 연구에서는 고상 핵자기 공명 분광분석(NMR)을 이용하여 졸겔법으로 합성한 비정질 알루미나($Al_2O_3$)의 온도-가열 시간 변화에 따른 원자구조 변화로부터, 비정질-결정질 상전이 과정을 원자 단위에서 규명하였다. 비정질 $Al_2O_3$의 $^{27}Al$ 3QMAS NMR 실험 결과 다량의 배위수 4, 5의 알루미늄($^{[4,5]}Al$)과 소량의 배위수 6인 알루미늄($^{[6]}Al$)이 명확히 구분되어 관찰되었고, 973 K와 1,073 K에서 각각 가열시간을 증가시킬수록 배위수 5인 알루미늄($^{[5]}Al$)이 감소하였다. 본 연구에서는 $^{[5]}Al$의 분율을 결정화의 지표로 이용하여 $^{27}Al$ 3QMAS NMR 결과를 정량 분석하였다. 분석을 통해 점진적인 원자구조의 변화로 관찰되는 비정질 산화물의 상전이 과정이 결정화 혹은 비정질 내 구조적 무질서도의 변화와 같은 복합적인 단계로 구성될 수 있음을 확인하였다. 이러한 연구 결과는 다양한 자연계의 다성분계 규산염 용융체 결정화 과정 및 마그마 바다의 분화와 지구의 화학적 진화에 대한 원자 단위의 이해증진에 도움을 줄 것이다.

• 보존과학회지
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• 제32권2호
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• pp.123-139
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• 2016

서산 산동리 출토 고려시대 도기를 대상으로 물리화학적 및 고고과학적 특성을 분석하였다. 도기의 표면색은 주로 회청색을 보이나, 바탕흙이 용융된 것으로 보이는 자연유가 나타나며, 부분적으로 소성과정에서 가스가 방출되어 생긴 부푼 흔적이 관찰된다. 대부분 시료에서 $1({\times}10^{-3}SI\;unit)$ 이하의 전암대자율 값을 갖는 것과 전체적인 산출상태 등으로 보아 유사한 태토로 제작하였을 가능성이 있다. 도기의 비중, 공극률 및 흡수율은 크게 두 그룹으로 구분되며 부푼 흔적이 있는 시료에서 차이를 보인다. 태토는 점토를 사용하였으며, 석영이 관찰되고 일부 시료에서는 유색광물이 확인된다. 분석 결과를 종합할 때, 도기는 견고하고 치밀한 기질에 석영과 뮬라이트가 공통적으로 검출되는 것을 보아 $1,100^{\circ}C$ 내외에서 소성되었을 것으로 판단된다. 도기과 번조받침의 지구화학적 거동특성을 살펴보면, 주성분원소에서 약간의 차이는 있지만 희토류, 호정 및 불호정원소가 상당히 유사한 패턴을 보인다. 따라서 도기제작은 동일 종류의 기반암에서 거의 동일한 진화경로를 거친 성인적으로 유사한 태토를 사용하였으며 정선과정을 거쳐 만든 것으로 해석된다.

• 한국지구과학회지
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• 제22권6호
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• pp.469-479
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• 2001

