백두산 및 북부 산간지대, 특히 관모봉 일대의 빙하지형에 관한 독일인 라우텐자흐의 첫 보고서와 일본인 연구자들의 학술 조사 이후, 중고등학교 지리 교과서와 지형학 및 자연지리학 관련 서적에서 과거 플라이스토세 및 최근 소빙기까지도 한반도에 빙하가 존재했다는 ...

백두산 및 북부 산간지대, 특히 관모봉 일대의 빙하지형에 관한 독일인 라우텐자흐의 첫 보고서와 일본인 연구자들의 학술 조사 이후, 중고등학교 지리 교과서와 지형학 및 자연지리학 관련 서적에서 과거 플라이스토세 및 최근 소빙기까지도 한반도에 빙하가 존재했다는 설은 거의 정설로 받아들여져 왔다. 그러나, 이전연구에서 빙하 존재의 가장 강력한 증거로 제시된, 빙하 지형의 가장 중요한 대상인 권곡 (Cirque or Corrie)의 형성 과정에 관한 최근의 연구들에 의하면, 형태적으로는 권곡 형태로 보이지만 형성과정은 빙하를 제외한 다른 지표 형성 작용 특히, mass movements에 의한 가능성이 보고되기 시작했다. 또한, 기존의 연구에서 빙하 존재의 증거였던 모레인(Moraine; 빙퇴석)으로 제시되었던 지형 중의 일부는 본 연구자의 선행 현지조사 (2008년 여름)에 의하면 암설류 (Debris flow)나 고농도 수류 (hyper-concentrated stream flow)에 의해서 이동 퇴적된 퇴적물과의 명확한 구분이 어렵다. 이러한 모레인을 구성하는 퇴적물의 퇴적 구조 및 특성에 따른 접근은 과거 빙하 존재 범위에 관한 많은 잘못된 해석을 불러왔고, 또한 이에 대한 논쟁은 여전히 현재에도 활발하게 진행중이다 . 한편, 기존에 보고(정지곤・김원사, 1992)되었던 빙하 침식의 증거인 찰흔(striation)도 백두산 지역의 주요 기반암인 화산 분출물 및 tuff가 수평적 층리를 갖는 점을 고려하면, 좀 더 자세히 살펴볼 필요가 있다. 특히, 본 연구자의 선행 현지조사에 의하면, 찰흔으로 보고되었던 기반암 사면의 대부분은 풍화되어 있어서, 빙하 침식의 흔적이 온전히 남기 어려운 상태이다.
그리고 본 과제에서는 기존에 소흘이 되었던 빙하지형과, 주빙하지형, 그리고 구조 지형 각각에 대한 절대연대측정을 실시할 예정이다. 이를 위해서, 대상 지형의 특성에 따라서, 방사성탄소(Radiocarbon) 연대측정, 우주기원동위원소(cosmogenic isotopes) 연대측정, 광자극발광법 (Optically Stimulated Luminescence) 연대측정을 실시할 예정이다. 특히, 백두산 일대에서 보고된, 빙하지형과 주빙하지형 등의 암설 지형은 기존의 연대측정 방법으로는 접근이 용이하지 않았으나, 최근에 국내에 도입된 우주기원동위원소 연대측정은 이러한 암설지형에 가장 적합하며 지금까지 성공적으로 적용되어 왔다. 이러한 현장 조사와 최신의 연대측정법을 이용한 연구를 통해, 본 연구자는 백두산 일대의 지형, 특히, 인간생활에 가장 많은 영향을 주고 있는 지난 제4기 동안의 지형 발달에 관한 모형을 제시할 예정이다.

본 연구가 성공적으로 수행된다면 백두산과 인근 지역의 지난 제4기 동안의 기후변화와 지반 운동의 역사를 밝혀 낼 수 있으며, 아울러 한반도 전 지역의 지형발달을 수립하는데 중요한 자료로 사용될 수 있을 거라 생각하며, 이웃한 중국과 일본에 비해 상대적으로 고기 ...

본 연구가 성공적으로 수행된다면 백두산과 인근 지역의 지난 제4기 동안의 기후변화와 지반 운동의 역사를 밝혀 낼 수 있으며, 아울러 한반도 전 지역의 지형발달을 수립하는데 중요한 자료로 사용될 수 있을 거라 생각하며, 이웃한 중국과 일본에 비해 상대적으로 고기후에 관한 자료가 부족했던 점을 고려하면, 동북아시아 전체의 지난 제4기 기후 변화에 대한 종합적 접근을 가능하게 할 것으로 판단한다. 이러한 자료는 비단 과거의 환경뿐만 아니라, 직면한 급격한 기후변화에 대한 예측에도 중요한 기본 자료로 사용될 수 있다.

아울러 방법론적으로도 최신의, 신뢰성 높은 우주기원동위원소 연대측정을 위한 실험실을 운영중에 있으며, 전처리를 비롯한 마지막 측정까지, 국내에서 전 과정을 실시할 예정이어서, 국제적으로도 한국 지형학 수준을 높이는데 많은 도움이 될 것으로 확신한다.

백두산 일대의 제4기 지형변화를 주제로 한, 본 연구과제는 기존 한국 지형학자들의 연구 방법과 비교했을 때, 두 가지 측면에서 새로운 접근을 시도하려고 한다. 우선, 빙하 지형과 주빙하 지형 등의 형성시기와 관련되어, 정밀한 절대연대측정이 필수적이다는 점을 고려 ...

