본 연구에서는 전라북도 군산시 백악기 산북동층의 전석에서 발견된 소형 새 발자국 화석을 간략히 기재하고, 척추동물 발자국 화석을 포함한 산북동층 퇴적 시기를 확인하기 위해 산북동층 응회암질사암에서 쇄설성 저어콘을 분 리하여 S H RIMP U -Pb법 절대연령 분석을 실시하였다. 소형 새 발자국 화석은 보존상태가 양호하지 않으나, 보행렬을 이루는 두 개의 발자국과 세 개의 개별 발자국으로 구분된다. 이들은 물갈퀴가 없고, 비대칭이며 가느다란 세 개의 발 가락으로 걷는 소형 새 발자국이다. 보행렬을 이루는 발자국은 Koreanaoris dodsoni?, 개별 발자국은 Koreanaornis ichnosp.로 동정하였다. 본 연구는 산북동층 사족동물 발자국 화석 군집이 수각류, 조각류, 익룡과 새 발자국으로 구성 되어 있었음을 의미한다. 절대연대 분석 결과, 산북동층 퇴적시기의 최대지질연대는 112.5±5.8 Ma로 중생대 백악기 압 트절(Aptian)에 해당하며, 경상분지 진주층 하부에 대비될 수 있다. 그러므로 산북동층의 백악기 소형 물떼새 발자국 화 석(Koreanaornis)은 국내에서 가장 오래된 것으로 추정된다.

테프라연대학은 광역테프라를 연대측정과 층서대비에 이용하는 연구이다. 광역 테프라층은 층서적 건층으로 사 용될 수 있기 때문에 제4기지질학과 고고학 분야에서 매우 중요하다. 이 논평에서는 테프라의 동정 방법과 연대측정 방법에 대해 정리하였다. 또한 한반도의 육상퇴적층에서 발견되는 광역테프라층의 종류와 산출 특성에 대해 정리하였고, 광역테프라층의 지질학적 활용 방법과 한계점에 대해서도 토의하였다. 지금까지 한반도 육상의 고토양층, 해안단구 퇴 적층, 호수퇴적층에서는 일본 큐슈 기원의 AT와 Ata, Kb-Ks 테프라가 발견되었다. 또한 공식적으로 발견되지는 않았지 만 Aso-4 테프라도 발견될 가능성이 높은 것으로 판단된다. 광역테프라층은 제4기 퇴적층, 특히 방사성탄소연대측정의 범위를 넘는 5만년 이상 퇴적층의 연대측정과 층서대비에 유용하며, 활성단층의 연대측정과 화산재해에 대한 대응책 마 련에도 유용한 정보를 제공한다. 하지만 테프라층을 지질학적으로 이용하기 위해서는 퇴적학적 연구를 통해 일차퇴적 여부에 대한 확인이 필요하다.

화산재연대학은 화산재층을 지질학적 사건과 대비하거나 연대를 측정하는 연구이다. 화산재층은 건층으로 사용될 수 있기 때문에 제4기 퇴적층의 연대측정에 매우 중요하다. 이번 연구에서는 울산의 산하동과 정자동 지역에 분포 하는 해안단구 퇴적층의 상하부에서 두 종류의 화산재가 발견되었다. 화산유리의 형태학적 특징과 굴절률, 주원소조성과 상관계수 분석을 통해 상부와 하부의 화산재는 각각 약 25 ka 전에 분출한 AT 화산재와 약 105-110 ka 전에 분출한 Ata 화산재로 밝혀졌다. Ata 화산재는 한국의 육상퇴적층에서 공식적으로 처음 보고되는 것이다. 이번 연구결과는 향후 한국의 제4기 고기후와 고환경 및 한국 동남부의 활성단층 연구에 큰 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