본 연구는 1999 ${\sim}$ 2001학년도의 대학수학능력시험에서 지구과학 II 선택 경향 및 선택과목간의 점수를 비교하고, 지구과학 관련 문항의 탐구과정 및 내용 요소별 분포와 각 문항에 대한 학생의 반응을 분석하여 정답률이 낮은 문항에 대한 오답 유형을 추출하였다. 대학수학능력시험의 자연계 응시자는 1995학년도에 43.14%이었으나 최근 2년 동안에 급격히 줄어들어, 2001학년도에는 29.51%이었고, 2002학년도에는 26.92%로 감소하고 있다. 자연계 응시자의 지구과학 II 선택 비율은 약 22%로 생물 II(약 38%), 화학 II(약 28%)에 이어 3번째이다. 탐구과정별로는 공통과학 및 지구과학 II 모두 자료 해석에 대해서 가장 많이 출제되고 다음으로 결론 도출 및 평가에 대해서 많이 출제되었다. 내용별로는 공통과학에서는 ‘지각의 물질과 지각변동’(20.83%)에서 가장 많이 출제되었고, ‘온실효과’와 ‘우주과학’에 대해서는 출제되지 않았으며, 다른 영역에서는 대체로 고루 출제되었다. 지구과학 II에서는 ‘지각의 물질과 변화’ (22.92%)영역에서 가장 많이 출제되었고, 전반적으로 고르게 출제되었으나 ‘환경과 자원’에서 출제되지 않았고, ‘태양계’에 대해서는 비교적 적게 출제되었다. 문항 난이도 분포를 보면 1999학년도는 예상정답률 40 ${\sim}$ 59%와 60 ${\sim}$ 79%의 문제를 각각 6, 10개 출제하였고, 2000학년도에는 40 ${\sim}$ 59% 1문항, 60 ${\sim}$ 79% 14문항, 80% 이상 1문항 출제하였으나 2001학년도는 16문항 모두를 60 ${\sim}$ 79%에 해당하는 것을 출제하였다. 정답률이 높은 문항은 문제 해결에 지구과학 개념이 요구되지 않고 탐구 과정만 요구되는 문항, 매년 출제되어 학생에게 익숙한 분야, 탐구 능력 없이도 특정 지식만 있으면 해결되는 문항이다. 반면에 정답률이 낮은 문항은 지구와 행성의 운동, 해파에 관한 문항이며, 특히 복합개념이 요구되는 문항의 정답률이 낮다. 학생의 오답 반응 분석 결과 기본 개념에 대한 이해가 미흡한 주요 내용은 공통과학에서는 변환단층 및 부정합에서 지질학적 현상, 혼합층과 수온 약층의 의미, 온대저기압 통과 전후의 날씨 변화이며, 지구과학 II 에서는 달의 위상과 위치변화, 화성암의 구성광물 ${\cdot}$ 화학조성 ${\cdot}$ 조직 변화와 마그마 분화 및 풍화와의 관계, 지진파 주시곡선, 대기순환의 종류와 규모, 해파, 혼합층과 수온 약층, 서안강화 현상, 행성의 위치와 운동, H-R도상에서의 별의 특성과 진화 등이다. 탐구 과정에 대한 학생의 성취도는 비교적 높으므로 이해도가 상대적으로 낮은 영역에 대해 학생의 오답 유형을 참고하여 기본 개념 지도에 보다 관심을 기울일 필요가 있다.

• 분석과학
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• 제33권6호
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• pp.245-251
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• 2020

납은 암석의 연대측정, 지각의 진화 및 오염원의 기원 추적과 같은 지구화학적 연구에 유용하게 사용되어지는 원소로, 이를 위해선 고순도 원소 분리가 선행되어져야한다. 본 연구에서는 납을 분리해 내는데 있어서 용리액의 농도가 6M HCl 과 8M HCl 중 어느 것이 더 효율적인지 비교 검토 하였다. 그 결과, 6M HCl의 경우 8M HCl 보다 용리액을 다량으로 사용했음에도 불구하고 납 분리에 있어서는 효율적이지 않았다. 그리고 납 분리법에 대한 신뢰성 검증을 위하여 납 동위원소 표준물질(NIST NBS981)과 암석표준시료(BCR-2, GSP-2, JG-1a)의 납 동위원소비를 열이온화질량분석기로 측정한 결과, 기존 보고 값과 오차 범위 내에서 잘 일치하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제38권
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• pp.387-419
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• 2005