백두산 일대의 제4기 지형변화를 주제로 한, 본 연구과제는 기존 한국 지형학자들의 연구 방법과 비교했을 때, 두 가지 측면에서 새로운 접근을 시도하려고 한다. 우선, 빙하 지형과 주빙하 지형 등의 형성시기와 관련되어, 정밀한 절대연대측정이 필수적이다는 점을 고려하여, 절대 연대측정을 실시할 예정이다. 백두산 일대 지역은 물리적, 정치적 접근성의 제약으로 인해 지역의 중요성에도 불구하고 많은 연구들이 진행되어오지 못했다. 따라서 본 연구에서는 우선 항공사진과 위성영상자료를 이용해서 지질 및 지형분석을 시작할 예정이다. 현재 본 연구진은 중국정부에서 촬영한 연구지역의 항공사진을 소유하고 있으며, 아울러 고해상도 위성인 30 m 해상도의 Landsat ETM + 영상과 15 m 해상도를 갖는 ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) 영상을 확보한 상태이며 이를 바탕으로 각 지형의 지도화 작업을 실시할 예정이다.
특히, ASTER 영상은 Stereo bands (3N, 3B)를 갖고 있어서 자체의 이미지를 이용해서 30 m 해상도의 수치고도모형 (Digital Elevation Model)을 제작할 수 있다. 이 수치고도모형을 이용해서 기본적인 하계망 패턴 및 지형 분석을 실시할 예정이다. 전술한 바와 같이, 권곡의 형태학적 특성에 대한 정량적인 분석을 실시할 예정이다. 이러한 정량적 분석은 동위도 상의 인접 지역인 중국과 일본 일대의 빙하지형과의 직접 비교를 가능하게 할 것이다.
한편, 우선 항공사진과 위성영상을 통한 지형 분석을 바탕으로 2009-2011년 세 번의 야외 조사가 진행될 예정이며, 빙하 지형, 주빙하 지형, 그리고 구조 지형의 확인 및, 각 지형의 정확한 지도와 작업이 실시될 예정이다. 또한 위성영상과 수치고도모형에서 확인된 선구조를 현장에서 비교・확인하는 작업을 실시할 예정이다. 아울러, 각 지형의 형성 연대를 규명하기 위해, 대상에 따른 연대측정 시료를 채취할 예정이며 이후, 시료의 종류에 따라 방사성탄소연대측정, 우주기원동위원소연대측정, OSL 연대측정을 실시할 예정이다.
빙하는 기후 변화에 가장 민감한 대상 중의 하나이다. 따라서, 과거의 기후변화를 복원할 때, 빙하의 분포 범위가 가장 먼저 고려되어 왔다. 특히, 이상적인 단일 빙하는 mass balance의 관점에서 빙하의 두께가 두꺼워 지는 집적대 (Zone of aggradation)와 빙하의 두께가 감소하는 소모대 (Zone of ablation)로 구분할 수 있다. 특히, 이 두 지역의 경계 지점, 즉 얻는 양과 녹는 양이 동일한 지점의 고도는 빙하평형고도 (ELA: Equilibrium Line Altitude)로 불리우며 기상 및 기후 변화와 일차적인 관계에 있는 것으로 알려지고 있다.
따라서 본 연구에서는 모레인의 지도화 작업을 통하여 빙하의 분포를 밝히고, 이를 수치고도 모형을 이용해서 분석하여, 정량적인 빙하평형고도를 산출할 예정이다. 이러한 정량적 자료는 백두산 주변 지역, 그리고 동북아시아, 나아가 동위도대의 세계 다른 지역과의 비교를 가능하게 할 것이다.
한편, 주빙하 지형과 관련해서는 영구동토층이 기후변화에 가장 민감하게 반응하는 것으로 보고되고 있다. 백두산 천지기상관측소(해발 2623.5m) 자료에 의하면 연평균 기온 -7.3℃, 최한월 평균 기온 -23.2℃, 최난월 평균기온은 8.6℃이며 6～9월의 월평균기온이 0～10℃ 사이에 분포하여 툰드라 기후 지역에 속한다. 북한 학자들에 의하면 해발고도 2,000 m 이상 지역에서 연속적인 영구동토층이 존재하며, 해발고도 1500-2000 m 지역에서는 영구동토층이 불연속으로 존재하고 있으며 최대 깊이는 약 15 m이며 활동층의 최대 두께는 약 1 m에 이른다. 따라서 고도에 따른 영구동토층과 활동층의 분포범위와 두께를 조사할 예정이며, 이는 인접 지역과의 비교를 가능하게 할 것이다.
백두산 지역은 일차적으로 화산활동과 이에 연관된 조구조 운동으로 형성된 지형이다. 특히, 화산활동은 지난 제4기 동안 최대 수십차례에 걸쳐 발생하였으며, 여전히 활동하고 있는 활성화산이다. 이러한 화산 활동에 기인한 높은 고원상 지형의 형성은 지난 제4기 동안 기후 변화, 특히 빙기에 빙하의 존재를 가능하게 하였으며, 부분적으로 일차적 화산 지형이 개석된 형태를 취하고 있다. 그러나, 화산 활동과 빙하 작용은 번갈아서, 때론 거의 동시적으로 작용할 가능성이 크기 때문에, 두 지형 형성작용의 정확한 이해 없이는 백두산 일대의 지형발달에 관한 정확한 이해는 거의 불가능하다.
본 연구에서는 이러한 점을 고려하여, 빙하와 주빙하 지형을 중심으로 한 기후지형학적 연구와 화산분출활동에 기인한 또는 이와 독립적인 활성 단층과 습곡작용에 관련된 구조지형학적 접근을 함께 실시할 예정이며 궁극적으로는 이 지역의 제4기 지형발달 모형 제시를 목표로 하고 있다.