완도 지역 전복 양식장 주변 표층퇴적물을 대상으로 퇴적물의 입도, 총유기탄소(TOC), 중금속(Fe, Li, Cu, Zn, Pb, Cd, Cr, As, Ni, Hg) 분포와 조절요인을 분석하고, 생태학적 위험성을 평가하였다. 퇴적물은 주로 실트와 점토로 구성되었으며 일부 지역에서는 모래와 자갈이 혼합된 퇴적물이 확인되었다. TOC 함량은 평균입도와 높은 상관성을 보였으며, 평균값은 0.76%로 나타나 양식 과정에서 발생한 유기물과의 연관성을 제시하였다. 퇴적물 내 Ni, Cd, Zn, Cu는 양식장 활동 및 유기물 축적의 영향을 받으며, Cd는 가장 높은 농축을 보임 으로써 주요 오염원으로 확인되었다. 특히, Cd의 축적은 잔류 해조류 침전과 CaCO3 침전 과정에서 치환작용과 연관이 있는 것으로 해석 되었다. 생태학적 위해도 평가에서는 연구지역 대부분이 중간 위험 수준으로 나타났으며, Cd는 주요 생태학적 위해 요인으로 확인되었다.

경상분지 동남부인 부산 기장군에 분포하는 이천리층은 퇴적시기와 층서 대비가 이루어지지 않은 백악기 퇴적 층으로 최근 방산충 화석을 포함하는 쳐트역이 보고되어 기원지에 대한 관심이 높은 지역이다. 이번 연구에서는 이천리 층의 퇴적시기와 기원지를 규명하고, 후기 백악기 경상분지의 고지리에 대한 정보를 얻기 위해 이천리층 사암 내 쇄설 성 저어콘을 이용해 U -Pb 연대를 분석하였다. 이천리층은 선캄브리아시대에서 중생대 백악기에 이르는 넓은 연령 분포 를 보이며, 백악기, 페름기, 고원생대 연령이 우세하다. 약 95 Ma의 최소 가중평균연령을 통해 이천리층의 최대 퇴적시 기는 후기 백악기 초 세노마눔절(Cenomanian)로 제한된다. 외래기원의 방산충 함유 쳐트역과 함께 한반도 내 인접 지역에서는 분포하지 않는 중기 페름기 저어콘의 높은 함량은 이천리층의 퇴적 동안 남서 일본 지역으로부터 퇴적물이 유입되었음을 시사한다. 연대 분포를 비교한 결과, 이천리층의 주된 퇴적물 공급지는 영남육괴와 미노-탐바 쥐라기 복 합체(Mino-Tamba Jurassic accretionary complex)로 해석되며 퇴적물 공급 과정에서 페름기 연령을 가지는 암체 (Maizuru Belt)와의 혼합이 중기 페름기 저어콘의 높은 산출량에 기여한 것으로 판단된다. 다차원척도법 (multidimensional scaling)을 이용한 통계적 유사도 분석 결과도 이와 같은 해석을 뒷받침한다.

갯벌은 조석 에너지에 따른 침수와 노출이 반복되는 주기성을 가지며, 이로 인한 퇴적물의 물리적 영향과 온도 변동의 특성 을 이해하는 것은 중요하다. 태풍은 극단적인 기상 현상으로 연안 및 하구 지역에 미치는 물리적 영향이 공간적, 시간적 차이에 따라 다 르다. 태풍의 혹독한 기상 조건으로 인해 적시에 샘플링이 어려운 경우가 많아 갯벌에 온도와 압력 센서를 설치해 측정하였다. 태풍 통 과에 따른 온도 센서 데이터와 기상 요인 분석 결과, 하계의 카눈 영향에 의한 퇴적물 온도 하강 폭이 힌남노에 의한 하강 폭보다 더 컸 다. 또한, 갯벌 상부와 하부의 온도 변동은 조수에 의한 노출시간 차이에 따라 달라졌다. 이는 조위에 따른 침수의 완충 효과로 인해 하 부조간대에 미치는 영향이 상대적으로 낮다는 것을 의미한다. 전반적으로 퇴적물 온도는 태풍 유입 시기에 따라 일시적으로 영향을 받 았지만, 조위에 의한 노출 차이가 더 크게 작용한 것으로 보인다.

