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ISSN : 1225-309X(Print)
ISSN : 2288-7172(Online)
Journal of the mineralogical society of korea Vol.27 No.3 pp.107-114
DOI : https://doi.org/10.9727/jmsk.2014.27.3.107

Sediment Provenance of Southeastern Yellow Sea Mud Using Principal Component Analysis

Hyen Goo Cho1*, Soon-Oh Kim1, Yun Ji Lee1, Sung Jin Ahn2, Hi Il Yi3
1Department of Earth and Environmental Sciences and Research Institute of Natural Science, yeongsang National University, Jinju 660-701, Korea
2Department of Information and Statistics and Research Institute of Natural Science,
Gyeongsang National University, Jinju 660-701, Korea
3Marine Environment and Conservation Research Division, Korea Institute of Ocean Science and Technology
Corresponding author: +82-55-772-1474 hgcho@gsnu.ac.kr
June 27, 2014 August 23, 2014 September 3, 2014

Abstract

In this study, we tried to determine the origin of fine-grained sediments in Southeastern Yellow Sea Mud patch (SEYSM) using principal component analysis coupled with semi-quantitative X-ray diffraction analysis for 4 major clay minerals. We used 51 marine surface sediments from SEYSM and 33 surface sediments of rivers flowing into the Yellow Sea. We made bioplot diagram using R program with principal component 1 and component 2 because the two components might contain about 98% of all data. The content of each clay mineral in the south and north regions of SEYSM are almost similar. In the biplot, SEYSM sediments distribute close to Korean rivers sediments than Huanghe and Changjiang sediments. Based on these results, we suggest that SEYSM is originated from the Korean rivers sediments. The higher accumulation rate in the SEYSM compared to the sediment discharge from neighboring Korean rivers can be explained by erosion and reworking of surface sediments in this area. The principal component analysis can be used for the provenance research of marine sediments around the Korean Peninsula.


주성분분석법을 활용한 황해 남동 이질대 퇴적물의 기원지 연구

조 현구1*, 김 순오1, 이 윤지1, 안 성진2, 이 희일3
1경상대학교 지구환경과학과 및 기초과학연구소
2경상대학교 정보통계학과 및 기초과학연구소
3한국해양과학기술원 해양환경보전연구부

초록

황해 남동 이질대에서 채취된 51개의 표층퇴적물 시료와 황해로 유입되는 한국과 중국의 하천 퇴적물 시료 33개에 대해서 반정량 X선회절분석법을 통한 점토광물의 상대적인 함량을 토대로 주성 분분석을 도입하여 해양표층퇴적물의 기원지를 연구하였다. 전체 자료의 98% 이상을 반영하는 제1주 성분과 제2주성분을 이용하여 R 프로그램을 통해 주성분분석을 수행하였다. 황해 남동 이질대 퇴적물 의 점토광물 함량은 남부 지역과 북부 지역에서 거의 차이가 나지 않으며, 성분도표상에서의 해양퇴 적물 분포는 중국의 황하, 양쯔강 퇴적물보다 한국의 하천퇴적물과 더욱 근접한 양상을 보였다. 이러 한 통계적 분석 결과를 바탕으로 황해 남동 이질대는 거의 모두가 한국 하천퇴적물로부터 유래했다는 것을 추정할 수 있다. 또한, 황해 남동 이질대에 한국 하천에서 유출되는 양보다 더 많은 퇴적물이 축 적된 이유로는 퇴적물의 침식과 재동에 의한 것으로 판단된다. 주성분분석은 한반도 주변 해역 퇴적 물의 기원지 연구에 유용하게 사용될 것으로 기대된다.


    National Research Foundation of Korea
    Korea Institute of Ocean Science and Technology

    서 론

    황해는 중국 대륙의 황하와 양쯔강 및 한반도 서해안의 강들(압록강, 대동강, 한강, 금강, 영산강 등)을 통해 전세계 하천퇴적물 양의 약 10%에 달 하는 막대한 양의 육상기원 퇴적물이 유입되어 집 적되는 곳으로, 몇 개의 특징적인 이질대(muddy patch)를 형성하고 있는데, 황해 중앙 이질대 (Central Yellow Sea Mud Deposits, CYSM), 제주 남서 이질대(Southwestern Cheju Island Mud Deposits, SWCIM), 그리고 황해 남동 이질대 (Southeastern Yellow Sea Mud Deposits, SEYSM) 등이 대표적이다.

