• Ocean and Polar Research
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• 제23권1호
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• pp.51-62
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• 2001

The Arctic consists of numerous sedimentary basins containing voluminous natural resources and two of the world's major oil and gas producing areas. The western Siberia Basin in the Arctic region has the largest petroliferous province with an area of 800 ${\times}$ 1,200 km and produces more than 60% of total Russian oil production. The North Slope of Alaska produces about 20% of the U.S. output, i.e., 11% of the total U.S. consumption. Being small compared to those regions, the Canadian Northwest Territories and the Pechora Basin in Russia produce only fair amount of oil and natural gas. There are also many promising areas in the northern continental shelf of Russia. In addition to Russia, Svalbard and Greenland have been investigated for oil and gas. Gas hydrates are widespread in both permafrost regions and arctic continental shelf areas. The reserves of gas hydrates in the Arctic Ocean are about 20${\sim}$32% of total estimated amounts of gas hydrates in the world ocean. Mineral mining is well developed, especially in Russia. The major centers are located around the Kuznetsk Basin and Noril'sk. They are major suppliers of gold, tin, nickel, copper, platinum, cobalt, iron ore, coal as well as apatite. There are also some minings of lead-zinc in Alaska and Arctic Canada.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume II
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• pp.1019-1022
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• 2006

Satellite sea ice data from 1978 to the present reveal that the perennial ice (or ice that survives the summer) has been rapidly declining at almost 10% per decade. Warming due to increases in greenhouse gases in the atmosphere is now also being reflected in winter with drastic reductions in the maximum extent observed in 2005 and 2006. The retreat of the perennial ice also exposes more open water and has revealed an asymmetric distribution of chlorophyll a pigment concentration in the Arctic basin. Phytoplankton blooms are most dominant at high latitudes, partly on account of sea ice, but in the Arctic basin, it appears that pigment concentrations in the Eastern (Laptev Sea) Region are on the average three times higher than those in the Western (Beaufort Sea) Region. Such asymmetry suggests that despite favorable conditions provided by the melt of sea ice, there are other factors that affects the productivity of the region. The asymmetry is likely associated with much wider shelf areas in the East than in the West, with sea ice processes that inhibits the availability of nutrients near the surface in deep water regions, and river run-off that affects nutrient availability. The primary productivity in the pan-Arctic region have been estimated using the pigment concentrations and PAR derived from SeaWiFS data and the results show large seasonal as well as interannual variability during the 1998 to 2005 period. The data points towards increasing productivity for later years but with only 9 years of data it is too early to tell the overall effect of the sea ice retreat.

• Ocean and Polar Research
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• 제45권2호
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• pp.89-102
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• 2023

Climate and environmental changes in the Arctic Ocean due to global warming have been linked to extreme climate change in mid-latitude regions, including the Korean Peninsula, requiring a better understanding of the Arctic climate system based on the paleo-analog. This review introduces three paleoenvironmental research cases using neodymium isotopes (¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd, ε_Nd) measured on two different fractions of marine sediments: silicate-bound 'detrital' and Fe-Mn oxide-dominated 'authigenic' fractions. In the first case, detrital ε_Nd in core HH17-1085-GC on the continental shelf off northern Svalbard was used for tracing changes in sediment provenance and associated glacier behavior over the last 16.3 ka. The second case showed the potential use of authigenic ε_Nd as a quasi-conservative water mass tracer. Three prominent ε_Nd peaks and troughs observed in core PS72/410-1 from the Mendeleev Ridge in the western Arctic Ocean over the past 76 ka suggested episodic meltwater discharge events during 51~46, 39~35 and 21~13 ka BP. The last case proposed the use of the difference between authigenic and detrital ε_Nd as a proxy for reconstructing glacier fluctuation. The idea is based on the assumption that enhanced glacial erosion during glacier advances can supply sufficient freshly-exposed rock substrate for incongruent weathering, potentially leading to greater isotopic decoupling between bedrock and dissolved weathering products as recorded in detrital and authigenic ε_Nd, respectively. Thus, it would be worthwhile to take advantage of sedimentary ε_Nd to improve our understanding of past environmental changes in polar regions.