본 연구는 초등학교 학습자들의 지질학적 시간 개념 인식에 따라 퇴적암 형성 과정을 어떻게 이해하고 있는지를 알아보기 위한 연구이다. 연구의 실행은 B 광역시에 위치한 U 초등학교 4학년 학생 57명을 최종 분석의 대상으로 진행되었으며, 데이터의 수집은 Jolley et al. (2012)이 개발한 LIFT (The Landscape Identification and Formation Test) 검사 도구를 수정 및 번안하여 객관식 문항을 구성하고, Charles and McConnell (2018)이 활용한 지질학적 경관 형성에 대한 인터뷰의 구조를 서술식 문항으로 제작하여 데이터를 수집하였다. 서술형 문항 응답 결과를 질적으로 분석하여 학생들의 지질학적 시간 개념 표출 유형을 기준으로 세 군집으로 분류하였다. 분류된 군집은 각각 구체적 시간 개념 군집(Specific time concept cluster), 막연한 시간 개념 군집(Vague time concept cluster), 시간 개념 미표현 군집(No time concept cluster)으로 명명되었으며, 각 군집별로 퇴적암 형성 과정에 대한 단답형 문항의 점수를 활용하여 통계적 검증을 수행하 였으며, “구체적 시간 개념” 군집은 “시간 개념 미표현” 군집에 비해 퇴적암 형성 과정에 대한 이해가 통계적으로 유의 미하게 높은 것을 확인하였다. 또한 그 구체적 사례에서 Ault (1982)가 언급한 지질학적 연대에 대한 과소 추정과 과대 추정의 사례를 발견하였다. 또한 각 군집별로 수집된 서술형 문항(퇴적암 형성 과정에 대한 서술)을 바탕으로 언어 네트 워크를 형성하고, 중심도 분석을 실시하여 시각화한 후 분석하였다. 분석 결과, 구체적 시간 개념 군집은 퇴적암 형성의 모든 과정에 대해 비교적 잘 인식하고 있으며, 지질학적 시간 개념이 현상과 잘 연결되어 있는 것을 확인하였다. 또한, 막연한 시간 개념 군집은 퇴적암 형성 과정에서 퇴적, 압축, 교결, 암석화, 노출의 과정이 비교적 잘 연결되어 있지 않지 만, 지질학적 시간 개념은 비교적 잘 인식하고 있었으며, 시간 개념 미표현 군집은 퇴적암 형성 과정에서 퇴적, 압축, 교 결 작용을 중심으로 설명하고 있으며, 지질학적 시간 개념의 인식 또한 거의 이루어지지 못하고 있다는 것을 확인하였 다. 추가로, 각 군집별 시간 노드의 커뮤니티가 가지는 중심도를 활용해 커뮤니티 분석을 실시간 결과, “시간 개념 미표 현” 군집은 퇴적암의 형성 과정을 시간 개념과 연관시키는 것에 어려움을 겪는 것을 확인하였다.

강으로부터 해양으로 유입되는 퇴적물은 유역분지의 지질, 지리, 지형, 기후 등의 영향을 반영하며, 육상 유역분 지에서 퇴적물 생성 과정에서 수반되는 화학적 풍화는 대기 중 이산화탄소 농도를 조절하는 데에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 한반도 남해안 낙동강 하구 인근 해저 표층 퇴적물의 지화학 조성을 이용하여 화 학적 풍화의 강도와 퇴적물의 기원지에 분포하는 암석의 조성을 추정하였다. 연구 시료의 화학적 풍화 강도는 중간에 낮은 정도(평균 Chemical Index of Alteration=68)이며 A-CN-K 도표에서 추정한 풍화의 추세는 퇴적물의 기원지 성분 이 평균적인 상부 대륙지각과 매우 유사한 것으로 보인다. 이는 낙동강 유역분지에 분포하는 중생대 화강암류와 경상누 층군 퇴적암이 혼합된 성분을 반영하는 것으로 판단되기 때문에 연구 대상인 퇴적물이 낙동강 하구로부터 유입되는 퇴 적물의 성분을 대표하는 것으로 해석한다. 표층 퇴적물의 희토류원소는 분화된 경희토류-중희토류의 비와 음의 Eu 이상 을 나타내어 상부 대륙지각과 매우 유사하다. 본 연구의 결과를 전 세계 강 하구 퇴적물 자료 및 국내의 큰 강 자료와 비교하였으며, 이를 통하여 지질 및 지형의 잠재적인 영향을 고려할 수 있다.