    황해 남동 이질대는 흑산 이질대(Hucksan Mud Deposits, HSM)라고도 하는데, 한반도 남서해안을 따라 폭이 20∼50 km, 길이가 200 km 이상으로 발달한다. 황해 남동 이질대의 기원에 대해 한국의 주변 하천으로부터 유래했다는 것과 한국의 하천 이외에 중국의 황하, 양쯔강 등 다수 하천의 혼합 물이라는 이론 등 크게 두 가지 관점이 존재한다. 한국의 많은 과학자들은 퇴적학적 연구, 지구물리 학적 연구, 광물학적 연구 등을 통하여 황해 남동 이질대 퇴적물이 한국의 금강과 영산강으로부터 기원했다고 주장한다(Chough and Kim, 1981; Jin and Chough, 1998; Lee and Chough, 1989; Park and Khim, 1992; Lee and Chu, 2001; Chough et al., 2002; Moon et al., 2009; Cho et al., 2011). 이에 반해 중국의 많은 과학자들과 한국의 일부 과 학자들은 퇴적학적 연구, 지화학적 연구, 지화학적 ⋅광물학적 연구 등을 통하여 이 퇴적물의 기원이 한국과 중국 강의 혼합물이라고 주장한다(Schubel et al., 1984; Ren and Shi, 1986; Alexander et al., 1991; Park et al., 2000). 점토광물학적 연구를 수 행한 Wei et al. (2000)은 황해 남동 이질대의 북 부 지역은 금강과 영산강 기원, 남부 지역은 한국 과 중국 강 등의 여러 하천퇴적물이 혼합된 것이라 고 주장하기도 한다. 지금까지 황해 남동 이질대 퇴적물의 기원지를 밝히기 위하여 다양한 방법의 연구들이 진행되었지만, 아직도 두 가지 이론 사이 의 견해 차이는 지속되고 있다.

    많은 한국과 중국의 연구자들이 점토광물 분석 을 통하여 황해 퇴적물의 기원지를 밝히려는 연구 를 수행하고 있다. 하지만 현재의 분석방법으로는 점토광물에 대한 자료가 모두 활용되지 못하고 있 으며, 2차원적이고 단편적인 일부 결과로 결론을 도출하게 된다. 따라서 이를 바탕으로 한 기원지 해석에는 한계가 존재할 수밖에 없다.

    기존 방법들은 대부분 하나 또는 두 개의 점토 광물 자료를 이용하여 기원지를 해석하였기 때문 에 기원지 해석에 있어 많은 제약이 있을 수밖에 없다. 만일 점토광물 네 개를 동시에 이용하여 기 원지를 해석할 수 있다면 보다 종합적으로 자료를 해석할 수 있을 것으로 여겨진다. 2차원적인 연구 방법으로는 기원지 해석에 제약이 많을 수 있지만 좀 더 다각적인 방법에서 실험 결과를 해석하기 위 해 주성분분석을 도입하여 연구를 수행해 보았다.

    주성분분석(principal component analysis, PCA) 은 기본적으로 고차원의 다변량 자료를 저차원상 에 표현하고자 하는 목표를 가진 기법으로서 (Jolliffe, 2002), 농학, 생물학, 화학, 기상학, 환경 과학, 경제학, 심리학 등 다양한 분야에서 유용하 게 활용되고 있다(Borozan et al., 2013; Ktalikova al., 2013). 이 목표를 달성하기 위해서 주성분분석 에서는 원래의 변수들의 선형 결합들을 통해 새로 운 변수들 즉 주성분들(principal components)을 생성한다. 첫 번째 주성분은 가능한 최대의 분산을 가지도록, 따라서 다변량 자료의 변동성에 대해 가 장 큰 설명력을 가지도록 유도된다. 두 번째 주성 분은 첫 번째 주성분과 직교해야 한다는 제약 하에 서, 잔여 변동성 가운데 가능한 최대의 분산을 가 지도록 유도된다. 다른 주성분들도 이런 방식으로 유도된다. 관측들에 대해 이렇게 유도된 새로운 변 수들의 값들은 주성분 점수들(principal scores)이 라고 불린다. 주성분 점수들은 원래의 변수공간상 의 관측들을 주성분공간으로 투영(projection)시킨 것이라고 기하학적으로 이해될 수 있다.