• 연구논문집
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• 통권28호
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• pp.111-121
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• 1998

Offshore of Sakhalin Island is one of potential oil and gas development fields in Russia. American and Japanese companies are actively participating in the developments. They plan to export the produced oil and gas to East Asia including Korea, Japan and China. So far, offshore oil and gas field developments are mainly concentrated in the Russian Arctic area such as Barents Sea, Kara Sea and Tinman-Pechora Sea. In this article, the projects under development on the Sakhalin Shelf are reviewed and the environmental conditions in this area are summarized. At the end, the future prospects of the Sakhalin developments are reviewed.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권1호
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• pp.17-24
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• 2018

Grounding line of a glacier or ice shelf where ice bottom meets the ocean is sensitive to changes in the polar environment. Recent rapid changes of grounding lines have been observed especially in southwestern Antarctica due to global warming. In this study, ERS-1/2 and Sentinel-1A Synthetic Aperture Radar (SAR) image were interferometrically acquired in 1996 and 2015, respectively, to monitor the movement of the grounding line in the western part of Ronne Ice Shelf near the Antarctic peninsula. Double-Differential Interferometric SAR (DDInSAR) technique was applied to remove gravitational flow signal to detect grounding line from the interferometric phase due to the vertical displacement of the tide. The result showed that ERS-1/2 grounding lines are almost consistent with those from Rignot et al. (2011) which used the similar dataset, confirming the credibility of the data processing. The comparison of ERS-1/2 and Sentinle-1A DDInSAR images showed a grounding line retreat of $1.0{\pm}0.1km$ from 1996 to 2015. It is also proved that the grounding lines based on the 2004 MODIS Mosaic of Antarctica (MOA) images and digital elevation model searching for ice plain near coastal area (Scambos et al., 2017), is not accurate enough especially where there is a ice plain with no tidal motion.

• 자원환경지질
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• 제56권1호
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• pp.1-11
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• 2023

이번 연구에서는 2021년 ARA12B 탐사를 통해 동시베리아해 대륙붕의 서로 다른 수심을 갖는 2개의 정점에서 수집한 망가니즈단괴 440개[ARA12B-St52 (150 m, n = 239), ARA12B-St58i (73 m, n = 201)]에 대하여 형태학적·지화학적 분석을 수행하고, 수심에 따른 단괴의 특성 변화를 고찰하였다. 단괴의 크기는 두 정점 모두에서 3 cm 이상의 크기가 일반적이다. 그러나 단괴의 외형적 특징은 수심에 따라 크게 차이가 있다. 수심 150 m에서 획득된 단괴의 일반적인 형태는 거친 표면조직을 가지는 갈색-흑색의 판상형, 원통형 및 타원체형이다. 반면, 수심 73 m에서 회수된 단괴들은 매끄러운 표면을 가지는 노랑-갈색의 판상형 단괴가 대부분을 차지한다. 또한 단괴의 내부조직, 공극률 및 구성원소와 관련이 있는 크기와 무게 간 추세선의 기울기는 150 m의 단괴의 경우 약 1.60, 83 m 단괴는 약 0.84로 큰 차이가 있음이 확인되었다. 이는 단괴의 내부조직 및 화학조성에 차이로부터 기인한다. 단괴의 내부조직과 화학조성 분석 결과, 수심 150 m의 단괴들은 핵을 중심으로 두꺼운 Mn층과 얇은 Fe층들로 이루어진 반면, 83 m의 단괴들은 핵을 중심으로 얇은 Mn 및 Fe층이 교호하며 성장한다. 마이크로 X선 형광분석(µ-XRF)을 통해 단괴의 절개면에서 분석된 평균 화학조성은 150 m 단괴의 경우 Mn 40.6 wt%, Fe 5.2 wt%, Mn/Fe 비 7.9이며, 83 m 단괴의 경우 Mn 10.3 wt%, Fe 19.0 wt%, Mn/Fe 비 0.6이다. 타 해역 단괴들의 화학조성과 비교한 결과 수심 150 m에서 회수된 단괴의 조성은 태평양의 페루 분지의 단괴들과 유사한 반면, 83 m에서 획득된 단괴의 조성은 태평양의 쿡 섬 또는 발트해의 단괴들과 유사하다. 관찰된 단괴들의 형태학적·지화학적 특성은 두 정점에서 뚜렷한 차이를 나타내며, 이는 북극해 대륙붕의 수심에 따라 단괴의 형성 당시의 환경적 조건에 명확한 차이가 있음을 지시한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권7호
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• pp.718-728
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• 2013