The difficulty of securing freshwater sources is increasing with global climate change. On the other hand, seawater is less affected by climate change and regarded as a stable water source. For utilizing seawater as freshwater, seawater desalination technologies should be employed to reduce the concentration of salts. However, current desalination technologies might accelerate climate change and create problems for the ecosystem. The desalination technologies consume higher energy than conventional water treatment technologies, increase carbon footprint with high electricity use, and discharge high salinity of concentrate to the ocean. Thus, it is critical to developing green desalination technologies for sustainable desalination in the era of climate change. The energy consumption of desalination can be lowered by minimizing pump irreversibility, reducing feed salinity, and harvesting osmotic energy. Also, the carbon footprint can be reduced by employing renewable energy sources to the desalination system. Furthermore, the volume of concentrate discharge can be minimized by recovering valuable minerals from high-salinity concentrate. The future green seawater desalination can be achieved by the advancement of desalination technologies, the employment of renewable energy, and the utilization of concentrate.

정삼투 공정(forward osmosis, FO)은 역삼투 공정(reverse osmosis, RO)에 비해 저압으로 운영되므로 오염 제어, 유지 보수, 막 세정 및 잠재적 에너지 저감 측면에서 큰 이점이 있어 다양한 분야에 적용할 수 있는 기술이다. 특히, 정삼투 공정의 막오염층이 비교적 느슨하고 분산된 특성을 가지므로 역삼투 공정과 달리 물리세정만으로도 충분한 막오염 제어가 가능하다. 하지만 기존 연구들의 경우 정삼투 물리세정에 적합한 세정 유속을 적용하지 않아 최적화 운전을 하지 못했다는 한계가 있다. 따라서 이 연구는 경제적인 에너지량으로 높은 효율의 세정을 보일 수 있는 적절한 유속의 정당성 평가를 목적으로 한다. 정삼투 공정 막오염 실험을 8.54 cm/s 순환 유속으로 유지하고 세 가지 세정유속으로 회복률과 SEC(specific energy consumption) 비교 평가하였다. 이 실험의 결과로 2배속 세정이 3배속 세정의 수투과도 회복률 만큼의 높은 효율을 보 이는 동시에, 2배속 세정이 높은 세정효율 및 경제적인 SEC를 보이는 적절한 유속이라는 것을 확인하였다.

본 연구에서는 향후 역삼투식 해수담수화 기술의 에너지 효율을 개선하기 위한 3가지 방법을 제안한다. 그리고 제안된 방법이 적용되었을 때, 이론적인 최대 에너지 소모량 감소를 엑서지 분석을 통해 산출하고 현재 개발되고 있는 기술을 분석해서 실질적으로 각 방법에서 에너지 소모량이 얼마나 감소될 수 있는지를 비교하고 분석한다. 이러한 논의를 통해서 향후 역삼투 공정의 에너지 소모량이 얼마나 더 감소할 수 있을지에 대한 가능성을 평가할 수 있고 나아가서 역삼투 해수담수화 플랜트의 에너지 소모량을 낮추는 명확한 아이디어를 제공할 수 있다.

본 연구는 역삼투 해수담수화 플랜트의 실 데이터 분석을 통해 에너지 소모를 줄이는 방안을 제안한다. 이를 위해 10,000m3/d 이상의 플랜트를 대상으로 70여개의 데이터를 수집하고 분석하였다. 역삼투 해수담수화 플랜트의 에너지 소모는 에너지회수장치 발전으로 인해 크게 감소하였으나 각 요인에 따라 다른 값을 보였다. 에너지 소모는 유입수 수질에 영향을 받고, 높은 수질의 생산수를 얻기 위해선 더 많은 에너지가 소모됨을 확인하였다. 또한, 플랜트 규모가 커지면 에너지 소모가 줄어든다고 알려져 있으나 반드시 그런 것은 아니며, 역삼투시스템 운영 시 에너지 소모가 최소가 되는 회수율이 있음을 알아냈다. 마지막으로 에너지 소모와 관련된 요인을 정리하고 이를 바탕으로 저에너지 소모를 위한 3가지 방안을 제시한다.

