태평양 적도해역의 표층해류는 북적도 해류(North Equatorial Current;
NEC)와 남적도 해류(South Equatorial Current; SEC), 북적도 반류(North Equatorial Countercurrent; NECC) 세 가지 주요 해류의 영향을 받는다(Fig.
4-1). 이 중 북적도 해류는 북위 10-25°에서 서쪽으로 흐르며, 필리핀 해역에서 두 갈래로 갈라진다(Fig. 4-1). 필리핀 해역에서 갈라진 해류 중 북상하는 해류 가 쿠로시오 해류이다(Kawai, 1972). 일본 동쪽 해안을 따라 북상하는 쿠로시 오 해류는 북위 약 35°에서 오야시오 해류를 만나 동쪽으로 흐르는데 이 해류 가 북태평양 해류이다(Takemoto, 1997)(Fig. 4-1). 북태평양 해류는 동쪽으로 흐 르며 북아메리카 대륙을 만나 남하하며 캘리포니아 해류를 형성한다. 이와 같 이 북태평양 순환류는 크게 북적도 해류, 쿠로시오 해류, 북태평양 해류, 캘리 포니아 해류의 네 가지 해류로 구성되며 적도에서 북위 50°에 이르는 규모로 시계방향의 순환시스템을 형성한다(Karl, 1999). 본 연구는 북태평양 순환류의
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북서태평양의 쿠로시오 확장역 NPGM/P 1302-1B (32°N, 158°W)과 중앙태평양 적도해역, 날짜 변경성 인근에 위치한 MC 090301(6°N, 177°W) 두 지역에서 수 행되었다(Fig. 4-1, Table 4-1).
Fig. 4-1. Localities of two cores (NPGM/P 1302-1B, MC 090301) and major surface currents affecting environmental conditions in the sampling areas. Arrows indicate direction of the surface currents. (A) Detail of core (NPGM/P 1302-1B) locality with two major surface currents (Oyashio Current and Kuroshio Current), (B) Detail of core (MC 090301) locality with major surface currents (NEC, North Equatorial Current; ECC, Equatorial Counter Current; SEC, South Euqatorial Current; NECC, North Equatorial Counter Current) [Modified from Ohkushi et al. (2000) and Wang (1998)].
4.2.1. 쿠로시오 확장역
북서태평양 지역은 쿠로시오 난류와 오야시오 한류의 영향을 받는 지역으 로, 아열대(subtropical)와 아한대(subarctic), 천이대(transitional)의 수괴(water mass)가 형성된다(Eguchi et al., 1999). 쿠로시오 난류는 고온(약 19℃) 고염
(34.7 PSU)의 해류로, 비교적 생산성이 낮지만 적도에서 고위도로의 열에너지
를 전달하는 역할을 한다(Qiu, 2001; Oba and Murayama, 2004). 오야시오 한 류는 저온(약 4℃) 저염(32.7 PSU)의 해류로, 아한대의 풍부한 영양염을 저위 도 해역으로 전달하는 역할을 한다(Qiu, 2001; Oba and Murayama, 2004). 쿠 로시오 해류와 오야시오 해류가 만나는 천이대에서는 수온과 염분이 수직적으 로 급변한다. 연구 해역은 쿠로시오 확장역 아래에 위치한다(Fig. 4-1). 쿠로시 오 확장역은 동쪽으로 곡류를 그리며 진행되며, 계절적으로 1-2°의 위도변화를
보이는 것으로 알려져 있다(Qiu, 2002). 이 두 해류의 규모와 세기에 따라 같은 지역일지라도 생산성 수온 염분의 변화를 보이며 이에 따라 퇴적상과 생물 상이 다르게 나타난다.
Station No.
Latitude (N)
Longitude (W)
Depth (m)
Core length
(cm)
Kuroshio Extension (Shatsky Rise)
NPGM 1302-1B 32°16’ 158°13’ 2514 24
NPGP 1302-1B 32°18’ 158°14’ 2503 613
Central Equatorial Pacific (Magellan Rise)
MC 090301 06°40′ -177°28’ 3409 31
Table 4-1. Details of core samples collected in Kuroshio Extension area and Central Equatorial Pacific area.
