• 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.

• 천문학회보
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• 제43권1호
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• pp.71.2-71.2
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• 2018

태양계 질량의 대부분은 플라즈마, 기체, 또는 액체 상태로 존재하며, 극히 일부만이 고체 즉 암석과 광물로 존재한다. 하지만, 반응 특히 혼합(mixing)이 일어나는 속도가 매우 느린 고체의 특성상 태양계의 탄생과 진화 과정의 기록은 고체태양계 물질에 더 잘 보관되어 있다. 지구를 제외한 고체 태양계 물질을 확보하기 위해서는 지구로 낙하한 암석인 운석(meteorites)을 발견하거나, 우주로 나가 시료를 가져와야 한다. 아폴로 미션(Apollo mission)에 의한 월석(lunar rocks) 채취(Papike et al., 1998), 하야부사 미션(Hayabusa mission)에 의한 소행성(asteroid) 시료 채취(Nakamura et al., 2011), 스타더스트 미션(Stardust mission)에 의한 혜성 시료 채취(Zolensky et al., 2006) 등이 후자에 속한다. 능동적으로 가져온 시료는 아직까지는 그 종류와 양에서 운석에 비해 매우 부족하므로 현재까지 우리가 알고 있는 고체 태양계에 관한 대부분은 운석 연구를 통해 얻어졌다. 운석은 크게 미분화운석 즉 콘드라이트(chondrites)와 분화운석(differentiated meteorites)으로 구분한다. 분화운석 중 일부는 달운석(lunar meteorites) 또는 화성운석(martian meteorites)이며, 나머지 분화운석과 콘드라이트는 암석-지구화학적 특징과 성인적 연관성에 의해 다양한 그룹으로 세분되는데 각 그룹은 하나의, 또는 둘 이상의 매우 유사한, 소행성에서 유래한 것으로 해석된다(Krot et al., 2014; 최변각 2009). 다양한 종류의 운석과 구성 광물에 포함된 기록으로는 (1) 태양계 이전 존재한 항성의 대기에서 생성된 광물, 즉 선태양계 광물(presolar grains), (2) 태양계 성운 탄생과 각 진화 단계의 정확한 시기, (3) 태양계 성운의 화학조성-동위원소 조성, 온도-압력 조건 등을 포함한 물리-화학적 특징, (4) 가스-먼지로부터 미행성, 소행성, 행성으로의 진화 과정, (5) 행성 진화의 열원, (6) 소행성 핵의 생성 과정 등이 있다. 강연에서는 이들을 간략히 살펴보고자 한다. 운석연구 등을 통해 태양계 생성과 진화과정에 관한 다양한 정보가 축적되었지만, 앞으로 연구할 것들이 더 많다. 또한 태양계 물질 중에는 운석의 형태로 지구로 들어왔거나 앞으로 들어올 수 있는 것도 있지만 그렇지 않은 것도 있다. 가스나 기체의 경우가 그러할 것이며, 고체지만 결합이 약해 일부라도 원형을 유지한 채 대기권을 통과 할 수 없는 것도 있을 것이다. 또 공전궤도나 중력 등 물리적 이유로 지구권 진입이 불가능한 것도 있다. 이러한 태양계 구성원에는 우리가 아직까지 얻지 못한 정보들이 다량 보존되어 있을 것이다. 미래의 태양계탐사가 기대되는 이유 중 하나이다.

• 과학과기술
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• 제29권9호통권328호
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• pp.82-82
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• 1996

• 한국광물학회지
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• 제24권1호
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• pp.31-36
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• 2011

운석은 모암인 소행성(asteroid)이나 미세소행성(planetesimal)에서 충돌에 의해 분리된 후, 태양계 내의 공간을 배회하다가 지구의 중력에 이끌려 지표에 떨어진 후 수집된 돌덩이다. 따라서 생성 초기의 지구를 포함하는 태양계 내 지구형 행성의 생성 초기와 진화과정을 규명하려면 원시 태양계의 정보를 간직하고 있는 운석의 물리/화학적 분석이 반드시 필요하다. 특히 열잔류자화(thermoremanent magnetization, TRM) 대비 포화등온잔류자화(saturation isothermal remanent magnetization, SIRM)의 비율과 자화를 유도하는 자기장 강도의 상관관계를 이용하면 운석이 함유하는 자성광물을 판별할 수 있다. TRM/SIRM 비를 이용하여 2종류의 미분화운석(H5 Richardton, LL6 St. Severin)과 2종류의 화성기원 분화운석(ALH84001, DaG476)에 대해 자성광물 판별을 시도하였다. 실험 결과 H5 Richardton, LL6 St. Severin, ALH84001, DaG476의 주 자성광물이 각각 카마사이트, 테트라테나이트, 자철석, 크롬티탄함유철석임을 판별하였다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제15B권2호
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• pp.95-102
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• 2008

