심해에서 발견한 지구의 역사 : 대양 분지의 영구설을 중심으로 본 존 머리(1841-1914)의 해양학 연구

정승현 서울대학교 대학원 2013 국내석사

국문초록 존 머리(Sir John Murray, 1841-1914)는 영국의 대표적인 해양학자로, 에든버러를 중심으로 활동하며 19세기 말 해양학의 발전을 이끈 인물이다. 그의 해저퇴적물에 관한 연구가 잘 알려져 있는데, 머리는 심해 연구를 바탕으로 ‘대양 분지의 영구설’(the theory of the permanence of ocean basins, 이하 ‘영구설’)을 주장하기도 했다. 영구설은 태초에 용융 상태였던 지구가 식으면서 지표면이 굳어진 이래로 대양 분지는 언제나 바다 밑에 위치해 왔다는 가설로, 과거에 육지와 바다가 수차례 뒤바뀌었다는 당대의 일반적인 인식에 부합하지 않아 논쟁의 대상이 되었다. 지금까지 머리의 영구설은 많은 해양학사 서술에서 소개되었지만, 그것이 해양학이라는 새로운 분과가 태동하던 맥락과 어떤 관계가 있는지는 깊이 분석되지 않았다. 이는 기존의 역사적 분석이 대체로 과학자 개인보다는 해양 탐사나 연구소 등의 기관을 단위로 하여 이루어졌기 때문이다. 그렇다 보니 직접 바다를 연구한 과학자의 학문적 동기나 목표는 상대적으로 덜 조명되었다. 머리의 영구설도 예외는 아니어서, 영구설에 관한 기존 분석은 주로 챌린저호 탐사(1872-1876)와 지질학 연구 사이의 접점을 지적하는 정도에 머물러 있다. 그러나 당대 바다 연구가 전개된 맥락과 머리 개인의 연구 궤적 속에서 영구설을 살펴보면 이것이 머리의 연구를 처음부터 끝까지 관통하는 주제였고, 영구설을 입증하는 것은 머리의 해양학 연구에서 핵심적인 과제였음이 드러난다. 뿐만 아니라 머리의 사례는 해양학의 성격을 이해하는 하나의 통로를 제공한다 해양학은 공통의 연구 의제나 방법론보다는 바다라는 공통의 연구 대상으로 묶이는 다(多)학문적인 분야이다. 기존 연구에서 해양학의 이러한 특징은 굳이 설명되기보다는 자연스럽게 받아들여졌는데, 이는 자연의 다양한 요소들 간 관계와 상호작용에 주목하는 것이 과학 활동의 당위적인 측면으로 여겨지기 때문이라고 생각된다. 물론 하나의 연구 방식을 선택하는 데 있어서 필요성과 당위성은 뚜렷이 구분하기 어려우며 어느 정도 합치되기도 한다. 이러한 사실을 감안하더라도, 머리는 해양학의 특징적인 성격이 한 학자의 개인적인 연구 과제가 전개되는 과정에서 수단으로서 발현된 흥미로운 사례가 될 수 있다. 이 논문은 머리가 주장한 영구설이라는 렌즈를 통해 19세기 말 ~ 20세기 초에 바다를 둘러싸고 벌어진 논의와 당대 바다 연구의 한 단면을 이해하고자 한다. 이 과정에서 머리가 지질학적인 관심으로부터 출발하여 종합적인 관점에서의 바다 연구를 추진했음이 드러나며, 이는 기존 해양학사 서술에서 취약했던 이론과 개인적인 맥락에 대한 연구를 보완하는 한편 제도화되기 이전 해양학에 나타난 다학문적인 성격에 대한 이해를 돕는다. Sir John Murray(1841-1914) is the representative British oceanographer, who led the development of oceanography, mostly staying in Edinburgh, Britain. He is well known for his research in the deep-sea deposits, and based on the research of the deep-sea Murray argued ‘the theory of the permanence of the ocean basins.’ The theory insists that since the time when the firm surface of the Earth was formed through the process of cooling down of the molten Earth, the ocean basins have always stayed deep down in the sea. This theory became controversioal because it did not accord with the perception of the time in which the lands and the oceans were perceived as changing positions for multiple of times throughout the history of the Earth. The permanence theory of Murray was so far introduced in many narratives of history of oceanography. The consideration, however, on the relation between the theory and the context in which the new scientific field, oceanography, appeared has been limited. The reason for this limitation is that the existing historical analyses have been focused on oceanographic expedition or institutions such as laboratory rather than individual scientists. Therefore academic motivation or goal of individual scientists was less considered. Murray’s permanence theory was not an exception, and existing analyses on the theory stay in covering the point where the H.M.S. Challenger Expedition(1872-1876) and geological research shared at that time. When we examine the permanence theory in the context of the development of marine research and the track of Murray’s own studying, it becomes clear that the theory penetrated his entire research and that the demonstration of the theory was the core task of Murray’s studying of the ocean. Furthermore, the Murray’s case offers one way to understand the nature of oceanography. Oceanography is a multidisciplinary field, in which a variety of scientific practices are assembled by the common research object, the ocean, rather than a common research question or method. This feature of oceanography has been accepted as a natural thing in existing historical narratives, an the reason for this is probably the perception that scientists should pay attention to the relation and interchange between many elements of the nature. It is of course difficult to divide what is needed and what should be done, and sometimes these two coincide with each other. Even if we take this in consideration, Murray can be an interesting instance which shows that the present characteristic feature of oceanography was in the past mobilized as a means of a scientist’s own research. My dissertation is an attempt to understand the discussion on the oceans and an aspect of oceanographical research from the late nineteenth to the early twentieth century through Murray’s theory of the permanence of the ocean basins. It is revealed that Murray propelled the holoscopic point of view toward the oceans starting from geological interest. The analysis compliments the consideration of theories and individual’s context which has been limited, and it helps to understand the multidisciplinary character of oceanography which existed before the institutionalization of the field.

