• Journal of Ecology and Environment
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• 제29권2호
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• pp.175-183
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• 2006

The discovery of deep-sea hydrothermal vents and their ecosystems is a monumental landmark in the history of Ocean Sciences. Deep-sea hydrothermal vents are scattered along the global mid-ocean ridges and back-arc basins. Under sea volcanic phenomena related to underlying magma activities along mid-ocean ridges generate extreme habitats for highly specialized communities of animals. Multidisciplinary research efforts during past three decades since the first discovery of hydrothermal vents along the Galapagos Rift in 1977 revealed fundamental components of physiology, ecology, and evolution of specialized vent communities of micro and macro fauna. Heterogeneous regional geological settings and tectonic plate history have been considered as important geophysical and evolutionary factors for current patterns of taxonomic composition and distribution of vent faunas among venting sites in the World Ocean basins. It was found that these communities are based on primary production of chemosynthetic bacteria which directly utilize reduced compounds, mostly $H_2S$ and $CH_4$, mixed in vent fluids. Symbioses between these bacteria and their hosts, vent invertebrates, are foundation of the vent ecosystem. Gene flow and population genetic studies in parallel with larval biology began to unveil hidden dispersal barrier under deep sea as well as various dispersal characteristics cross taxa. Comparative molecular phylogenetics of vent animals revealed that vent faunas are closely related to those of cold-water seeps in general. In perspective additional interesting discoveries are anticipated particularly with further refined and expanded studies aided by new instrumental technologies.

• Ocean and Polar Research
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• 제36권2호
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• pp.179-187
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• 2014

Directly searching for undiscovered hydrothermal vent sites is inefficient due to the practical difficulty of comprehensively imaging vent fields. Thus, most searches for hydrothermal vent sites rely on the detection of hydrothermal plumes from water column observation. Detecting and measuring the hydrothermal plumes are the most efficient way to infer the presence and distribution of hydrothermal vents. Both the array of vertical casting and lateral towing are the most common methods to discover hydrothermal plumes. In this study, we compared results of cast and tow-yo operations along the same section of a spreading center with a distance of 20.5 km in the North Fiji Basin for mapping hydrothermal plumes. Operation of CTD tow-yo provides a detailed pattern of plumes which enable us to locate the hydrothermal vents. On the other hand, identification of hydrothermal activity can be determined effectively by CTD cast with additional analysis of geochemical tracers. Reduction in the operating time is another advantage of CTD cast operation, especially for regional-scale survey. Our results show that the combination of CTD cast and tow-yo would improve the efficiency of the hydrothermal plume survey to locate new hydrothermal vent sites.

• Ocean and Polar Research
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• 제24권3호
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• pp.215-223
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• 2002

Symbiosis of chemoautrophic bacteria with the members of hydrothermal vent and cold seep communities in the deep-sea were examined by histology using transmission electron microscopy; Bathymodiolus spp. from Sagami Bay, the Iheya Ridge and the North Fiji Basin; and Ifremeria nautilei from the North Fiji Basin. Two species of Bathymodiolus, each from Sagami Bay and the Iheya Ridge harbored methane-oxidizing symbionts within their gill tissues. Vent gastropod Ifremeria nautilei from the hydrothermal vents of the North Fiji Basin housed two types of symbionts; one sulfur-oxidizing type and the other methane-oxidizing type. The occurrence of chemosynthetic symbionts in these organisms were expected before-hand based on the ecological observations of their habit. The other members of these groups from world oceans and the recent advances in the symbiosis of the vent and seep communities were reviewed.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제4권1호
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• pp.36-40
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• 1994

A water sample was taken from a black smoker chimney of a deep-sea hydrothermal vent by using an unmanned submersible "Dolphin 3K". The temperature of the hydrothermal fluid from the black smoker was $276^{\circ}C$. After isolation by repeated serial dilutions, An extremely thermophilic bacterial strain was selected. The strain designated as DT1331, was an anaerobic, non-motile, coccoid shaped bacterium with about 0.5 to $1.0\;\mu\textrm{m}$ in diameter. The strain DT1331 could grow up to $93^{\circ}C$, but the optimum temperature of this strain was $80^{\circ}C$. The growth occurred in the pH range of 4.5 to 8.5 and the optimum pH was 6.0. The strain DT1331 required 1% to 5% NaCl for growth and cell lysis was observed below 1% NaCl concentration. The bacterium could grow on polypeptides such as tryptone, peptone, soytone and on proteins such as casein or gelatin. However, no growth was observed on single amino acids, sugar and organic acids. Hydrogen gas was detected slightly during growth. This bacterium obligately required elemental sulfur and hydrogen sulfide gas was produced during growth.