울산 울주군 대곡리 공룡 발자국 화석산지(울산광역시 문화재자료 제13호)에서 익룡 발자국이 새롭게 발견되었다. 이들은 울산 지역 백악기 퇴적층에서 처음 보고된 것이다. 이 발자국 화석산지는 익룡 발자국이 집중적으로 보고되었던 경상남도 해안 지역과 지리적으로 비교적 원거리에 위치하고, 층서적인 차이도 있다. 본 연구에서는 대곡리의 익룡 발자국 및 보행렬을 기재하였고, 백악기 동안 한반도에서 활동한 익룡의 시공간적 분포를 논의하였다. 대곡리에서 발견된 익룡 발자국은 형태적인 특징에 근거해 Pteraichnus ichnosp.로 분류할 수 있다. 대곡리 익룡 발자국을 포함하여 지금까지 알려진 한반도 익룡 발자국의 분포를 근거로 할 때, 한반도의 익룡들은 적어도 약 1억2천 만 년 전(120 Ma, 전기 백악기)부터 8천만 년 전(80 Ma, 후기 백악기)까지 약 4천만 년 동안 생존하였으며, 분지 규모나 특정 퇴적 환경에 관계없이 다양한 퇴적 환경에서 서식하였다. 그리고 대곡리 일대에서 용각류, 조각류, 수각류, 익룡, 새 그리고 악어류 발자국이 함께 산출되는 것은 이곳의 백악기 척추동물 생흔 다양성이 매우 높았다는 것을 의미한다.

이 연구에서는 전라남도 신안군 비금도의 덕산에 대한 지형 및 지질학적 분석을 통하여 그 형성과정을 고찰하였다. 연구지역에 분포하는 산성 라필리응회암에 대한 K-Ar 연대측정을 실시하였고, 중생대 백악기 말(Campanian)에 해당하는 70.4±1.4 Ma 내지 76.9±1.5 Ma의 연대를 얻었다. 덕산은 암반절벽으로 둘러싸여 있으며 타포니, 토르, 나마와 같은 풍화 미지형이 발달되어 있다. 특히 다양한 형태의 타포니가 발달되어 있어 활발한 염풍화의 영향을 지시하고 있다. 다공질의 응회암 및 절리의 발달과 같은 지질학적 특성이 타포니와 암반절벽 등의 지형 형성에 중요한 영향을 준 것으로 판단된다. 덕산의 지형 및 지질은 과거 환경변화와 해안지역에서의 인간과 자연의 상호작용을 보여주고 있다.

본 연구에서는 베셀 후단의 생산수를 유입수와 혼합하는 신개념의 저에너지 역삼투 공정을 제안한다. 이 기술은 후단 생산수로 유입수를 희석하여 열역학적 요구 에너지를 낮추는 것에 착안하였다. 방법으로 역삼투 단일공정, 신공정, 부분 2차 공정의 생산수 염도 및 고유전력소비를 수치해석을 통해 비교하였다. 유입수의 다양한 수온 및 염도 조건 하에 신공정은 단일공정 대비 약 14% 생산수 염도를 감소시켰고, 0.04-0.09 kWh/m³의 고유전력소비를 추가로 필요하였다. 반면, 부분 2차 공정은 단일공정 대비 생산수 염도를 약 46% 감소시켰고, 0.08-0.21 kWh/m3의 고유전력소비를 추가로 필요로 하였다. 즉, 신공정은 부분 2차 공정 대비 저에너지를 소모하면서 단일공정 대비 고품질의 물을 생산해낸다.