Analysis of scenarios of transportation oil and gas which produced in the Arctic and others cold seas shows that in the near-term there will be a significant increase of tonnage of tankers for oil and gas and number of ships which should be exploited in difficult ice conditions. For the construction of ice-resistant structures (IRS) intended for production of oil and gas and transportation of these products at ice-class vessels, calculating the load from ice to board the ship and on surface of supports of the platforms are the actuality and urgent tasks. These tasks have one basis in both cases: at beginning of the contact occurs fracture of edge of ice, then occurs compressing of rubble shattered of ice, then they extruding from contact area, after this next layer of ice begin to destruct. At calculating the strength of plating and elements construct of vessels, icebreakers and ice-resistant platforms the specific energy of mechanical destruction ice ${\epsilon}_{cr}$ is an important parameter. For the whole period of study of physical and mechanical characteristics of sea ice have been not many experimental studies various researchers to obtain numerical values of this energetic characteristic of the strength of ice by a method called Ball Drop Test. This study shows that the destruction of the ice from dynamic loading in zone of contact occurs in several cycles, and the ice destructed with a minimum numerical values of ${\epsilon}_{cr}$. The author offer this energy characteristic to take as a base value for the calculation of ice load on ships and offshore structures.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권6_1호
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• pp.933-944
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• 2019

이 연구에서는 영상레이더(synthetic aperture radar; SAR) 이중차분간섭기법(Double-Differential Interferometric SAR; DDInSAR)을 이용하여 남극 로스 빙붕(Ross Ice Shelf)의 동쪽(A지역)과 서쪽(B지역)에 위치한 육지 경계부 지역의 조위변형을 분석하고, 조위예측 모델의 정밀도와 빙붕의 영률(Young's modulus) 추정을 위해 2015-2016년에 획득된 총7장의 Sentinel-1A SAR 영상을 획득하였다. 먼저, 남극 로스해(Ross Sea)에 대한 대표적인 조위예측 모델인 Ross Sea Height-based Tidal Inverse (Ross_Inv) 모델과 DDInSAR영상에서 추출된 빙붕의 조위변형을 비교한 결과, 모델의 조위예측 오차는 동쪽에서는 3.86 cm로 분석되었으며 조위모델에서 역기압효과가 필수적으로 보정되어야 함을 확인하였다. 그러나 서쪽에서는 역기압효과 보정 후에도 큰 오차가 발생하여 조위모델이 부정확할 수 있음을 확인했다. 또한, 조위변형이 나타나는 힌지 영역(hinge zone)의 폭과 얼음두께의 상관성을 나타내는 1차원 탄성 보 모델에 의거하여 얼음의 영률을 계산하였다. 이를 위해 DDInSAR 영상에서 조위에 의한 변위가 나타나기 시작하는 곳을 지반선(grounding line)으로, 조위에 의한 최대변위가 나타나는 지점을 힌지선(hinge line)으로 새롭게 정의했고, 이두선 사이를 힌지 영역으로 정의했다. 반무한 평면체를 가정한 1차원 탄성 보 모델에 의하면 힌지 영역의 폭은 얼음두께의 0.75승에 정비례한다. DDInSAR에서 나타나는 힌지 영역 중 지반선과 힌지선이 직선에 가까운 지역에서 힌지 영역의 폭을 측정하였고, 이를 BEDMAP2 얼음 두께의 0.75승과의 선형 회귀 분석을 통해 로스 빙붕 동쪽과 서쪽 힌지 영역의 영률을 1.77±0.73 GPa로 추정할 수 있었다. 이러한 방법으로 향후 Sentinel-1 영상이 축적되면 더 정밀한 영률을 추정할 수 있을 것으로 기대된다.