전북 완주군 이서면 반교리의 갈등유적에서 출토된 세형동검 용범 1조를 대상으로 재질특성 분석과 원료의 산지를 해석하였다. 이 용범은 주로 조립질 각섬석으로 구성된 등립의 완정질 조직을 갖는 화성기원의 각섬석암으로서 녹회색 내지 암녹색에 부드러운 지방광택을 띤다. 이 용범의 전암대자율 값은 19.2~71.0(평균; $39.2{\times}10^{-3}$ SI unit)의 범위를 보인다. 높은 대자율 값은 강자성 광물인 자철석의 높은 함량을 반영하며, 측정값의 넓은 분포는 자철석 함량의 불균질성 때문으로 판단된다. 이는 일반적인 염기성 화성암류의 특징과 유사하다. 이 용범 구성암석의 조암광물은 각섬석, 사장석, 흑운모가 주성분을 이루며 휘석, 녹니석 및 불투명 광물이 소량 존재한다. 용범 표면의 흑색 피각 물질에서는 다량의 탄소가 검출되었다. 이 용범과 동일한 재료의 산지를 추정하기 위해 유적 주변의 광역적인 암석분포를 조 사한 결과, 유적지로부터 직선거리로 약 50km 떨어진 장수군 장수읍 대성리, 식천리 및 번암면 교동리, 남원시 아영면 일대리에서 용범과 동일한 각섬석암 또는 반려암질암의 산출지를 확인하였다. 이 암석들의 전암대자율 값도 용범의 범위와 비슷한 16.1~72.4 (평균; $39.9{\times}10^{-3}$ SI unit)를 나타내었다. 이는 두 암석 간에 재질적 유사성을 뒷받침 하는 것이다. 이 중에서 장수 교동의 각섬석암이 용범의 암석학적 특성과 가장 유사하다. 용범을 구성하는 암석과 장수지역 각섬석암의 주성분원소, 미량원소 및 희토류원소 함량을 표준화하여 비교한 결과, 이들의 지구화학적 진화경향과 거동특성이 매우 유사하게 나타났다. 이는 두 암석이 성인적으로 동일 종류의 마그마에서 생성된 것임을 입증하는 것이다. 이 암석은 재질이 부드러워 표면에 활자나 미세한 문양을 조각하고 매끈한 표면을 만들기에 용이한 물성을 가지고 있으며 열전도율 또한 우수하다. 장수군 식천리 일대의 각섬석암은 현재까지도 채석되어 석제 식기제품으로 생산되고 있다. 따라서 완주 갈등 유적에서 출토된 세형동검 용범의 원료는 전북 장수 지역의 대성리, 식천리 및 교동리 부근에서 공급하였을 가능성이 매우 높다. 그러나 남원시 아영면 일대리와 같이 소규모로 노출된 동일 종류의 암석에서 공급되었을 가능성을 완전히 배제할 수는 없다. 이와 같은 원료의 도입과정에 대하여는 여러 가지 가능성을 명확히 규명할 수 있는 고고학적 연구가 필요하다.

• 한국지구과학회지
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• 제21권1호
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• pp.81-92
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• 2000

본 연구는 한라산 지역에 분포하는 대표적인 9개 용천수에 대한 고도별 수질특성과 그 진화과정을 연구하였다. 조사 지역 9개 용천수의 수질분석결과 관음사용천수는 수소이온 농도에서 비정상적인 수질특성을 보였다. 해발고도 1000m 이하에 위치하는 영실, 남국선원, 성판악, 어리목 및 관음사용천수에서는 염소이온, 황산이온, 질산성질소 및 나트륨이온 함량이 높아 주변 육상오염원들에 의해 오염이 진행 중인 용천수로 분류된다. 중탄산이온, 황산이온 및 수소이온 농도는 강수량이 많았을 때 그 농도가 증가하였으며, 염소이온, 칼슘이온 및 질산성질소 농도는 강수량이 많았을 때 그 농도가 감소하였고, 마그네슘이온, 나트륨이온 및 전기비전도도 농도는 강수량의 영향이 미미하였다. 한라산 용천수는 백록담 담수와 윗세오름용천수를 제외한 전 용천수가 나트륨 또는 칼륨형(sodium or potassium type)과 중탄산형(bicarbonate type)의 용천수군으로 구분된다.

• 보존과학회지
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• 제12권1호
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• pp.31-47
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• 2003

천안 운전리의 청동기 유적지에서 출토된 석기 및 유적지 주변에 분포는 석기와 동일한 암석의 대자율 값은 보통 $0.5(\times10^{-3}\;SI\;unit)$ 이하이나, 섬장암질 석부(2.37), 편암질 석부(0.19) 및 점판암질 석도(0.11)는 노두의 암석과 차이가 있다. 이들을 석기와 근원암석으로 짝을 이루어 원소의 거동과 부화 및 호정성과 불호정성을 이용하여 표준화 하였을때 석기와 암석의 지구화학적 진화경향이 동일한 것으로 보아, 대부분의 석기는 유적지 주변에 분포하는 암석을 원료로 제작하였을 가능성이 상당히 높다. 그러나 일부 석부(편암), 석도(점판암) 및 석촉(셰일)의 구성암석은 운전리 유적지 및 반경 10 km 이내에서 전형적인 산출상태와 분포지역을 확인할 수 없었다. 따라서 운전리 일대의 석기는 현지에서 재료를 구하고 현장에서 제작한 자급형 석기(갈판, 갈돌, 석부)와 다른 지역에서 도입된 외래형 석기(석도, 석촉 및 석부)가 공존하고 있는 것으로 해석된다.