    주성분들의 수는 원래의 변수들의 개수를 초과할 수 없다. 만일 처음 몇 개의 주성분들이 원래의 변 수들이 가지고 있는 변동성의 대부분을 설명한다 면, 원래의 변수들 대신에 이 소수의 주성분들을 선택함으로써 차원의 축약을 기대할 수 있다. 선택 된 주성분들은 원래의 변수들의 정규성(normality) 을 검정하는데 사용될 수 있다. 그리고 회귀분석 (regression analysis)이나 판별분석(discriminant analysis)에서는 다공선성(multicollinearity) 문제를 해결하는 한 수단으로 주성분들을 독립변수들로 사용하기도 한다(Lee, 2003; Scheib et al., 2009). 또 처음 두 개나 세 개의 주성분들을 이용하여 주 성분 행⋅열도(biplot)를 작성함으로써 관측대상이 어떤 위치에 있는지 시각적으로 파악할 수 있다 (Gabriel, 1971).

    이번 연구에서는 점토광물 네 가지의 정보를 동 시에 반영한 다각적인 방법을 위해 주성분분석을 활용하여 황해 남동 이질대의 근원지를 추정하였 다. 황해 남동 이질대 부근에서 채취된 51개 시료 의 점토광물 반정량 분석을 통해 얻어진 결과를 바 탕으로 주성분분석을 수행하여 성분들 사이의 관 계를 통해 시각적으로 황해 남동 이질대의 기원지 를 유추해 보고자 한다.

    연구 재료 및 방법

    이번 연구에는 황해 남동 이질대에서 채취된 51 개의 해양표층퇴적물 시료를 이용하였다(Fig. 1). 시료 채취는 2001년, 2010년, 2011년에 각각 3개, 20개, 28개를 한국해양과학기술원 소속의 이어도 호와 온누리호를 통하여 수행되었다. 서론에서도 살펴본 바와 같이 황해 퇴적물의 대부분이 한반도 의 서해안과 중국 대륙의 동해안으로 유입되는 하 천으로부터 공급되기 때문에 황해 남동 이질대의 표층퇴적물 기원지를 규명하기 위하여 황해로 유 입되는 하천퇴적물 시료를 사용하였다. 사용된 하 천 퇴적물 시료는 중국 대륙의 황하와 양쯔강에서 4개와 3개, 한반도 서남해안의 한강, 금강, 영산강 에서 각각 14개, 9개, 3개로 모두 33개의 시료를 이용하였다. 이들 시료의 처리 과정과 점토광물에 대한 반정량분석 방법은 Cho et al. (2012)에 상세 하게 기술되어 있다.

    점토광물 반정량 X선 회절분석법에 의하여 결정 된 주요 점토광물의 함량을 바탕으로 다변량분석 다차원적인 통계적 방법 중의 하나인 주성분분석 법을 적용하여 황해 남동 이질대 퇴적물의 근원지 를 추정하였다. 다변량분석이란 변수를 개별적으로 분석하는 것이 아니라 서로의 상관관계를 고려하 여 여러 변수를 동시에 분석하는 것으로 변수들 간 의 상관관계를 활용하여 데이터의 차원을 축약하 는 주성분분석과 개체 유사성(거리)을 이용하여 개 체를 분류하는 군집분석이 대표적이다. 주성분분석 은 다변량의 자료로부터 정보의 손실을 가능한 최 소로 하여 본질이 되는 소수의 변량을 합성하고 자 료를 분석하는 것을 바탕으로 한다. 전체 변량에서 공분산행렬(변동)을 가장 잘 반영하는 변량을 합성 하며, 그 합성변량이 제1주성분이 된다. 주성분은 원변수의 선형결합으로 나타나며 주성분의 원변수 총변동을 설명하는 정도, 즉 주성분 기여율이 0에 보다 근접할 경우에는 두 번째(제2주성분), 세 번 째(제3주성분)와 같은 새로운 주성분을 생성할 수 있다. 이렇게 형성되는 주성분은 원변수의 개수만 큼 존재하는데 이들 간의 상관계수는 0으로 서로 관련성이 없다. 또한 자료를 분석하는 데에 있어서 는 원변수의 변동을 설명하는 비율이 누적 80% 이 상인 주성분만을 이용한다. 다변량 자료 속에서 통 계분석 소프트웨어를 통하여 주성분을 형성하고, R 프로그램을 이용하여 주성분분석을 실시하였다.

