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황해는 중국과 한반도에 둘러싸인 약 50만 km² 규모의 대륙붕성(에피콘티넨털) 해역으로, 제주도와 양쯔강 하구 남쪽을 잇는 선을 경계로 동중국해와 구분된다(그림 1). 황해는 평균 수심 약 55 m의 평탄하고 넓은 해저라는 특징을 가진다. 해저는 황해 동부를 따라 남북으로 뻗은 축을 향해 깊어지며, 제주도 인근에서는 수심이 100 m를 넘는다(그림 1).
최종 빙기 동안 해수면이 현재보다 약 120 m 낮아졌을 때 황해는 육지로 노출되었다(Fairbanks, 1989; Chough et al., 2000). 황해 중앙부에서는 약 12–11 ka에 해양 침범이 시작되었고(Wang et al., 1985; Kim and Kennett, 1998), 약 6 ka에 해수면이 현재 위치에 도달했다(Chough et al., 2000).
Depositional processes of late Quaternary sediments in the Yellow Sea: a review
황해의 후기 제4기 퇴적물에 대한 퇴적 과정: 리뷰
- 조성권; Sung Kwun Chough;
School of Earth and Environmental Sciences, Seoul National University, Seoul, Korea;
서울대학교 지구환경과학부, 서울, 한국; - 이희준; Hee Jun Lee;
National Research Laboratory for Coastal Sedimentary Dynamics, Korea Ocean Research and Development Institute, Ansan, Korea;
한국해양연구원 연안퇴적역학 국가연구실, 안산, 한국; - 천승수; Seung Soo Chun;
Faculty of Earth Systems and Environmental Sciences, Basic Science Institute,
기초과학연구소 지구시스템·환경과학부, - 신영재; Young Jae Shinn
Chonnam National University, Gwangju, Korea
전남대학교 광주, 한국
Abstract
This review focuses on the depositional processes of late Quaternary sediments in the eastern Yellow Sea, an epicontinental sea with a flat and broad seafloor (less than 100 m in water depth) and extensive tidal flats along the southeastern coast. The Yellow Sea was subaerially exposed during the last glacial period when sea level was about 120 m below the present level. During erosional retreat of shorefaces and river mouths, sedimentation was largely controlled by high-amplitude rise in sea level, forming transgressive sheets (echo type 1-3a) and sediment ridges (echo types 2-1 and 2-2) with extensive development of ravinement surfaces. The distribution of surface sediments reflects an interplay of sediment input from the surrounding landmass and the hydrodynamic regime in response to sea-level rise. Muddy sediments in the central part represent the Huanghe-River source and form a highstand sheet (echo type 1-3b). Large birdfoot-like sand bodies off the Jiangsu coast also represent highstand deposits when sea level reached the present position at about 6 ka. In the southeastern part of the Yellow Sea, sediments are dominated by sand ridges (echo types 2-1, 2-2 and 2-3), largely shaped by tidal currents. The southwestern corner of the Korean Peninsula is dominated by a thick deposit of mud, the Heuksan mud belt. The muds largely originate from the Geum River, whose distribution is controlled by strong southward coastal currents. In the coastal regions of the southeastern Yellow Sea, sedimentation is controlled by a combined effect of waves and tides with distinctive seasonalities in sedimentary facies owing to the monsoonal climate: tide-dominated mud deposition in summer and wave-dominated sand deposition/erosion in winter. Winter storms play a role in sedimentation on intertidal flats. Quantitative monitoring of sediment transport suggests that the textural variation results from the overwhelming role of winter waves superimposed on tidal currents in pulling sands and resuspending muds. Due to low sedimentation rate, the tidal flats formed retrogradational, coarsening-upward pattern during the Holocene sea-level rise.