전라북도 무주군에 분포하는 백악기 무주분지의 퇴적시기 및 퇴적물의 기원지를 파악하기 위해 쇄설성 저어콘 U-Pb 연대측정을 수행하였다. 시료는 설천응회암(SCT), 방이리층(BYR), 길왕리층의 고방층원(GWR-G), 서창층원(GWR-S), 북창층원(GWR-B), 적상산층(JSS)으로 총 6개가 채취되었다. 연대측정 결과 무주분지의 퇴적층은 약 105.6-90.4 Ma에 걸쳐 퇴적되었고, 지질시대로는 알바절에서 투로니아절에 해당한다. 무주분지 서쪽에 분포하는 방이리층과 길왕리층 고 방층원 시료에서 각각 약 94.4 Ma와 89.6 Ma의 단일 저어콘 최소연령이 확인되어, 기존에 길왕리층 역암을 기준(암층 서)으로 설정된 상대연령에 대해 추가연구를 통한 재확인이 필요하다. 그리고 무주분지를 채우고 있는 대부분의 퇴적물 들이 무주분지와 인접한 제한된 지역에서 공급되었을 것으로 판단된다.

Cadmium (Cd), a heavy metal found in the aquatic environment, accumulates in organisms through the food chain. In the study, we investigated the survival rates, measurement of body Cd levels, and expression analysis of the stress response genes (Heat shock protein 70: HSP70 and Heat shock protein 60: HSP60) and antioxidant enzyme Glutathione S-Transferases (GST) on benthic oligochaete worm Tubifex tubifex exposed three concentrations of Cd, to analyze the bioaccumulation and changes of stress gene expressions to exposure toxicity of the Cd-spiked sediment. Survival rates of T. tubifex exposed to the Cdspiked sediment were 93% at 0.4 mg kg-1 Cd, 96% at 1.87 mg kg-1 Cd, and 93% at 6.09 mg kg-1 Cd for 10 days. Cd concentration in the body of T. tubifex was higher than that in the sediment. After Cd exposures for 10 days, the body Cd levels were 18.4 mg kg-1, 13.06 mg kg-1, and 79.11 mg kg-1 at exposed three concentrations of Cd, respectively. Upregulation of HSP70 gene expression was observed at all concentrations of exposed Cd as a time-dependent manner, whereas transcriptional expression of the HSP60 gene increased as a timedependent manner in T. tubifex exposed to the relative high concentration (6.09 mg kg-1) of Cd. However, GST gene expression increased on day 1 at all concentrations after Cd exposures, and then downregulated until 10 days. These results indicate to ecotoxicological and molecular effects in benthic oligochaete worm T. tubifex to Cd-spiked sediment and provide the basic information for the utilization of environmental toxicity assessment using the T. tubifex as a aquatic pollution indicator species.

대한해협 대륙붕 해저사퇴의 형성과정을 이해하기 위해 77m 심도 심부 SSDP-101 코어를 연구하였다. 이 심부 코어는 WGS 측지계 기준으로 북위 128도 16.335분, 동경 34도 19.666분에 위치한 수심 60m의 사퇴 정상부에서 시추 하였다. SSDP-101 코어 시료의 해양지질학적 분석은 제4기 후기 상대 해수면 변화에 의해 야기된 대한해협 대륙붕 퇴 적환경의 변화를 밝혔다. 하부 코어 퇴적층은 간헐적 하천 범람이 일어나는 염하구 환경에서 형성된 것으로 해석되었다. 연구 지역의 사퇴는 상대해수면이 현재보다 더 낮은 시기에 형성되었고, 사퇴 퇴적물은 상대해수면이 상승함에 따라 키 질작용을 받았다. 현재 대륙붕의 해저사퇴는 해수면이 낮았던 시기의 해저사퇴가 현재 해수면 환경까지 잔존된 결과로 해석된다.