전남 사옥도 지역의 지질은 쥐라기 화강암, 백악기 퇴적암, 산성응회암, 산성맥암으로 구분된다. 최근 공룡 발자 국, 새 발자국 및 절지동물의 보행열이 발견된 사옥도지역의 백악기층은 하부로부터 담회색 사암, 셰일, 이암 등이 교 호한다. 화석을 포함하는 퇴적암은 산성응회암에 의해 덮이며, 산성암맥이 퇴적암과 응회암을 관입한다. 사옥도 지역 백 악기 퇴적암의 퇴적시기를 밝히기 위해 응회질 사암과 상부의 산성 응회암에 대해 저어콘의 SHRIMP U-Pb법 절대연 대를 측정하였다. 사암과 응회암의 U-Pb 연대는 각각 83.58±0.86와 79.80±0.75 Ma이며 이는 백악기 후기의 캄파니안 에 해당된다. 산성응회암의 연대는 응회암의 분출시기와 화석을 포함하는 퇴적암의 최소 연대를 지시한다. 따라서 공룡 과 물갈퀴 새발자국의 형성연대는 83.6와 79.8 Ma 사이로 추정된다.

이 연구는 변산반도 내에 화산암이 분포하는 지역을 중심으로 지질학적 가치를 분석하여 지질명소 및 지질유산 의 가능성을 조사한 것이다. 그 결과 외변산에 위치한 궁항, 솔섬, 모항 등 3곳과 내변산에 위치한 직소폭포, 굴바위, 선계폭포, 울금바위 등 4곳, 총 7곳의 지질명소를 제안하였다. 지질명소 중에서 솔섬과 모항은 지질유산적 가치가 높기 때문에 보존과 동시에 지질학습의 장소로 적극 활용해야 한다. 이외에도 적벽강과 채석강은 자연적 경관이 뛰어난 관광 지로 유명하며 학술적 가치가 입증되었다. 이렇듯 변산반도 내에 지질유산이 다양하게 분포하고 있어 국가지질공원으로 충분한 가치가 있다고 판단된다.

구례지역에서 공룡알과 공룡뼈가 보고된 백악기 토금층의 퇴적시기와 공룡의 활동시기를 밝히기 위하여 그 층의 하부와 상부에 해당하는 화산암류에 대하여 K-Ar법 절대연대측정 연구를 수행했다. 토금층의 하부에 분포하는 금정리역암층에 포함된 화산암역을 대상으로 6개의 시료에 대하여 K-Ar 전암연대 측정을 실시하였으며, 그 결과 전기 백악기의 앞티안(118.3±2.3Ma), 알비안(103.6±2.0, 102.5±2.0, 99.9±1.9Ma)에 속한다. 토금층을 덮는 안산암과 반상안산암에 대하여 동일 조건으로 절대연대를 측정하였으며 그 결과는 후기 백악기의 캄파니안(83.9±1.6, 74.2±1.5Ma)에 속한다. 야외증거와 절대연대측정 결과를 근거로 토금층의 퇴적시기와 공룡의 활동시기는 84-100 Ma 사이이다. 이 결과는 공룡알을 포함하는 보성 선소층의 퇴적시기(81 Ma)와 공룡, 익룡 및 물갈퀴 새발자국을 포함하는 해남 우항리층의 퇴적시기(79-81 Ma), 압해도지역에 분포하는 수각류 공룡알둥지의 형성시기(77-83 Ma)에 비교하면 다소 오래되었을 가능성을 시사한다.

금당도지역에 분포하는 화성암은 구성광물, 야외증거와 산상을 근거로 유문암, 반정질유문암, 중성맥암으로 구분되어 진다. TAS(total alkali-silica) 다이아그램에서 유문암은 유문암-데사이트의 영역에 그리고 반정질유문암은 유문암 영역에 속한다. 유문암과 반정질유문암의 생성시기를 밝히기 위하여 전암을 이용한 K-Ar법으로 절대연대측정이 수행되었으며 그 결과 전자는 76-78Ma로 백악기말 캄파니안에, 후자는 71-72Ma로 캄파니안과 마스트리크티안의 경계에 속한다. 이 지질연대는 백악기말 동안 한반도 남부지역에서 활발하게 진행되었던 유천층군의 화성활동에 대비된다. 한반도 서남부지역에 분포하는 화산암과 백악기층에서 발견되는 다양한 시기와 성분을 갖는 화산암의 지질연대를 근거로 이 지역에서 108-71Ma 사이에 유라시아판과 태평양판의 충돌에 의한 활발한 화성활동이 지속적으로 진행되었을 지시한다.