海洋學的 要素의 年週變化가 海洋生物에 미치는 影響 : 莞島 海域의 海苔에 關하여

주국영 朝鮮大學校 大學院 1983 국내석사

This paper aims to contribute to the increase of laver production with the scientific raising and management of laver, after examining closely the various surroundings of the inside ocean and the outside of Wan-Do, the central farming place of laver, physically and chemically and comparing and investigating the laver productivity of it. As a result of investigating and studying many important factors thrice a year, that is, in the months of September, November an February from 1981 through 1983, I measured the follwing factors : water temperature, salinity, dissolved oxygen, pH, Nitrite-N, Phosphate-P, and transparency. The results of study are as follows. The change of water temperature in February 1982 Varied from 5.0℃ to 8.5℃and in February 1983 Varied from 6.5℃ to 8.5℃. The Salinity in February 1982 fluctuated with in the range between 33.42‰ and 34.03‰ and in February 1983. fluctuated with in the range between 33.31‰ and 33.60‰. ~ pH in general showed a fluctuation between 7.89 and 8.1 The range of dissolved oxygen in 1981 was from 4.40㎖/ℓ to 7.22㎖/ℓ and in 1982, was from 4.20㎖/ℓ to 6.50㎖/ℓ. The change of dissolved oxygen showed the maxium of 7.22㎖/ℓ in February 1981 at station 3, and a minium 4.20㎖/ℓ at station 3 in September 1982. Transparency showed a fluctuation between 0.25m and 1.5m . The change of Nitrite-N in 1982 or 1983, Varied from 0.19㎍-at/ℓ to 0.66㎍-at/ℓ The phosphate-P in 1982 or 1983 fluctuated with in the range between 0.35㎍-at/ℓ and 1.08 ㎍-at/ℓ. As a result of the study of the annual variation on oceanorgraphical factors of Wan -Do Coast Area, Water temperature, more than anything else, was showed up as having an important effect to the laver growth condition and the situation of laver production of the outside ocean was showed up better than that of the inside ocean. I believe the cause of this is that the situation of seawater exchange of inside ocean is poor. And as a result of the overconcentration of laver farming place and the low phenomenon of water temperature etc., the production of laver is also poor, I think the quantity of laver production increased, for the inflowing quantity of landwater is little, the exchange of seawater is good, and the quantity of dissoled oxygen is abundant.