    R 언어의 compositions 패키지의 acomp 클래스 의 princomp 함수를 사용하여 구성비 데이터 (compositional data)에 대한 주성분분석을 실시하 고 행⋅열도를 작성하였다(Aitchison and Greenacre, 2002). acomp 클래스의 princomp 함수는 군집분 석을 위한 ClusterFinder 1 함수에서와 같이, 입력 데이터에 대하여 clr(centered logratio transformation) 변환을 실시한 후 이 변환데이터에 대해 주성분분 석 절차를 적용한다. clr 변환은 D-성분(D-part) 심 플렉스 상의 한 구성비 벡터를 등거리적으로 (isometrically) D 차원의 유클리드 벡터 부분공간 에 사상한다. 그런데 이 변환은 일대일이 아니며, 따라서 공분산 행렬은 항상 특이행렬(singular matrix)이다.

    결 과

    황해 퇴적물의 주요 공급원으로 여겨지는 중국 대륙의 황하와 양쯔강 및 한반도(한강, 금강, 영산 강)의 주요 강들 그리고 한반도 서남해 연안에 발 달하고 있는 황해 남동 이질대에서 총 51개의 표 층퇴적물 시료를 채취하여 점토광물 반정량 X선회 절분석을 실시하였다.

    표층퇴적물 내 존재하는 일라이트, 스멕타이트, 녹니석, 카올리나이트 등 4가지 중요 점토광물의 상대적인 함량은 모두 일라이트, 녹니석, 카올리나 이트, 스멕타이트 순서로 존재한다. 점토광물의 상 대적인 함량에 대한 자세한 결과는 Cho et al. (2012)의 Table 1에 자세하게 제시되어 있다. 이번 연구에 사용된 시료를 그 위치에 따라 남부 지역과 북부 지역으로 나눌 경우 남부 지역과 북부 지역에 해당하는 시료의 수는 각각 26개, 25개로 분리된 다. 황해 남동 이질대 내 4가지 주요 점토광물의 전반적인 분포 양상은 일라이트가 북서쪽과 남쪽 에서 상대적으로 높은 함량을 보이는 것과 대조적 으로 스멕타이트는 중앙부와 북동쪽에서 높은 함 량을 가지고, 북서쪽과 남쪽으로 갈수록 그 값이 감소하는 경향을 보인다. 녹니석은 황해 남동 이질 대의 중앙부에서 함량이 높고, 카올리나이트는 중 앙부와 남쪽에서 낮은 함량을 보인다. 이러한 분포 양상은 스멕타이트와 일라이트, 녹니석과 카올리나 이트가 각각 서로 반대되는 경향을 가진다는 것을 나타낸다(Cho et al., 2012)의 Fig. 2에 자세하게 표시되어 있음). 이와 같은 해양퇴적물의 점토광물 분포양상을 바탕으로 황해 남동 이질대 퇴적물의 점토광물 함량은 남부지역과 북부지역이 거의 차 이가 나지 않다는 것을 알 수 있다.

