• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.217-217
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• 2005

• 암석학회지
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• 제4권2호
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• pp.124-133
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• 1995

미국 위스콘신주의 울프리버 저반의 산소동위원소의 조성을 분석한 결과, 분화계열에 속하는 심성암들 간의 산소동위원소 조성은 거의 유사한 경향을 보이고 있으며, 미분화계열에 속하는 신성암체 간의 조성도 거의 유사한 경향을 보였다. 이는 고온에서의 극히 미약한 동위원소 분별작용을 보여주는 것이다. 주변 모암인 피노키안 심성암체의 산소동위원소 조성이 울프리버 저반보다 약 1-2 퍼밀이 높기 때문에 울프리버 저반의 근원 암으로 볼 수는 없으나, 울프리버 저반보다 약간 낮은 산소동위원소 조성을 갖는 근원 마그마가 존배하였다면, 이 마그마에 의한 주변 모암의 동화작용에 의해서 울프리버 저반의 산소동위원소조성의 생성이 가능한 것으로 판단된다.

• 암석학회지
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• 제2권1호
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• pp.19-31
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• 1993

Oxygen isotope compositions of whole rock and/or mineral separates (quartz and feldspar) have been determined for the granitic and related rocks from the Wolf River Batholith, Wisconsin. Hydrothermal alteration resulting in the decrease of ${\Delta}_{Q-F}$/ values was obaserved locally throughout the batholith. Feldspars of different colors (pink, gray and red) were separated whenever feasible and analyzed. Most red feldspars (An$_{10-30}$/) show the highest and constant ${\delta}^18O$/ values (9.3~10.0 permil) suggesting nearly complete isotope exchange with hydrothermal fluid. Based on ${\delta}^18O$/ values and the alteration temperatures (260~$350^{\circ}C$) estimated from fluid inclusion study, ${\delta}^18O$/ of fluid is calculated to be $5.0{\pm}1.4$ permil. Phanerozoic sedimentary formation water in Wisconsin is most likely the source of the fluid.

• 천문학회지
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• 제40권4호
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• pp.107-111
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• 2007

The original environment of the solar system can be inferred by studying the oxygen isotope ratios in the Sun as well as in primitive meteorites and comets. The oxygen isotopic fractionation measured in primitive meteorites is mass-independent, which can be explained by the isotopic-selective photodissociation of CO. The isotopic-selective photodissociation model in a collapsing cloud by Lee et al. (2007) imply the birth of the Sun in a stellar cluster with an enhanced radiation field, which is consistent with the inferred presence of $^{60}Fe$.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2005년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.115-125
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• 2005

Carbon isotopic composition of a stream (Odaecheon Stream) monitored over 7 months from July 2004 to January 2005 in Gangweon Province ranges from -9.24 to -4.69‰. Strong negative correlation between ${\delta}^{13}C_{DIC}$ and water temperature suggests that temperature is a dominant factor controlling ${\delta}^{13}C_{DIC}$ in the Odaecheon Stream. The variation pattern of ${\delta}^{13}C_{DIC}$ was thought to be caused by fractionation of C isotope between stream water and atmosphere and more fractionation at reduced temperature. More fractionation of C isotope between stream water and atmosphere at reduced temperature resulted in increase of ${\delta}^{13}C_{DIC}$ of stream water in winter compared to summer. Photosynthesis and respiration of aqueous biota seem to affect little in ${\delta}^{13}C_{DIC}$ as indicated by little variation of dissolved oxygen and reverse variation pattern of Eh in the stream and scarce aqueous biota in stream water. pH seems to be controlled by $CO_2{2}$ exchange between stream water and atmosphere. During summer more $CO_2{2}$ exchange between stream water and atmosphere resulted in decrease in pH value.

• 광물과 암석
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• 제36권4호
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• pp.355-363
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• 2023