상호작용적인 가상현실 기술은 실제 환경의 제약을 극복할 수 있으며 사용자에게 흥미와 적극적인 참여를 유도하여 과학적 탐구학습에도 적극 활용되고 있다. 그러나 기존 연구에서는 주로 특정 교안에 대한 응용 프로그램의 개발에 중점을 두고 있어서 다른 교안을 위한 탐구학습가상환경 개발에 쉽게 활용하기 어려웠다. 이에 본 연구에서는 과학적 탐구학습 가상환경의 개발을 도와주는 통합적인 가상현실 시스템 SASILE (System for Augmenting Scientific Inquiry Learning Environments)을 개발하였다. 본 논문에서는 먼저 가상현실을 활용한 과학적 탐구학습 관련 연구를 살펴보고, 제안하는 시스템의 구조와 구현에 대해서 설명한다. 그리고 이 시스템을 이용하여 가상현실 모양성에서 한옥에 나타난 대류현상에 대한 과학적 탐구학습 환경 개발 사례와 가상환경 화성 암석의 성분을 측정하여 운석이 떨어진 곳을 찾는 화성 탐사 개발사례를 설명한다. 마지막으로 이 시스템의 향후 연구 방향에 대해 논한다.

• 암석학회지
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• 제23권3호
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• pp.273-277
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• 2014

이 논문은 지구의 나이를 알기 위한 초기의 다양한 시도를 간략히 소개하고, 운석의 납동위원소 연대측정으로 처음으로 지구의 나이가 $4,550{\pm}70Ma$임을 밝힌 Patterson (1956)의 연구를 재조명한다. 태양계 초기의 진화과정은 성운가스가 식으면서 응축되어 만들어지는 고체입자 -> 이들 입자들이 서로 들러붙어 커지는 첨합과정을 통하여 행성 크기의 물체가 생성되는 것으로 생각되고 있다. 또한 이때 생긴 원시지구가 화성 크기의 물체와 충돌하면서 그 잔해가 달을 만들었다고 생각되고 있다. 이 일련의 과정에서 지구가 생성된 시기를 꼭 집어 말하기 힘들긴 하나, 현재 지구는 이 충돌의 직접적인 결과로 생각할 수 있기 때문에 이 충돌시기를 지구의 나이로 정할 것을 제안한다. 기존 연구를 고려하면 충돌시기는 태양계에서 가장 먼저 만들어진 운석물질의 나이(즉, 태양계의 나이) $4567.30{\pm}0.16Ma$와 지구와 달 암석에서 가장 오래된 나이 $4,456{\pm}40Ma$ 사이로 개략적으로 제한될 수 있다. 이 충돌시기는 태양계 초기 행성 크기의 물체가 만들어지는 시간간격을 밝히고, 충돌 이후 생성된 지구와 달의 마그마 바다의 열 역사를 규명하는데 매우 중요하기 때문에, 앞으로 보다 정확한 충돌시기를 측정하려는 노력이 요구된다.

• 광물과 암석
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• 제34권3호
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• pp.177-191
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• 2021