    하천에 따라 점토광물의 함량은 차이가 크지만, 중국 하천퇴적물(특히 황하)은 한국 하천퇴적물에 비하여 스멕타이트의 함량이 높은 반면 한국 하천 퇴적물에서는 일라이트와 녹니석의 함량이 상대적 으로 높은 값을 나타낸다. 다른 퇴적물과 비교할 때, 영산강 퇴적물의 일라이트 함량이 높다. 또한, 해양퇴적물과 하천퇴적물의 점토광물 조성을 비교 할 때 황해 남동 이질대는 중국의 하천퇴적물보다 한국의 하천퇴적물과 더 유사한 측면을 가진다고 판단할 수 있다(Cho et al., 2012).

    이러한 중국과 한국 하천퇴적물의 점토광물 성 분차이 및 한국 하천퇴적물과 황해 남동 이질대 사 이의 관련성은 주성분분석을 통한 성분도표 상에 서 더 명확하게 드러난다(Fig. 2). Table 1은 황해 남동 이질대 남부지역과 북부지역의 분석결과로 제1주성분부터 제3주성분까지 각 주성분별 표준편 차와 분산비율 및 누적비율을 수치로 나타낸 것이 다. 황해 남동 이질대의 기원지를 분석하는데 제1 주성분과 제2주성분만을 사용하여 주성분분석을 수행하였다(Fig. 2A, 1B). 많은 주성분을 활용할수 록 원변수의 정보를 효과적으로 반영할 수 있지만 3개 이상의 주성분을 사용하게 되는 경우 2차원의 그림으로는 표현할 수 없기 때문에 시각화하는데 어려움이 따른다. 또한, 이번 주성분분석에서는 여 러 가지 오차를 고려하더라도 제1주성분과 제2주 성분이 원변수의 정보를 약 99%까지 반영하고, 원 변수도 4가지로 많지 않기 때문에 두 개의 주성분 만으로 충분히 타탕한 결과를 해석할 수 있었다.

    Fig. 2A는 황해 남동 이질대 북부지역의 통계처 리 결과로 4차원의 선형결합을 2차원으로 축약하 여 나타낸 것이다. 화살표로 표시된 것은 원래의 4 가지 변수차원이며, 그 중심점은 일라이트, 녹니석, 카올리나이트, 스멕타이트 각각의 원소의 함량이 유사한 값을 가지는 평균점이다. 또한 화살표의 길 이는 변수의 변동성(표준편차)을 나타낸 것으로, 스멕타이트의 변동성이 가장 큰 것을 볼 수 있다.

    이것은 스멕타이트의 함량 값이 다양하게 분포 함을 의미한다. 화살표의 방향은 변수차원들 사이 의 관계를 지시하는데, 일라이트와 카올리나이트, 녹니석, 특히 카올리나이트와 녹니석이 유사한 성 질을 나타낸다. 이와 달리 스멕타이트와 나머지 변 수들은 서로 독립적인 양상을 보인다. 성분도표 상 에서 4개의 황하 자료는 근접하여 위치하며, 다른 원소들에 비하여 특히 스멕타이트의 함량이 높게 나타난다. 양쯔강 3개의 자료도 가까이 위치하며, 한국 강(한강, 영산강, 금강)의 경우에도 각각 비교 적 근접하여 분포한다. 또한 한국 강들은 황하에 비해 스멕타이트의 함량이 낮으며, 일라이트와 녹 니석, 카올리나이트의 함량이 높은 값을 보인다. 이는 같은 강시료끼리는 서로 유사한 성질을 가지 고 있음을 나타낸다. 2차원 성분도표를 바탕으로 황해 남동 이질대의 북부 지역 해양퇴적물은 황하, 양쯔강 퇴적물과는 관련성이 적고 한국 강 퇴적물 과 더 비슷한 분포양상을 보인다.

    황해 남동 이질대 남부지역의 통계 처리 결과를 보면 해양퇴적물의 전체적인 분포양상이 북부지역 과 매우 유사함을 볼 수 있다. 또한 황해 남동 이 질대 남부지역의 해양퇴적물은 북부지역과 마찬가 지로 황하, 양쯔강에 비해 한국 강과 더 높은 관련 성을 보여준다(Fig. 2B).