• 광물과 암석
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• 제34권1호
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• pp.15-29
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• 2021

북극해는 기후 변화에 따라 북극의 해빙과 빙상의 분포가 달라지며 쇄설성 퇴적물 내 광물의 특성이 변화한다. 따라서 해빙이나 빙산에 의해 운송된 해양 퇴적물을 연구하는 것은 지구 기후 변화를 이해하는 데에 매우 중요하다. 본 연구에서는 척치해저고원의 아라온 마운드에서 채취한 4개의 중력코어와 아라온 마운드 사이 사면에서 채취한 1개의 중력코어를 사용하여, 벌크광물조성, 점토광물조성, 빙운쇄설물 연구를 통해 쇄설성 퇴적물의 기원지를 알아보고 이를 바탕으로 서북극해의 고환경 변화를 재구성하였다. 코어 퇴적물들은 갈색, 회색, 녹회색을 띠며 서북극해에서 나타나는 간빙기/빙기 순환에 따른 퇴적물 색의 특성을 잘 나타내고 있다. 척치해저고원에서 획득한 코어 퇴적물을 광물 특성과 주변에서 수행된 기존 연구와 비교하여 총 3개의 유닛으로 구분하였다. 최후빙기극대기에 퇴적된 유닛 3 퇴적물은 동시베리아해로 유입되는 콜리마 강과 인디기르카 강 퇴적물들이 동시베리아해 대륙붕에 퇴적된 후, 해빙이나 해류에 의해 유입된 것으로 보인다. 퇴빙기에 해당하는 유닛 2 퇴적물은 동시베리아해로 유입되는 콜리마 강, 인디기르카 강, 보퍼트해로 유입되는 맥켄지강과 캐나다 군도로부터 함께 공급된 것으로 보이며, 로렌타이드 빙상의 융해에 의하여 다량의 빙운쇄설물들이 유입되었다. 간빙기 퇴적물인 유닛 1의 경우, 세립질 퇴적물들은 캐나다 북부와 동시베리아해로부터 해빙과 해류에 의해 공급되었으며, 조립질 퇴적물들은 캐나다 군도로부터 해빙에 의해 유입된 것으로 여겨진다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_2호
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• pp.1165-1178
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• 2018

남극 빙붕의 붕괴 및 흐름속도의 변화는 빙상에 대한 지지력을 약화시킬 수 있어 해수면 상승에 잠재적인 원인이 될 수 있다. 이 연구에서는 2016년 4월 대규모 붕괴가 발생한 동남극 난센 빙붕에 대해 Landsat-7 Enhanced Thematic Mapper Plus(ETM+) 및 Landsat-8 Operational Land Imager(OLI) 영상을 이용하여 2000년부터 2017년까지의 연간 흐름속도 변화를 분석하였다. 흐름속도 산출을 위해 Landsat의 청색, 녹색, 적색, 근적외선, 전정색 및 첫 번째 주성분 영상 등 총 6개 영상에 orientation correlation 기법을 적용하고, 각각의 변위 산출 결과를 융합하는 다중분광 영상정합 기법을 사용하였다. Landsat 다중분광 영상정합은 난센 빙붕에서 전정색 단일 밴드 영상정합을 사용하는 경우보다 최소 14% 더 넓은 영역에 대해 신뢰할 수 있는 흐름속도를 산출하였고, Global Positioning System(GPS)로 관측된 흐름속도와 비교한 결과 ${\pm}2.1m\;a^{-1}$의 매우 작은 오차를 가지는 것으로 분석되었다. 난센 빙붕에서 2000-2017년 사이에 가장 급격한 흐름속도 증가를 나타낸 곳은 Drygalski 빙하설과 인접한 영역이었으며, 빙붕의 중앙 유선을 따라 측정된 흐름속도는 빙붕 전면(ice front)에 rift가 발달하기 전인 2010년까지 거의 변화가 없었다(${\sim}228m\;a^{-1}$). Rift가 발달하기 시작한 2011-2012년에 rift 상류에서 흐름속도의 가속화가 관측되었으나(${\sim}255m\;a^{-1}$), 이는 2010년에 비해 약 11% 빨라진 것에 불과하였다. 난센 빙붕의 rift가 완전히 발달한 2014년부터 rift 상류의 흐름속도는 다소 감소한 상태(${\sim}225m\;a^{-1}$)로 안정화 되었다. 이는 rift의 발달 및 빙붕 전면의 붕괴가 난센 빙붕의 흐름속도에 거의 영향을 주지 않았음을 의미한다.