3.4. 결과 및 토의
3.4.1. 지자기 역전 (geomagnetic reversal) 을 이용한 연대측정
총 6개의 연구시료 중 NPGP1301-3A, PC932, PC120201에서 지구자기장 역전 기록이 나타났으며, 이는 퇴적연대가 78만년 이상임을 의미한다. NPGP1301-3A의 경우, 적도 지역에서 일반적인 현상인 0°내외의 낮은 복각으 로 복각의 변화가 명확하지 않으나, 뚜렷한 편각의 변화가 관찰된다(Fig. 3-2).
즉, 약 400 cm 깊이까지 Brunhes chron으로 안정된 정자극이 유지되다가, 이 후 Brunhes-Matuyama boundary를 지나 98만년에서 105만년까지의 Jaramillo subchron, 그리고 약 550 cm 깊이에서 120만년의 Cobb Mt. subchron까지 총 5차례의 지자기 역전현상이 나타난다(Fig. 3-2). 평균적으로 약 0.4 cm/kyr의
퇴적율을 보이며, 최 하부에서부터 400 cm까지 42만년 동안 약 0.36 cm/kyr의 낮은 퇴적율을 보이다가 400 cm 상부, Brunhes chron인 78만년 동안 약 0.51
cm/kyr로 퇴적율의 증가를 보인다. 지자기 역전현상을 이용한 연대측정으로
는 파악할 수 없는 NPGP1301-3A 시료의 Brunhes chron 동안의 퇴적율 변화 는 3.4.3 장에 추가로 기술하였다.
1.05 Ma 0.78 Ma 0.98 Ma
1.2 Ma
Fig. 3-2. Down core variation of paleomagnetic directions in NPGP1301-3A and correlation with the reference geomagnetic polarity time scale (GPTS).
NPGP1301-3A와 유사한 위도와 수심에서 채취된 PC932의 깊이 별 고지자 기 방향변화를 Fig. 3-3에 나타내었다. 복각의 변화보다는 편각의 변화가 두드 러지게 나타나며, 정자극이 깊이 약 370 cm까지 유지되다가 이후 Maturama chron에 해당하는 역자극이 약 500 cm까지 나타난다. 이는 약 1 Ma의 퇴적연 대를 지시하며, 평균 퇴적율은 0.5 cm/kyr로 계산된다. MPGP1301-3A와는 다 르게 Brurhes와 Matuyama chron 사이에 두드러진 퇴적율 차이를 보이지 않는 다.
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Fig. 3-3. Down core variation of paleomagnetic directions in PC932.
Fig. 3-4는 연구 시료 중 가장 수심이 깊고 매우 낮은 퇴적율을 보일 것으로
예상되는 PC120201에 대한 고지자기 결과이다. 역자극은 총 8개 구간에서 관 찰되며, 특징적으로 정상에서 역전, 혹은 역전에서 정상으로 전이되는 동안에 는 잔류자화 방향이 완벽히 대칭(편각: 180°차이, 복각: + (-)에서 - (+)으로)되 는 것이 아니라, 편각과 복각이 증가/감소하다가 점차 대칭적인 값을 보이게 된다(Fig. 3-4). 또한 지자기 전이 동안 MAD 또한 약 10°내외의 높은 값을 보 이며, 이는 잔류자화 방향이 상대적으로 불안정함을 의미하는데 서로 다른 자 극의 혼합으로 인해 원점으로 향하는 퇴적당시의 지구자기장 방향이 오염된 결과로 판단된다. 이러한 잔류자화 성분의 부분적인 오염은 자극이 안정화(방 향의 대칭과 함께 MAD 값의 감소)되면서 점차적으로 제거된다.
Fig. 3-4. Down core variation of paleomagnetic directions in PC120201.
결과적으로 PC120201에는 총 8회의 지구자기장 역전현상이 기록되어 있으 며, 이는 모든 지자기 역전현상이 기록되었다고 가정할 때 연구시료가 약 450 만년에 걸쳐 평균 1.3 mm/kyr의 속도로 퇴적되었음을 지시한다. 그러나 이는 기존에 보고된 0.2 mm/kyr 미만의 낮은 퇴적율(Hyeong et al., 2006; Choi et al., 2011)과는 상이한 결과이며, 낮은 퇴적율로 인해 불완전 역전 현상(Fig.
3-4.)에서 유추할 수 있는 바와 같이 비교적 짧은 역전이 매몰 되었을 가능성을
시사한다. 따라서 Be 동위원소 연대를 이용해서 고지자기 연대측정 결과를 보 정하였다(Fig. 3-5). 이로부터 추정된 퇴적연대는 약 465 cm에서 1,340만년이며, 퇴적율은 암상에 따라 0.1~2.44 mm/kyr로 다양하게 변화하는 것으로 나타난 다. 특히, 110 cm 깊이부터 0.1 mm/kyr의 매우 낮은 퇴적율 또는 무퇴적/침식 으로 인해 최소 180만년 동안 지구자기장이 기록되지 못한 것으로 나타났다.
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Fig. 3-5. Ages and sedimentation rates of PC120201 determined based on 10Be/9Be and reversal patterns of geomagnetic field.