    주성분분석을 통해 황해 남동 이질대는 남부 지 역과 북부 지역 퇴적물이 거의 구분되지 않으며, 황하, 양쯔강 퇴적물보다 한국의 하천퇴적물과 더 유사한 것을 추정할 수 있다.

    토 론

    황해 남동 이질대의 기원에 대해서 크게 두 가 지 견해 즉, 한국 하천 기원과 한국과 중국 하천 혼합 기원으로 생각하는 것이 존재한다. 한국과 중 국 하천 혼합 기원으로 생각하는 연구자들은 황해 남동 이질대의 매우 많은 퇴적물 공급량과 높은 퇴 적 속도는 인접한 한국 하천들의 퇴적물 공급량이 그렇게 크지 않기 떄문에 중국 하천으로부터 상당 한 양이 공급되었다고 주장한다(Alexander et al., 1991; Lim et al., 2007b). 황해와 동중국해에서 최 근 100년 동안 대륙붕 이질 퇴적층의 축적 속도는 황해 남동 이질대를 제외하고는 대체적으로 강으 로부터 멀어짐에 따라 감소한다. 황해 남동 이질대 내에서 퇴적물의 축적 속도는 연간 2-5 mm로써 퇴적률은 연간 4∼15 ×107 tons에 해당하지만, 한 국 강으로부터의 유출량은 연간 6∼20 ×106 tons 밖에 되지 않기 때문에 외해로부터의 퇴적물 공급 원이 필요한 것으로 여겨진다(Alexander et al., 1991; Lim et al., 2007b). 부유물 분포 양상으로부 터 동중국해 대륙붕과 한국 해안 사이에 세립질 퇴 적물의 이동과 교환이 존재할 가능성이 높은데, 특 히 겨울철 한국 해안의 많은 퇴적물은 중국강으로 부터 황해 온난수(Yellow Sea Warm Current)에 의해 공급될 가능성이 매우 높다(Lim et al., 2007).만일 황해 남동 이질대의 퇴적물의 일부가 중국 강으로부터 왔다면 이 퇴적물은 대부분 황해 남동 이질대의 남부 지역에 쌓일 가능성이 매우 높다. 이에 따라 황해 남동 이질대의 북부 지역과 남부 지역 사이에 표층퇴적물의 특성이 달라져야 한다. 그러나 기존 연구에서 북부 지역과 남부 지역 사이 의 점토광물 특성이 다르다고 보고한 것은 거의 없 고(Wei et al., 2000), 대부분 점토광물 특성 차이 가 없다(Park and Khim, 1992; Cheng, 2000; Moon et al., 2009). 이번 연구의 결과 역시 점토 광물 함량과 분포 특성은 황해 남동 이질대 전체에 서 거의 같은 양상을 보이므로 황해 남동 이질대 퇴적물의 일부가 중국강에 의하여 공급되었다는 주장과는 반대된다.

    황해 남동 이질대를 덮고 있는 부유물 기둥 (plume)에 대하여 퇴적학적인 자료 및 인공위성 영상과 결합된 수리지리학적(hydrographic) 측정 자료를 바탕으로 연구한 결과는 이들이 한국의 서 해안으로부터 기원한 것을 확실하게 보여주며, 부 유물 기둥은 늦가을에 시작되는 겨울철의 몬순성 바람(winter monsoon winds)에 의하여 강화된다 (Lee and Chu, 2001). 또한 대부분의 점토광물, 지 화학, 등온선 분포 연구 결과 역시 황해 남동 이질 대 퇴적물이 한국의 서해안 특히, 금강으로부터 유 래하고 있음을 지시한다(Lee and Chu, 2001; Chough et al., 2004). 이와 같은 견해는 황해와 북 동중국해의 이질 퇴적물에 대한 기원지 해석에 유 용한 지시자로 판단한 지화학적 원소를 이용하여 황해 남동 이질대의 기원지를 추정한 연구에서, 전 체 퇴적물 중 실트 퇴적물은 한국 기원이 우세한 것으로 추정한 연구(Lim et al., 2007b)의 결과와 도 부합되는 것으로 여겨진다. 본 연구 결과도 황 해 남동 이질대 퇴적물이 거의 전부 한국 서해안으 로 유입되는 하천으로부터 유래한 것으로 생각한 많은 연구 결과와 매우 일치한다고 판단된다.