2007년 11월에 천연기념물 제487호로 지정된 화순군 서유리의 백악기 화석산지는 수각류 발자국 보행렬, 식물화석, 건열, 연흔, 수평층리 등 고환경을 연구하는데 중요한 자료들을 포함한다. 이 백악기 퇴적층은 하부에 직경 5-40 cm의 다양한 성분의 화산암역을 함유하며, 후기의 화순안산암에 의해 덮인다. 백악기 퇴적층과 동시퇴적된 6시료의 화산암역과 이 지층을 덮는 화순안산암 2시료를 대상으로 전암을 이용한 K-Ar법 절대연대측정을 실시하였으며, 그 결과 백악기말의 투로니안(90-70 Ma)에서 신생대 초기인 플라이오세(63.4±1.2, 62.1±1.2 Ma)에 해당한다. 연대측정 결과 백악기 퇴적층의 퇴적시기와 공룡의 활동시기에 대한 최대지질연대는 약 70 Ma이다. 이 연대는 여수 사도지역에서 공룡발자국을 포함하는 백악기층의 퇴적시기(71-66 Ma)와 서로 대비될 가능성을 시사한다.

경남 진주시 남강유역에서 채취한 퇴적물을 이용하여 홀로세 기후 변화를 연구하였다. 기후 변화를 해석하기 위해 휴무스와 토양유기탄소를 분석하였고, 퇴적물의 생성 연대를 파악하기 위해 OSL과 탄소연대측정을 하였다. 이 퇴적층의 형성 시기는 약 10,000±100 yr. BP 부터 약 4,370±50 yr. BP (2,970 BC) 사이에 해당된다. 퇴적층의 토색과 입도에 의해 5개의 층으로 구분하였고 각각의 기후 변화를 해석하였다. 전체 퇴적층의 기후는 대체로 온난한 것으로 해석된다. 5개의 퇴적층 중 I층은 최하부층, V층은 최상부층에 해당되며, 기온에 있어서 I, II 그리고 III구간에서는 상대적으로 냉량했던 추이가 감지되었다. 건습에 있어서는 II구간과 III구간이 상대적으로 건조하였던 것으로 파악된다. IV구간과 V구간은 상대적으로 온난하고 건조하였으며, IV구간은 전체 퇴적층 중 가장 온난한 경향을 보이고 있다. 또한 상대적으로 냉량하고 약습윤한 기후에서 토양의 총유기탄소값이 높게 나타나는 경향이 있다.