젠지고우 연-아연 광상은 중국 동북지역에선 가장 규모가 큰 연-아연 광상 중의 하나로 지체구조상 Jiao Liao Ji belt내 Qingchengzi mineral field에 위치한다. 이 광상의 주변지질은 시생대의 그래뉼라이트(granulite)와 이를 관입한 고원생대의 미그마타이트질 화강암과 고-중원생대의 소딕(sodic) 화강암을 부정합으로 피복한 고원생대의 Liaohe 층군 및 이들을 관입한 중생대의 섬록암과 몬조나이틱 화강암으로 구성된다. 이 광상은 고원생대의 Liaohe 층군내 Langzishan 층 및 Dashiqiao 층내에서 층상 광체 및 맥상 광체로 산출되며 층준규제 퇴적분기형 또는 퇴적분기형 광상에 해당된다. 이 광상에서 산출되는 돌로마이트들은 산출 광물조합 및 정출순서를 기초로 1)모암인 돌로마이트(D₀), 2)녹색편암상의 변성작용에 의한 층상 광체내 돌로마이트(백색운모, 석영, 칼리장석, 섬아연석, 방연석, 황철석, 유비철석)(D₁) 및 3)석영맥과 함께 산출되는 맥상 광체내 돌로마이트(석영, 인회석, 황철석)(D₂)로 산출된다. 이들 돌로마이트의 화학조성은 각각 Ca_1.00-1.03Mg_0.94-0.98Fe_0.00-0.06 As_0.00-0.01(CO₃)₂(D₀), Ca_0.97-1.16Mg_0.32-0.83Fe_0.10-0.50Mn_0.01-0.12Zn_0.00-0.01Pb_0.00-0.03As_0.00-0.01(CO₃)₂(D₁), Ca_1.00-1.01Mg_0.85-0.92Fe_0.06-0.11Mn_0.01-0.03As_0.01(CO₃)₂(D₂)로써 이론적인 돌로마이트의 화학조성보다 미량원소들의 함량이 높다. 특히, 이들 돌로마이트내 FeO 및 MnO 함량은 각각 0.05-2.06 wt.%, 0.00-0.08 wt.%(D₀), 3.53-17.22 wt.%, 0.49-3.71 wt.%(D₁) 및 2.32-3.91 wt.%, 0.43-0.95 wt.%(D₂)로써 층상 광체에서 산출되는 돌로마이트(D₁)에서 높은 함량을 갖는다. 또한 다른 미량원소들은 ZnO, As₂O₅, PbO, Sb₂O₅ 및 HfO₂ 원소들이 소량 함유되며 단지층상 광체에서 산출되는 돌로마이트(D₁)에서 ZnO 및 PbO 원소들의 함량이 다소 높게 나타난다. 젠지고우 연-아연 광상의 D_o 및 D₂는 Ferroan 돌로마이트에 해당되며 D₁는 철백운석(ankerite)과 Ferroan 돌로마이트에 해당된다. 따라서 1)모암에서 산출되는 돌로마이트(D₀)는 고원생대의 Jiao Liao Ji 분지내 해양증발석호(marine evaporative lagoon) 환경에서 퇴적된 Ferroan 돌로마이트, 2)층상 광체내 돌로마이트(D₁)는 고원생대의 화성활동 및 녹색편암상의 변성작용에 의한 열수교대작용으로 의한 돌로마이트화작용에 의해 형성된 철백운석(ankerite) 및 Ferroan 돌로마이트 및 3)맥상 광체내 돌로마이트(D₂)는 중생대의 화성활동에 수반된 열수용액에 의해 형성된 Ferroan 돌로마이트이다.

• 광물과 암석
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• 제35권2호
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• pp.83-100
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• 2022