지구물질에 존재하는 안정 동위원소의 평형상태에서의 분화(equilibrium isotope fractionation of stable isotope)는 물질의 진동 특성(vibrational properties)에 기인하며, 지구물질이 지구시스템 내에서 겪는 다양한 지질학적 과정들을 정량적으로 이해하는 데 도움을 준다. 본 연구에서는 H₂O 분자의 clumped 동위원소의 특성을 양자화학계산을 이용하여 규명하였다. 특히, 산소 동위원소(¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O)와 수소 동위원소(수소, 중수소, 삼중수소)의 조합으로 구성된 H₂O 분자에 대한 산소와 수소 동위원소간의 clumping 세기를 정량적으로 계산하고, 온도 변화에 따른 clumping 세기 변화 패턴을 분석하였다. 최적화된 분자구조의 평형 결합길이(bond length)와 결합각(bond angle)은 분자의 질량수와 무관하며, 각각 0.9631-0.9633 Å과 104.59-104.62°로 일정하였다. H₂O 분자의 3개의 진동 모드의 진동수는 동위원소 질량수가 증가함에 따라 감소하였으며, 산소보다 수소 동위원소의 변화에 더 큰 영향을 받는다. 진동수를 바탕으로 계산된 동위원소 치환반응의 평형상수 또한 수소 동위원소 질량수에 따라 더 큰 변화 양상을 보인다. 무거운 동위원소 조합의 clumping 반응의 평형상수는 로그값에서 강한 선형 상관관계를 지시한다. 세 동위원소 조합의 상대적인 clumping 강도는 HD¹⁸O에 대하여 각각 1.86배(HT¹⁸O), 1.16배(HT¹⁷O), 0.703배(HD¹⁷O)로 나타났다. Clumping의 세기인 Δ₂₁ 값은 온도의 증가에 따라 감소하며 이차 상관관계를 보인다. 이는 Δ₂₁이 온도 환경 지시자로서 이용될 가능성이 있음을 지시한다. 본 계산 결과는 ¹⁷O와 삼중수소를 포함한 clumped 동위원소 분배의 경향을 최초로 정립한 연구이다. 향후, 자연계에서 산소-수소 동위원소 조성의 기원을 보다 정량적으로 이해하기 위하여 비조화적(anharmonicity) 진동이 고려된 동위원소 분배계수의 계산 또한 필요하다. 상기한 연구 결과는 H₂O 분자의 다양한 지표환경에서의 clumped 동위원소의 측정과 이를 기반으로 한 지질환경 변화 기작을 설명하는 데 사용될 것으로 기대한다.

• 한국물환경학회지
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• 제35권6호
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• pp.510-519
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• 2019

The 'Stable Isotope Analysis in R' (SIAR), one of the Bayesian mixing models for stable isotopes, has been proven to be useful for source apportionment of nitrates in rivers. In this study, the contribution ratios of nitrate sources were quantified by using the SIAR based on nitrogen and oxygen stable isotope measurements in the Yeongsan River. From the measurements, it was found that the values of δ¹⁵N-NO₃ and δ¹⁸O-NO₃ ranged from -8.2 ‰ to +13.4 ‰ and from +2.2 ‰ to +9.8 ‰, respectively. We further analyzed the contribution ratios of the five nitrate sources by using the SIAR. From the modeling results, the main nitrate source was found to be soil N (29.3 %), followed by sewage (26.7 %), manure (19.6 %), chemical fertilizer (17.9 %) and precipitation (6.3 %). From the results, it was found that the anthropogenic sources, i.e., sewage, manure and chemical fertilizer contribute 64.2% of the total nitrate inflow from the watershed. Due to the significant correlation of δ¹⁵N-NO₃ and lnNO₃^- in this study, the fractionation factors reflecting the biogeochemical processes of stable isotope ratios could be directly obtained. This may make the contribution ratios obtained in this study more precise. The fractionation factors were identified as +3.64 ± 0.91 ‰ for δ¹⁵N-NO₃ (p<0.01) and -5.67 ± 1.73 ‰ for δ¹⁸O-NO₃(p<0.01), respectively, and were applied in using the SIAR. The study showed that the stable isotope method using the SIAR could be applied to quantitatively calculate the contribution ratios of nitrate sources in the Yeongsan River.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제14권2호
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• pp.297-311
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• 1997

산소 기체($O_2$)를 전기 방전에 의해 완전히 오존($O_3$)으로 만든 후 $30~150^{\circ}C$범위의 온도에서 열분해 시켰다. 열분해 결과 얻어진 산소 기체를 동위원소 질량분석기로 분석하여 동위원소 분할효과를 측정하였다. 낮은 온도에서는 생성된 산소 기체가 오존에 의해 더 가벼우면서 질량에 의존하는 일반적인 동위원소 분할효과를 보이다가, $110^{\circ}C$ 이상의 실험에서는 산소 기체가 더 무거워지면서 $^{17}O$와 $^{18}O$가 $^{16}O$에 비해 같은 양 만큼씩 많아지는 질량과 무관한 분할효과를 나타냈다. 같은 재질(파이렉스)의 반응 관을 이용한 연구들과 그 범위와 경향이 거의 일치하였다. 실험 결과를 이용하여 산소 생성 비율이 일정한 값이 되는 순간의 동위원소 분할 인자들에 대한 값을 최소자승 법을 이용하여 구하였다. 관측된 현상들은 오존의 열분해 메커니즘의 이해와 운석 및 성층권에서의 산소 동위원소의 질량에 무관한 분포에 대한 이해에 중요한 역할을 할 것이다.