이 리뷰는 황해 동부의 후기 제4기 퇴적물에 대한 퇴적 과정을 다룬다. 황해 동부는 수심이 100 m 이하인 평탄하고 넓은 해저와 남동 해안을 따라 광범위하게 발달한 갯벌을 특징으로 하는 대륙붕성(에피콘티넨털) 해역이다. 최종 빙기 동안 해수면이 현재보다 약 120 m 낮았을 때 황해는 육지로 노출되었다. 연안 사면과 하구가 침식성으로 후퇴하는 동안 퇴적은 주로 고진폭의 해수면 상승에 의해 지배되었고, 이로 인해 광범위한 라비네먼트 면의 발달과 함께 해진층(에코 유형 1-3a)과 퇴적 능선(에코 유형 2-1, 2-2)이 형성되었다. 표층 퇴적물의 분포는 주변 대륙으로부터의 퇴적물 유입과 해수면 상승에 따른 수리역학적 체제의 상호작용을 반영한다. 중앙부의 니질 퇴적물은 황하 기원을 나타내며 고해수면기의 시트(에코 유형 1-3b)를 형성한다. 강소 연안의 큰 조류발 모양 사질체 또한 약 6 ka에 해수면이 현재 위치에 도달했을 때의 고해수면기 퇴적물이다. 황해 남동부에서는 주로 조류에 의해 형성된 사력 능선(에코 유형 2-1, 2-2, 2-3)이 우세하다. 한반도 남서단에는 두꺼운 니질 퇴적체인 흑산 머드 벨트가 발달한다. 이 퇴적물은 주로 금강에서 기원하며, 그 분포는 강한 남향 연안류에 의해 제어된다. 황해 남동부 연안에서는 몬순 기후로 인해 파랑과 조석의 결합 효과가 계절적으로 달라져, 여름에는 조석 우세의 니질 퇴적, 겨울에는 파랑 우세의 사질 퇴적·침식이 일어난다. 겨울 폭풍은 조간대 퇴적에 중요한 역할을 한다. 퇴적물 수송의 정량적 모니터링 결과, 입도 변화는 주로 조석류 위에 덧씌워진 겨울 파랑의 압도적인 영향으로 사질이 이동하고 니질이 재부유함으로써 발생했음을 보여준다. 낮은 퇴적률 때문에, 홀로세 해수면 상승기 동안 조간대는 후퇴성(retrogradational)·상향 조립화(coarsening-upward) 경향의 층서를 형성했다.
1. INTRODUCTION
The Yellow Sea forms an epicontinental sea (ca. 500,000 km² in area) surrounded by the landmass of China and Korea and is arbitrarily bordered to the East China Sea by a line connecting Jeju Island and south of Changjiang River mouth (Fig. 1). The sea is characterized by a flat and broad seafloor with an average water depth of 55 m. The seafloor deepens toward the north-south trending axis that lies in the eastern part of the sea, reaching more than 100 m in water depth in the vicinity of Jeju Island (Fig. 1). The western part of the sea includes deltas of the Huanghe River and the isobaths are parallel to the coastline, whereas the eastern part is fringed by numerous islands, estuaries and tidal flats. Tidal sand ridges are ubiquitous in water depth of about 70 m. Off the Jiangsu coast, the shallow and flat seafloor forms in water depth of 50 m and slopes gently eastward to the central part of the sea (Fig. 1).
황해는 중국과 한반도에 둘러싸인 약 50만 km² 규모의 대륙붕성(에피콘티넨털) 해역으로, 제주도와 양쯔강 하구 남쪽을 잇는 선을 경계로 동중국해와 구분된다(그림 1). 황해는 평균 수심 약 55 m의 평탄하고 넓은 해저라는 특징을 가진다. 해저는 황해 동부를 따라 남북으로 뻗은 축을 향해 깊어지며, 제주도 인근에서는 수심이 100 m를 넘는다(그림 1). 황해 서부에는 황하(黃河) 삼각주가 포함되어 등수심선이 해안선과 평행하지만, 동부는 수많은 섬·하구·갯벌로 둘러싸여 있다. 수심 약 70 m 부근에는 조석에 의해 형성된 사력 능선이 널리 분포한다. 강소(江蘇) 연안에서는 수심 약 50 m의 얕고 평탄한 해저가 발달해 있으며, 이 지형은 동쪽으로 완만하게 기울어 황해 중앙부로 이어진다(그림 1).
The Yellow Sea was subaerially exposed during the last glacial period when sea level was lowered by about 120 m below the present level (Fairbanks, 1989; Chough et al., 2000). In the central part of the sea, marine transgression initiated at about 12−11 ka (Wang et al., 1985; Kim and Kennett, 1998) and sea level reached the present position at about 6 ka (Chough et al., 2000). Depositional processes of Quaternary sediments have largely been controlled by changes in sea level in concert with spatio-temporal variations in water-mass circulation and along-shore and seasonal currents, waves and tidal currents (Chough et al., 2000; Park et al., 2000; Lee and Chu, 2001). High amplitude sea-level rise had especially strong influence on sedimentation during erosional retreat of shorefaces and river mouths when pre-Holocene deposits were intensively eroded to form transgressive sheets and sediment ridges (Lee and Yoon, 1997; Jin et al., 2002). As the rate of sea-level rise decreased, depositional processes were affected by sediment supply, topography and prevailing currents (Jin and Chough, 1998; Park et al., 2000; Liu et al., 2002).
