3상자 해수교환모델을 이용한 동해심층수 연령 추정

Abstract

동해 심층수의 체류시간을 추정하기 위해 18점의 Ra-226 분석용 시료를 채취하여 분석하였다. 이 결과 Ra-226의 방사능은 48 ± 4 dpm/m3에서 89 ± 5 dpm/m3 의 사이에 분포하였고, 표층보다는 수온약층 아래의 값들이 상대적으로 더 높은 방사능을 보였다. 동해의 표층냉수계는 인공위성 SST 영상자료를 이용하여 동해 전체 면적의 (63 ± 19) %를 차지하는 것으로 추정되었고, Ra-226의 표층냉수 평균값은 68±4 dmp/m3, 심층수의 평균 Ra-226은 117±5 dpm/m3으로 산출되었다. 이 연구를 통하여 추정된 동해 심층수의 생성율은 3.79 × 1012 m3/yr 로서 실로 막대한 양이다. 이 추정값은 동해의 해양환경에 심각한 영향을 주지 않는 지속가능한 심층수 채수량을 정하는 기준으로 사용될 수 있다. 또한 이 연구의 결과로 동해 심층수의 체류시간은 (346 ± 20)년으로 추정되었다. C-14의 분석결과를 토대로, 심층수가 취수되는 고성지역 심층수의 정확한 연령은 430±50 년으로 추정되었다. 또한 이 연구에서 추정된 동해 심층수의 체류시간 346년은 대서양 심층수의 체류시간 약 300년, 태평양 심층수의 체류시간 약 600 및 ‘대양 혼합시간’(oceanic mixing time), 즉 전대양 심층수의 체류시간인 약 500년과 같은 규모(order)의 값이다. 이는 동해가 비록 대양에 비하여 소규모의 연해이지만 대양과 유사한 특성을 지닌 ‘작은 대양’(mini-ocean)이라는 학자들의 주장에 설득력을 부여한다.