• Ocean and Polar Research
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• 제38권4호
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• pp.339-345
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• 2016

Stable water vapor isotopes have been utilized as a tracer for studying atmospheric global circulations, climate change and paleoclimate with ice cores. Recently, since laser spectroscopy has been available, water vapor isotopes can be measured more precisely and continuously. Studies of water vapor isotopes have been conducted over the world, but it is the early stage in south Korea. For vapor isotopes study, a cryogenic sampling device for water vapor isotopes has been developed. The cryogenic sampling device consists of the dewar bottle, filled with extremely low temperature material and impinger connected with a vacuum pump. Impinger stays put in the dewar bottle to change the water vapor which passes through the inside of impinger into the solid phase as ice. The fact that water vapor has not sampled completely leads to isotopic fractionation in the impinger. To minimize the isotopic fractionation during sampling water vapor, we have tested the method using a serial connection with two sets of impinger device in the laboratory. We trapped 98.02% of water vapor in the first trap and the isotopic difference of the trapped water vapor between two impinger were about 20‰ and 6‰ for hydrogen and oxygen, respectively. Considering the amount of water vapor trapped in each impinger, the isotopic differences for hydrogen and oxygen were 0.33‰ and 0.06‰, respectively, which is significantly smaller than the precision of isotopic measurements. This work can conclude that there is no significant fractionation during water vapor trapping.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권4호
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• pp.348-353
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• 2008

산소안정동위원소는 추적자로서의 뛰어난 특성에도 불구하고 분석상의 어려움으로 해양수괴 연구에 많이 활용되지 못하고 있다. 물시료에 함유된 산소의 안정동위원소비를 측정하기 위해 가장 많이 사용하는 방법은 $H_2O/CO_2$ 평형기를 이용해 시료인 물을 이산화탄소와 동위원소평형을 이루게 한 뒤, 이산화탄소의 동위원소 비율을 측정하는 것이다. 이러한 자동 $H_2O/CO_2$ 평형기를 이용한 물 시료 분석시의 정밀도는 ${\pm}0.1%o$, 해양에서 이를 적용하기 위해서는 정밀도를 보다 높이는 것이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 분석상의 오차를 감소시킬 수 요인들을 파악하여 분석장치의 보완 및 분석방법의 개선으로 정밀도 최소 0.05%o 향상시킴으로서 산소동안정동위원소의 변화폭이 작은 해양에서도 추적자로서 활발히 응용될 수 있도록 기여하고자 하였다. $H_2O/CO_2$ 평형기를 이용하는 경우 가장 큰 문제점은 시료가스가 전처리 장치로부터 질량분석기까지 이동해야 하는 거리가 멀고 평형가스가 팽창해야 하는 부피가 크다는 것이다. 그러므로 단순히 압력 차를 이용해서 가스를 이동시킬 경우, 가벼운 동위원소종이 선택적으로 이동되는 동위원소 분별작용이 일어날 수 있고, 분석 장치 전체의 부피가 플라스크에 담긴 시료가스의 부피에 비해 크기 때문에 시료가스가 충분히 혼합되지 않을 수가 있다는 점이다. 이러한 점을 보완하기 위해 액체질소 트랩과 고진공 균일도를 향상시켰다. 동일한 해수시료를 기존방법과 보완방법을 이용하여 각각 14번씩 분석한 결과 평균 측정값은 0.023, 0.024%o 서로 거의 동일한 값을 보였으나 표준편차는 각각 ${\pm}0.081$, ${\pm}0.021%o$ 네 배가량 개선된 결과를 보이고 있다. 그 결과 해양에서의 동위원소 분석시 발생할 수 있는 중요한 오차 요인을 현저하게 감소시킴으로서 동위원소 변화폭이 작은 해양수괴 연구에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.