최종 빙기 동안 해수면이 현재보다 약 120 m 낮아졌을 때 황해는 육지로 노출되었다(Fairbanks, 1989; Chough et al., 2000). 황해 중앙부에서는 약 12–11 ka에 해양 침범이 시작되었고(Wang et al., 1985; Kim and Kennett, 1998), 약 6 ka에 해수면이 현재 위치에 도달했다(Chough et al., 2000). 제4기 퇴적 과정은 주로 해수면 변동에 의해 지배되었으며, 여기에 수괴 순환의 시·공간적 변화, 연안과 계절 해류, 파랑, 조류 등이 함께 작용했다(Chough et al., 2000; Park et al., 2000; Lee and Chu, 2001). 특히 고진폭의 해수면 상승은 연안 사면과 하구가 침식성으로 후퇴하는 동안 퇴적에 큰 영향을 주었고, 이 과정에서 홀로세 이전의 퇴적물이 강하게 침식되어 해진층(transgressive sheets)과 퇴적 능선(sediment ridges)이 형성되었다(Lee and Yoon, 1997; Jin et al., 2002). 해수면 상승 속도가 감소하자, 퇴적 과정은 퇴적물 공급, 지형, 그리고 우세한 해류의 영향을 받았다(Jin and Chough, 1998; Park et al., 2000; Liu et al., 2002).
Fig. 1. Bathymetry of the Yellow Sea. Contours in meters.
그림 1. 황해의 해저 지형. 등심선은 미터 단위.
At the turn of the new millennium, major improvements have been made in the acquisition of high-resolution seismic data and deep cores, especially in the eastern part of the Yellow Sea (Fig. 2). The high-resolution Chirp profiles were obtained in a closely-spaced pattern, enabling surface sediment distribution to be related with subsurface echo types (Chough et al., 2002). Combined with deep drill cores and age dates, these data help understand depositional processes of late Quaternary sediments in sequence stratigraphic perspectives. This review provides a state-of-the-art summary of the distribution, origin and sink of late Quaternary sediments, depositional processes in response to sea-level changes and their controlling factors in the Yellow Sea. The emphasis is also placed on depositional processes on tidal flats along the coastline of the Korean Peninsula.
새 천년 무렵에는 특히 황해 동부에서 고해상도 지진 탐사 자료와 심부 코어 획득이 크게 개선되었다(그림 2). 고해상도 Chirp 단층 기록은 밀집된 조사망에서 획득되었으며, 이를 통해 표층 퇴적물 분포와 지하 반사파 유형(에코 타입)을 연결할 수 있게 되었다(Chough et al., 2002). 이러한 자료는 심부 시추 코어와 연대 측정과 결합되어 후기 제4기 퇴적 과정을 층서학적 관점에서 이해하는 데 도움을 준다. 본 종설은 황해의 후기 제4기 퇴적물의 분포, 기원, 퇴적지, 해수면 변동에 따른 퇴적 과정과 그 지배 요인을 종합적으로 정리한다. 또한 한반도 연안을 따라 발달한 갯벌의 퇴적 과정에도 중점을 두었다.
Fig. 2. Tracklines of Chirp subbottom profiles (solid lines) acquired by National Oceanographic Research Institute (NORI), and air-gun, sparker and 3.5 kHz seismic profiles (dotted lines) acquired by Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources (KIGAM). Numbered thick lines are tracks of the cited figures. Numbered circles denote locations of piston and drill cores.
그림 2. 국립해양조사원(NORI)에서 획득한 Chirp 저층탐사선(실선)과 한국지질자원연구원(KIGAM)에서 획득한 에어건, 스파커, 3.5 kHz 지진탐사선(점선)의 조사 경로. 번호가 표시된 굵은 선은 인용된 그림들의 조사 경로를 나타내며, 번호가 표시된 원은 피스톤 및 시추 코어의 위치를 나타낸다.
참고문헌
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