Zhenzigou 연-아연 광상은 중국 동북지역에선 가장 규모가 큰 연-아연 광상 중의 하나로 지체구조상 Jiao Liao Ji belt내 Qingchengzi mineral field에 위치한다. 이 광상의 주변지질은 시생대의 그래뉼라이트(granulite)와 이를 관입한 고원생대의 미그마타이트질 화강암과 고-중원생대의 소딕(sodic) 화강암을 부정합으로 피복한 고원생대의 Liaohe 층군 및 이들을 관입한 중생대의 섬록암과 몬조나이틱 화강암으로 구성된다. 이 광상은 고원생대의 Liaohe 층군내 Langzishan 층 및 Dashiqiao 층내에서 층상 광체 및 맥상 광체로 산출되며 층준규제 퇴적분기형 또는 퇴적분기형 광상에 해당된다. 이 광상에서 산출되는 백색운모는 층상 광체에서만 산출되며 모암의 종류, 변질 정도, 광석광물의 유무 및 광체 형태에 따라 4 가지 형(I 형 백색운모 : 약변질(쇄설성 돌로마이트질 대리암), II 형 백색운모 : 강변질(돌로마이트질 쇄설성 암석), III 형 백색운모 : 층상광체(돌로마이트질 쇄설성 암석), IV 형 백색운모 : 층상 광체(쇄설성 돌로마이트질 대리암))으로 분류된다. I 형 백색운모는 약 변질정도를 갖는 쇄설성 돌로마이트질 대리암내 돌로마이트를 열수교대작용에 의한 돌로마이트화작용에 의해 형성된 돌로마이트와 함께 산출된다. II 형 백색운모는 강 변질정도를 갖는 돌로마이트질쇄설성 암석내 열수교대작용에 의한 칼리장석의 변질물이나 돌로마이트화작용에 의해 형성된 돌로마이트, 철백운석, 석영과 함께 산출된다. III 형 백색운모는 층상 광체를 갖는 돌로마이트질 쇄설성 암석내 열수교대작용에 의한 칼리장석의 변질물이나 돌로마이트화작용에 의해 형성된 철백운석, 방해석, 석영과 함께 산출된다. IV 형 백색운모는 층상 광체를 갖는 쇄설성 돌로마이트질 대리암내 열수교대작용에 의한 칼리장석의 변질물이나 돌로마이트, 석영과 함께 산출된다. 이들 백색운모의 화학조성은 각각 (K_0.92-0.80Na_0.01-0.00Ca_0.02-0.01Ba_0.00Sr_0.01-0.00)_0.95-0.83(Al_1.72-1.57Mg_0.33-0.20Fe_0.01-0.00Mn_0.00Ti_0.02-0.00Cr_0.01-0.00V_0.00Sb_0.02-0.00Ni_0.00Co_0.02-0.00)_1.99-1.90(Si_3.40-3.29Al_0.71-0.60)_4.00O₁₀(OH_2.00-1.83F_0.17-0.00)_2.00, (K_1.03-0.84Na_0.03-0.00Ca_0.08-0.00Ba_0.00Sr_0.01-0.00)_1.08-0.85(Al_1.85-1.65Mg_0.20-0.06Fe_0.10-0.03Mn_0.00Ti_0.05-0.00Cr_0.03-0.00V_0.01-0.00Sb_0.02-0.00Ni_0.00Co_0.03-0.00)_1.99-1.93(Si_3.28-2.99Al_1.01-0.72)_4.00O₁₀(OH_1.96-1.90F_0.10-0.04)_2.00, (K_1.06-0.90Na_0.01-0.00Ca_0.01-0.00Ba_0.00Sr_0.02-0.01)_1.10-0.93(Al_1.93-1.64Mg_0.19-0.00Fe_0.12-0.01Mn_0.00Ti_0.01-0.00Cr_0.01-0.00V_0.00Sb_0.00Ni_0.00Co_0.05-0.01)_2.01-1.94(Si_3.32-2.96Al_1.04-0.68)_4.00O₁₀(OH_2.00-1.91F_0.09-0.00)_2.00 및 (K_0.91-0.83Na_0.02-0.01Ca_0.02-0.00Ba_0.01-0.00Sr_0.00)_0.93-0.83(Al_1.84-1.67Mg_0.15-0.08Fe_0.07-0.02Mn_0.00Ti_0.04-0.00Cr_0.06-0.00V_0.02-0.00Sb_0.02-0.01Ni_0.00Co_0.00)_2.00-1.92(Si_3.27-3.16Al_0.84-0.73)_4.00O₁₀(OH_1.97-1.88F_0.12-0.03)_2.00 로써 이론적인 이중팔면체형 운모류 값보다 Si가 높고 K, Na, Ca는 낮으며 모두 백운모에 해당된다. 특히, Zhenzigou 연-아연 광상에서 산출되는 백색운모의 화학조성 변화는 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[(Al³⁺)^VI+(Al³⁺)^IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV] 메카니즘에 의해 일어났으며 백색운모의 Fe는 Fe²⁺와 Fe³⁺ 로써 존재하지만 주로 Fe²⁺ 우세함을 의미한다. 따라서 Zhenzigou 연-아연 광상의 층상 광체에서 산출되는 백색운모들은 고원생대의 화성활동 및 녹색편암상의 변성작용에 의한 열수교대작용으로 기존에 산출되었던 광물들의 재용융 및 재침전 과정에서 형성되었으며 이들 백색운모의 화학조성 변화는 열수교대작용 동안 모암인 돌로마이트 및 쇄설성 암석의 함량 차이, 변질 정도 및 광석광물의 유무에 따른 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[(Al³⁺)^VI+(Al³⁺)^IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV] 메카니즘에 의해 일어났음을 알 수 있다.