대조차 개방형 조간대 퇴적물에 대한 태풍 효과를 한국 서해안 고창 동호리 조간대에서 연구하였다. 2010년 태 풍 곤파스 전·후와 2018년 솔릭 전·후에 나타난 표층 퇴적물 조직, 집적률, 퇴적상 변화를 관측하였다. 두 개의 태풍 곤파스와 솔릭은 각각 2010년 9월 1일과 2일, 2018년 8월 23일과 24일 사이에 한반도 남서부 연안에 상륙하여 내륙을 관통하였다. 태풍 곤파스 전·후와 솔릭 전·후에 고창 동호리 조간대의 측선을 따라 30m 간격으로 표층 퇴적물을 채취 하고 집적률을 측정하였다. 동호리 조간대를 평균고조면, 평균해수면, 평균저조면을 기준으로 고조대, 중조대, 저조대로 세분하여 연구하였다. 두 태풍 모두 태풍 후에 고조대는 퇴적되었고 중조대와 저조대는 침식되었다. 고조대에서 저조대 방향으로 갈수록 집적률이 감소하였다. 고조대의 표층 퇴적물 조직은 두 태풍 모두 태풍 후에 평균 입도는 세립해지고 분급은 양호해졌다. 중조대의 표층 퇴적물 조직은 변화가 거의 없었으며, 저조대는 일부 구간에서 태풍 후에 띠 형태의 퇴적체가 나타났다.

Cyanobacterial resting cells, such as akinetes, are important seed cells for cyanobacteria’s early development and bloom. Due to their importance, various methods have been attempted to isolate resting cells present in the sediment. Ludox is a solution mainly used for cell separation in marine sediments, but finding an accurate method for use in freshwater is difficult. This study compared the two most commonly used Ludox methods (direct sediment treatment and sediment distilled water suspension treatment). Furthermore, we proposed a highly efficient method for isolating cyanobacterial resting cells and eDNA amplification from freshwater sediments. Most of the resting cells found in the sediment were akinete to the Nostocale and were similar to those of Dolichospermum, Cylindrospermum, and Aphanizomenon. Twenty times more akinetes were found in the conical tube column using the sediment that had no treatment than in the sample treated by suspending the sediment in distilled water. Akinete separated through Ludox were mainly spread over the upper and lower layers in the column rather than concentrated at a specific depth in the column layer. The mibC, Geo, and 16S rDNA genes were successfully amplified using the sediment directly in the sample. However, the amplification products of all genes were not found in the sample in which the sediment was suspended in distilled water. Therefore, 5 g to 10 g of sediment is used without pretreatment when isolating cyanobacterial resting cells from freshwater sediment. Cell isolation and gene amplification efficiency are high when four times the volume of Ludox is added. The Ludox treatment method presented in this study isolates cyanobacterial resting cells in freshwater sediment, and the same efficiency may not appear in other biotas. Therefore, to apply Ludox to the separation of other biotas, it is necessary to conduct a pre-experiment to determine the sediment pretreatment method and the water layer where the target organism exists.

Environmental DNA (eDNA) can exist in both intracellular and extracellular forms in natural ecosystems. When targeting harmful cyanobacteria, extracellular eDNA indicates the presence of traces of cyanobacteria, while intracellular eDNA indicates the potential for cyanobacteria to occur. However, identifying the “actual” potential for harmful cyanobacteria to occur is difficult using the existing sediment eDNA analysis method, which uses silica beads and cannot distinguish between these two forms of eDNA. This study analyzes the applicability of a density gradient centrifugation method (Ludox method) that can selectively analyze intracellular eDNA in sediment to overcome the limitations of conventional sediment eDNA analysis. PCR was used to amplify the extracted eDNA based on the two different methods, and the relative amount of gene amplification was compared using electrophoresis and Image J application. While the conventional bead beating method uses sediment as it is to extract eDNA, it is unknown whether the mic gene amplified from eDNA exists in the cyanobacterial cell or only outside of the cell. However, since the Ludox method concentrates the intracellular eDNA of the sediment through filtration and density gradient, only the mic gene present in the cyanobacteria cells could be amplified. Furthermore, the bead beating method can analyze up to 1 g of sediment at a time, whereas the Ludox method can analyze 5 g to 30 g at a time. This gram of sediments makes it possible to search for even a small amount of mic gene that cannot be searched by conventional bead beating method. In this study, the Ludox method secured sufficient intracellular gene concentration and clearly distinguished intracellular and extracellular eDNA, enabling more accurate and detailed potential analysis. By using the Ludox method for environmental RNA expression and next-generation sequencing (NGS) of harmful cyanobacteria in the sediment, it will be possible to analyze the potential more realistically.