    한반도 주변의 황해와 북동중국해의 이질 퇴적 물 기원지 해석을 전반적으로 이해하기 위해서는 이 해역에서 일어나는 복잡한 해류순환 시스템과 퇴적물의 주요 공급지로 판단되는 중국과 한국의 강 퇴적물에 대한 퇴적-지화학적 자료를 제대로 이 해해야만 가능하다(Lim et al., 2007a, 2007; Moon et al., 2009; Cho et al., 2012). 고해상도 탄성파 탐사 자료와 퇴적물 시료에 대한 연구를 통하여 황 해 남동 이질대남부지역의 현재 퇴적속도는 거의 0에 가깝고, 북부지역의 퇴적률은 연간 3.0 ×107 tons으로써 한국 강으로부터 유입되는 퇴적물의 양 보다 10배 이상 많다고 밝혀졌다. 남부지역의 퇴적 속도가 0에 가까운 데에도 불구하고 두꺼운 퇴적 물이 쌓여있는 이유는 북부지역에 존재하는 퇴적 층의 침식에 의하여 남부로 이동한 때문으로 해석 하였다. 북부지역에 축적된 퇴적물의 양이 한국 강 으로부터 유입되는 퇴적물의 양보다 10배 이상 많 은 이유는 남부지역에 쌓여있는 두꺼운 퇴적층이 해류에 의하여 재동(reworking)되어 한국 강으로부 터 유입된 퇴적물과 합쳐진 덕분으로 해석한다 (Park et al., 2000). 이런 원인에 의하여 황해 남동 이질대에 퇴적된 퇴적물의 특성은 북부지역과 남 부지역에서 큰 차이가 없는 것으로 판단되며, 황해 남동부 지역에서의 조류와 지역적인 해류 특성에 의하여 발생한 것으로 간주된다(Park et al., 2000; Chough et al., 2004).

    결 론

    황해 남동 이질대 해양표층퇴적물 시료 51개와 중국(황하, 양쯔강) 하천퇴적물 시료 7개, 한국(한 강, 금강, 영산강) 하천퇴적물 시료 26개의 점토광 물 반정량 X선 회절분석법에 의한 결과를 바탕으 로 주성분분석을 실시하여, 황해 남동 이질대의 퇴 적물 기원지 연구에 대한 결과는 다음과 같다.

    1. 황해 남동 이질대의 남부 지역과 북부 지역 퇴 적물의 점토광물 함량 특성이 거의 차이가 나지 않 는다.

    2. 원변수의 정보를 98% 이상 반영하는 제1주성 분과 제2주성분을 이용하여 행렬도를 작성하여, 주 성분분석을 실시한 결과는 황해 남동 이질대 퇴적 물이 한국 서해안으로 유입되는 하천으로부터 유 래했음을 지시한다.

    3. 황해 남동 이질대의 현재 퇴적속도에 비하여 두꺼운 퇴적물이 쌓여있는 이유는 해류에 의하여 재동되어 한국 강으로부터 유입된 퇴적물과 합쳐 진 덕분으로 해석된다.

    4. 주요 점토광물의 함량을 바탕으로 해양퇴적물 의 기원지를 추정하는데 있어 주성분분석은 4가지 변수의 정보를 모두 반영하는 다차원적인 분석방 법으로써 좀 더 명확한 결과를 도출하는 것을 가능 하게 한다. 앞으로도 주성분분석은 퇴적물의 기원 지를 유추하는데 기존의 분석방법보다 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

    Figure

    JMSK-27-107_F1.gif

    Location map of grap samples around Southeast Yellow Sea Mud.

    JMSK-27-107_F2.gif

    Biplot of Principal Component Analysis for Southeast Yellow Sea Mud (SEYSM), compared with the sediments of Korean rivers, Hwanghe, and Changjiang. (A) North of SEYSM (B) South of SEYSM.

    Table

    Summary of principal components analysis for Southeast Yellow Sea Mud

    Reference

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