2009년 9월 전남 신안군 압해도 지역의 백악기층에서 완벽하게 보존된 공룡알둥지 화석이 발견되었다. 이 연구에서는 압해도 백악기층의 퇴적시기와 공룡들의 활동시기를 밝히기 위하여 이 지층과 동시퇴적구조를 보이는 화산암역, 이 지층을 정합으로 덮는 산성응회암 그리고 이들을 관입하는 산성맥암에 대하여 K-Ar 전암연대측정을 수행하였다. 이 지층에서 관찰되는 화산암은 렌즈상의 역암과 역질이암층의 역으로 발견되며 그 직경은 3-20 cm이다. 이 층에 포함된 공룡알 둥지와 동시퇴적 구조를 보이는 6개의 화산암역을 대상으로 K-Ar 전암연대측정을 실시하였으며, 그 값은 후기 백악기의 세노마니안(97.6±1.9 Ma), 코니아시안(87.6±1.7 Ma), 산토니안(84.5±1.7 Ma), 캄파니안(82.5±1.6, 77.3±1.5, 75.7±1.5 Ma)에 해당한다. 이 백악기층을 부정합으로 덮는 산성응회암에 대하여 동일 조건으로 K-Ar 전암연대를 측정하였으며 그 결과는 캄파니안(79.2±1.6, 77.3±1.5Ma)에 속한다. 상기의 모든 암층을 관입하는 산성맥암에 대한 K-Ar 전암 연대측정 결과는 70.9±1.4 Ma로 캄파니안에 속한다. 압해도지역에 분포하는 백악기층의 퇴적시기와 공룡의 활동시기는 77-83 Ma 사이이며 이 결과는 공룡알을 포함하는 보성 선소층(81 Ma)과 공룡, 익룡 및 물갈퀴 새발자국을 포함하는 해남 우항리층의 형성시기에 대한 지질연대(79-81 Ma) 등이 서로 대비될 가능성을 시사한다.

후기 홀로세 동안의 지형발달과 기후환경변화를 고찰하기 위해 함평천 유역의 충적평야에서 채취된 퇴적물 시료에 대한 탄소연대측정(AMS, Accelerated Mass Spectrometry), 토양유기탄소와 휴무스분석을 실시하였다. 최하부인 토탄층은 온난 습윤한 기후환경에 형성되었으며, 후빙기 중 Atlantic기에 해당되는 것으로 사료된다. 황갈색 사질점토층은 자연제방성 퇴적물이며, 대체로 온난하고 건조한 기후 환경에서 퇴적된 것으로 생각된다. 그 형성시기는 1,879-1,532 BC 이며, 이 시기는 후빙기 중 Sub-boreal기에 해당된다. 담갈색 점토층은 자연제방에서 배후습지로 이행되는 환경에 퇴적되었을 것으로 추측된다. 기후 환경은 온난하고 습윤하였으며, 후빙기 중 Sub-boreal에서 Sub-Atlantic으로 이행되는 시기에 형성된 것으로 유추된다. 상부의 담황갈색 점토층과 담갈색 점토층은 배후습지의 퇴적물로 생각된다. 담황갈색 점토층이 퇴적된 환경은 냉량하고 습윤한 기후환경이었을 것으로 생각되며, 이 시기는 후빙기 중 Sub-Atlantic에 대비될 가능성이 있다. 담갈색 점토층이 퇴적된 환경은 온난하고 건조한 기후환경이었을 것으로 생각된다. 그 형성 시기는 211-427 AD이며, 이 시기는 Post Roman Warm Period에 해당되는 것으로 유추된다.

연구지역의 지형은 해안과 인접한 소규모의 곡저평야에 속한다. 이 곡저평야는 낮은 구릉지 사이 개석된 곳에 충적물이 매적되어 형성되었다. 본 연구에서는 탄소안정동위원소비 분석과 토양유기탄소 분석을 이용하여 과거의 기후환경 복원을 시도하였다. I 시기(약 6,600±60 yr B.P.-5,350±60 yr B.P.)는 전반적으로 온난하고 습윤한 기후환경이었으나, 건습변화에 있어서는 약건조(또는 약습윤)→습윤의 미변화가 감지된다. II 시기(약 5,350±60 yr B.P.-2,200 yr B.P.)는 현재와 비슷한 온난습윤한 기후환경을 나타낸다. 4,720±60 yr B.P.와 4,210±50 yr B.P. 사이는 전체 퇴적층 중 가장 습윤했던 것으로 파악된다. 4,210±50 yr B.P. 이후에는 점차 습윤에서 약습윤(또는 약건조)환경으로 이행하는 과정이 나타난다. III 시기(약 2,200 yr B.P.-210±60 yr B.P.)는 앞선 두 시기와 확연히 구분되며, 약습윤(또는 약건조)의 기후환경을 나타낸다.