• 한국수산과학회지
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• 제39권spc1호
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• pp.203-213
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• 2006

The spatial patterns of meiobenthic communities in deep-sea sediment were examined. Sediment samples for analyzing of meiobenthic community structure were collected using a remote operated vehicle (ROV), multiple corer TV grab at 20 stations at five sites. In all, 15 meiofauna groups were recorded. Nematodes were the most abundant taxon. Benthic foraminiferans, harpacticoid copepods, polychaetes, and crustacean naupii were also dominant groups at all sites. The total meiofauna density at the study sites varied from 49 to 419 ind./$10cm^2$. The maximum density was recorded at a site located in Challenger Deep in the Mariana trench where simple benthic foraminifera with organic walls flourish. These distinctive taxa seem to be characteristic of the deepest ocean depths. Active hydrothermal sediments contain up to 150 harpacticoid copepods per $10cm^2$ of sediment. In a inactive ridge sediments, devoid of macrofaunal organisms:, the abundance of harpacticoid copepods never exceeded 15 ind./$10cm^2$. Multivariate analysis (multidimensional scaling) revealed significant differences in community structure among the three regions; near an active hydrothermal vent, in the deepest ocean depths and at typical deep-sea bed sites.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권3호
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• pp.167-176
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• 2008

태평양 해양 지각판과 인도-호주 대륙 지각판간 섭입작용에 의해 형성된 남태평양 라우분지는 활동성 후열도분지로서 해저열수광상이 부존할 가능성이 매우 높은 지역이다. 한국해양연구원은 라우분지를 대상으로 다중음향측심장비(EM120)을 이용하여 정밀지형조사를 실시하여 열수활동이 활발할 것으로 예측되는 해저 지각 확장축 주변지역 (FRSC)과 해저화산 지역(MTJ)을 선별하였다. 또한, 표층 및 심해견인 자력탐사결과를 토대로 저 자기이상 현상을 나타내는 열수광체 지역을 선정하였다. 표층 및 심해 견인 자력탐사 결과 해령에서 주로 나타나는 Central Anomaly Magnetization High(CAMH)가 FRSC-2 지역에서 관측되었으며, MTJ-1 지역에서는 열수분출작용으로 추정되는 저자화이상이 발견되었다. CTD 시스템을 이용하여 열수 플룸 추적자인 투명도, 수소이온(pH), 미생물생체량(ATP), 메탄$(CH_4)$농도를 실시간으로 측정한 결과 FRSC-2와 MTJ-1 지역은 현재 매우 활발한 화산 활동이 진행되고 있음을 알 수 있었다. 이 지역에서 채취한 열수분출공과 기반암 시료는 이 지역에서 열수활동이 진행되었거나 진행되고 있으며, 실제로 열수 광체가 부존하고 있음을 확인할 수 있었다. 첨단 해저면 영상장비를 사용하지 않고도, 전통적인 해양 지구물리탐사 방법이 해저열수광상의 탐지에 비용 효과적인 탐사방법임을 알 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권11호
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• pp.1826-1831
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• 2006

A novel hyperthermophilic, anaerobic, heterotrophic archaeon, designated strain $NA1^T$, was isolated from a deep-sea hydrothermal vent area (depth, 1,650 m) within the Papua New Guinea-Australia-Canada-Manus (PACMANUS) field. Cells of this strain were motile by means of polar flagella, coccoid-shaped with a diameter of approximately $0.5-1.0{\mu}m$, and occurred as single cells. Optimal temperature, pH, and NaCl concentration for growth were $80^{\circ}C$, 8.5, and 3.5%, respectively. The new isolate was an obligate heterotroph that utilized yeast extract, beef extract, tryptone, peptone, casein, and starch as carbon and energy sources. Elemental sulfur was required for growth and was reduced to hydrogen sulfide. The G+C content of the genomic DNA was 52.0 mol%. Phylogenetic analysis of the 16S rRNA gene indicated that strain $NA1^T$ belongs to the genus Thermococcus, and the organism is most closely related to T. gorgonarius, T. peptonophilus, and T. celer; however, no significant homology was observed among species by DNA-DNA hybridization. Strain $NA1^T$ therefore represents a novel species for which the name Thermococcus onnurineus sp. novo is proposed. The type strain is $NA1^T$ (=KCTC 10859, =JCM 13517).