기존 연구는 코아 퇴적물을 이용한 부유성 유공충 연구를 통해 LGM 이후 의 수온 및 염분 그리고 쿠로시오 해류와 오야시오 해류의 위치를 복원한 바 있다(Ujiié et al., 2003; Oba et al., 2004). 이들 연구는 주로 일본 근해에서 이루 어졌다. 이는 북서태평양의 대부분의 공해해역이 탄산염 보상심도보다 깊어 탄 산염을 잘 보존한 주상시료를 확보하는 것이 용이치 않았기 때문인 것으로 판 단된다. 북서태평양 지역 중에서도 샤스키 고원(Shatsky Rise)에 위치한 연구해 역은 수심 약 2,500 m로, 탄산염 보상심도(calcite compensation depth; 4,000–
4,500 m)와 용해비약수심(lysocline; 2,900 m)보다도 얕은 수심으로 탄산염의 보 존이 양호하여 고해상도의 기록을 얻을 수 있는 지역이다(Berger and Winterer, 1974; Vincent, 1975). 본 연구에서는 탄산염 보존이 양호하고 퇴적률 이 높은 샤스키 고원 지역에서 코아 퇴적물을 확보하여 연구를 수행하였다.
북서태평양 해역에서 나타나는 현생 부유성 유공충은 위도에 따른 수괴 의 특성에 따라 종조성을 달리한다. 아열대 해역에서는 G. ruber, G. sacculifer와 같은 종들이 우세하게 나타난다(Mohiuddin et al., 2002; Eguchi et al., 2003).
북위 35°가 넘어 쿠로시오와 오야시오가 만나는 천이대에서는 아열대 해역에 서 번성하던 G. ruber, G. sacculifer는 줄어들며, N. pachyderma, N. dutertrei, G.
inflata가 번성하며(Mohiuddin et al., 2002, 2004, 2005), 북위 43°이상의 아한대
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해역에서는 G. pachyderma가 독보적으로 우세하게 나타난다(Kuroyanagi et al., 2002).
4.2.2. 중앙태평양 적도해역
중앙태평양 적도해역에 위치한 연구지역은 서태평양 난수역의 동쪽 경계부 인 날짜 변경선 인근에 위치하여 난수역의 위치와 규모변화에 따라 해양환경 이 급변하는 지역이다(Yamasaki et al., 2008). 서태평양 난수역은 지구상에서 가장 따뜻한 해역(>28℃) 중 하나로, 다른 적도 해역에 비해 약 2~5℃ 높은 표 층 수온을 보인다(Yan et al., 1992). 고위도로 열을 전달하는 주요한 원천으로 전 지구적인 열적평형을 유지하는 역할을 하며(Meyers et al., 1986), 엘니뇨 남 방진동을 움직이는 원동력이다(Yamasaki et al., 2008). 적도 태평양 표층 해역 의 워커 순환(Walker circulation)이 약화되면 무역풍의 약화로 난수역은 동쪽 으로 이동하고, 워커 순환이 강화되면 무역풍의 강화로 평상시보다 난수역이 더 서쪽으로 이동한다(Williams and Funk, 2011). 서태평양 난수역의 크기와 위치의 변화는 본 연구지역의 해역의 수심 및 종조성에 크게 영향을 미치기 때 문에 연구지역에서의 난수역의 크기와 위치변화를 이해하는 것은 고환경을 이 해하는데 매우 중요하다.
난수역은 성층화가 강하게 발생되어 생산성이 매우 낮은 곳이다. 따라서 빈 영양환경에 주로 서식하는 G. ruber와 G. sacculifer가 높은 비율을 차지하는 것 으로 알려져 있다(Kawahata et al. 2002; Yamasaki et al., 2008). 하지만 난수역 동쪽 경계부에서는 강한 용승이 일어나는 시기에 G. glutinata, G. bulloides와 같이 용승이 활발한 해역에서 번성하는 종들이 증가하는 것으로 나타난다 (Thunell and Reynolds, 1984; Yamasaki et al., 2008). 연구시료가 확보된 정점 은 마젤란 고원(Magellan Rise)에 위치하여 중앙태평양 지역의 용해비약수심 (약 4,000 m)이나 탄산염보상심도(4,200 - 4,500 m)보다 수심이 낮아(3,409 m) 중 앙태평양 지역에서 보존이 잘된 탄산염 시료를 확보할 수 있는 지역이다 (Gianguzza et al., 2000)(Table 4-1).