남극 멜버른 화산의 광물 상동정을 통한 극지 환경에서 화학적 풍화 가능성 연구
저자
이수형(Suhyeong Lee) ; 이현우(Hyunwoo Lee) ; 성동훈(Donghoon Seoung) ; 이용문(Yongmoon Lee)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
자료형태
학술저널
수록면
487-487(1쪽)
제공처
연구 지역인 멜버른 화산(2,732m)은 북빅토리아 랜드에 위치한 성층화산이며 장보고 과학기지에서 북동쪽으로 약 30km 떨어진 곳에 있다. 장보고 과학기지와 가까이에 있고 노출된 암석이 넓은 지역에 걸쳐 있는 북빅토리아 랜드 특성으로 인해 연구하기에 좋은 조건을 가지고 있다. 이 지역은 맥머도(Mcmurdo)화성 복합체로 초고철질암에서 부터 백립암까지의 조성을 띄는 포획암과 섬장암이 보고되고 있어, 암석의 조성이 폭넓게 분포되고 있다. 암석의 형성 이후 발생하는 풍화는 물리적 풍화작용이 대부분을 차지하고 있으며, 그 이유는 춥고 건조한 극지 환경의 특성상 화학적 풍화작용이 활발하게 일어나기 힘들기 때문이다. 그러나 맬버른 화산 정상부의 화산가스가 분출되는 지역이나, 두꺼운 얼음 층 내부의 암석은 상대적으로 높은 온도를 유지하고 있어 낮은 확률이지만 화학적 풍화작용이 일어날 가능성이 있을 것으로 생각된다. 따라서 본 연구는 해당 지역의 조암광물의 정성 및 정량적인 이해를 바탕으로 미량의 풍화광물을 찾아서 남극 화산 내 암석의 화학적 풍화 가능성을 살펴보는 것이 목적이다. 연구를 위해 멜버른 산 정상부근에서 시료 7개를 채취하여 분석하였다. 미량의 풍화 광물들에 대한 상동정을 정확하게하기 위해서 포항가속기연구소에 있는 고분해능 X선 분말회절 빔라인(High-Resolution Powder Diffraction, 9B 빔라인)을 이용하여 광물동정을 실시하였다. 그리고 비교분석을 위해 에너지 분산 X선 분광법(EDS)으로 화학분석을 하였고, 추가로 풍화광물에 있는 O-H 및 H₂O의 bonding을 관찰하기 위해 적외선 분광법(Infrared spectroscopy, IRS)을 사용하였다.
XRD 분석 결과 장석류(Sanidine, Andesine, Anorthoclase)가 우세하게 나타나며 휘석류(Hedenbergite), 감람암류(Fayalite)가 발견되었다. 특징적으로 XRD 데이터에서 약 7Å의 d-spacing이 시료 중 2개에 나타났고 점토광물인 카올린나이트로 확인되었다. 또한 이 시료에서는 깁사이트도 함께 관찰되어, 화학적 풍화에 대한 가능성을 지시하고 있었다. X-선 회절결과를 뒷받침하기 위해 사용한 IRS에는 3400 cm<SUP>-1</SUP> 부근에서의 O-H bonding이 나타나는 것을 확인하였다.
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