• 한국해양학회지:바다
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• 제14권1호
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• pp.22-40
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• 2009

Mariana 해령 후열도 분지내에 위치하고 있는 NW Rota-1과 Esmerala Bank의 지형 및 자력특성을 연구하고 열수분출대의 위치를 추정하기 위하여 2007년 9월에 한국해양연구원 온누리호를 이용하여 획득한 정밀해저지형자료 및 해상자력탐사자료를 함께 분석하였다. NW Rota-1 해산의 전체적인 모양은 원뿔 형태이며, 정상부의 수심은 약 500 m이다. NW Rota-1 해산에서는 급경사나 큰 계곡과 같은 지형적 특성은 보이지 않지만 남동쪽 방향에 불규칙한 지형이 발달해 있다. Esmeralda Bank의 전체적인 모양은 서쪽 방향이 열린 칼데라의 형태를 띠고 있다. Esmeralda Bank의 정상부 수심은 약 50 m로 매우 얕다. Esmeralda Bank의 서쪽부분은 동쪽부분보다 경사가 더 급하고 지형의 기복이 심하게 나타나며, Bank 생성 후 무너져 내렸거나 침식에 의해 형성된 것으로 보이는 계곡이 관찰된다. NW Rota-1 해산과 Esmeralda Bank의 자기이상분포는 두 지역 모두 북쪽에 저이상이 나타나고 남쪽에 고이상이 분포하며 정상부에서는 급격한 자기변화를 보이고 수심이 깊은 기저부에서는 완만한 자기변화가 나타난다. NW Rota-1 해산 정상부에서 저자화강도이상대가 나타나며 이 저이상대를 둘러싸고 남쪽과 북쪽으로 주변보다 높은 자화강도 이상이 관측되는데 이는 이 해저산의 화구륜과 관계가 있는 것으로 생각된다. Esmeralda Bank는 정상부와 서쪽에 저자화강도이상대가 분포하고 있다. NW Rota-1와 Esmeralda Bank 정상부의 저자화강도이상대에서 열수분출대가 존재할 가능성이 있다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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• pp.27-32
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• 2008

Mariana 해령 후열도 분지내에 위치하고 있는 Esmeralda Bank의 지형 및 자력 특성을 연구하고 열수분출대의 위치를 추정하기 위하여 2007년 9월에 한국해양연구원 온누리호를 이용하여 획득한 정밀해저지형자료 및 해상자력탐사자료를 함께 분석하였다. Esmeralda Bank의 전체적인 모양은 서쪽 방향이 열린 칼데라의 형태를 띠고 있다. Esmeralda Bank의 정상부의 수심은 약 50 m로 매우 얕고 기저부의 수심은 약 1300m이다. Esmeralda Bank의 서쪽부분은 동쪽부분보다 경사가 더 급하고 지형의 기복이 심하게 나타나며, Bank 생성 후 무너져 내렸거나 침식에 의해 형성된 것으로 보이는 계곡이 관찰된다. Esmeralda Bank의 자기이상분포는 두 지역 모두 북쪽에 저이상이 나타나고 남쪽에 고이상이 분포하며 정상부에서는 급격한 자기변화를 보이고 수심이 깊은 기저부에서는 완만한 자기변화가 나타난다. Esmeralda Bank는 정상부와 서쪽에 저자화이상대가 분포하고 있다. Esmeralda Bank 정상부의 저자화 이상대에서 열수분출대가 존재할 가능성이 있다.

• 자원환경지질
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• 제45권2호
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• pp.145-156
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• 2012

해저열수시스템은 중앙해령이나 후열도확장대와 같은 해저화산대를 따라 생성된다. 해저열수시스템은 지각-맨틀과 해양의 에너지와 물질이 교환되는 장으로 이를 통해 지각과 해수의 조성이 변화하며, 해저면에 열수분출구를 침전시켜 열수생태계를 형성하고 금속광상이 만들어진다. 상대적으로 단순한 중앙해령과 달리 지판소멸지역의 해저열수시스템은 섭입되는 물질의 재순환과정에서 다양한 특성이 나타난다. 황동위원소 조성은 이러한 열수시스템의 다양성을 평가하는데 유용하다. 이 논문에서는 서태평양의 지판소멸대에서 발견된 열수분출 지역에서 채취된 열수분출구 시료의 황동위원소 조성변화를 살펴보고 이들 환경에서 열수생성의 다양성을 일으키는 요인을 고찰하였다. 지판소멸대의 열수분출구는 황화광물과 황산염광물 모두 낮은 황동위원소 조성을 갖는 것이 특징이며, 이는 마그마로부터 공급된 $SO_2$ 기체의 유입으로 해석된다. 황동위원소 조성 변화를 포함한 열수시스템의 다양성은 열수시스템 생성과정에서 마그마의 적극적인 역할을 지시한다.