海洋學分類上의 諸問題 : 現代主要分類表를 中心으로

한종엽 中央大學校 1992 국내석사

실뱀장어(Anguilla japonica)의 내인성, 외인성 산소소비 리듬에 대한 수온 및 염분 영향

윤성진 忠南大學校 2004 국내박사

실뱀장어(Anguilla japonica)의 수산·경제적 중요성 때문에 주 소상요인인 조석(또는 조류의 흐름), 수온, 염분 등이 소상량에 미치는 영향에 대해서는 많은 연구가 수행되었다. 그러나 대부분 하구에서 채집한 실뱀장어의 소상량과 소상요인과의 관계를 추정하였을 뿐, 생리 기작에 대한 연구는 미비한 편이다. 따라서 본 연구에서는 주 소상요인과 관련된 생리 기작을 규명하기 위하여 자동호흡측정기(automatic intermittent-flow respirometer: AIFR)를 이용한 산소소비율 분석을 통해 하구역에서 채집한 실뱀장어의 내인성 산소소비 리듬을 관찰하였다. 또한 실뱀장어의 내인성, 외인성 산소소비 리듬에 대한 수온 및 염분 영향을 관찰하였으며, 담수 노출에 따른 염분 적응기작에 관하여 논의하였다. 실뱀장어 시료는 한국 서해 연안의 강화도, 금강 하구와 남해의 제주도 천제연 하구에서 수집하였다. 실뱀장어의 내인성 생체리듬은 일정한 수온과 어두운 상태에서 먹이공급 없이 관찰하였다. 이러한 조건에서 실뱀장어의 산소소비 패턴은 강한 내인성 산소소비 리듬(12.1~12.7시간)이 나타났으며, 산소소비율의 정점(peak)은 채집지역의 고조(high tide)와 거의 동일한 시기에 관찰되었는데, 이는 실뱀장어의 호흡 패턴이 채집지역의 조석주기에 의한 12.4시간의 내인성 생체시계(endogenous biological clock)에 의해 조절되는 것으로 판단된다. 채집된 하구역과 같은 염분조건에서 수온상승에 따른 실뱀장어의 산소소비 반응을 관찰한 결과, 초기 색소발달단계인 VA~VIA1 단계 실뱀장어의 산소소비율은 13℃ 이하 수온에서 뚜렷한 변화 없이 낮은 값을 유지하였으며, 13~21℃ 수온구간에서는 계속 증가하였고, 21℃ 보다 높은 수온에는 다시 감소하였다. 그러나 후기 색소발달단계인 VIA1~VIA3 단계 실뱀장어의 산소소비율은 수온을 상승시킴에 따라 계속 증가하였다. 이러한 결과들은 실뱀장어의 수온에 대한 반응이 성장단계에 따라 다르다는 것을 의미한다. 또한 13℃ 이하 수온구간에서 실뱀장어의 산소소비율은 낮은 값이 측정되었는데, 이는 실뱀장어의 담수 소상과 관련된 수온인 것으로 추정된다. 임의로 선정한 14시간 주기로 2, 1, 0.7, 0.5, 0.4℃씩 수온을 상승 또는 하강시키면서 관찰한 실뱀장어의 산소소비 패턴은 수온변화 주기와 유사한 호흡리듬을 나타났다. 이러한 결과는 실뱀장어의 생리리듬이 내인성 조석주기 리듬뿐만 아니라 수온변화와 같은 외인성 리듬에 의해서도 조절된다는 것을 의미한다. 특히, 0.4℃의 미세한 수온변화에도 호흡반응이 관찰된다는 것은 본 종이 미세한 환경변화를 감지할 수 있는 능력이 있다는 것을 의미하며, 이러한 능력은 하구역이나 담수의 불안정한 환경을 피해 성장에 알맞은 서식지를 선정하는 과정에서 중요한 역할을 담당할 것으로 추정된다. 일정수온에서 염분을 실뱀장어를 채집한 하구역의 염분에서 저 염분(15.0, 10.0, 5.0 psu)에 노출시켰을 때 실뱀장어의 호흡 패턴은 저 염분에 노출된 후에도 뚜렷한 차이가 없었다. 그러나 직접 담수에 노출된 실뱀장어의 산소소비율은 노출 전보다 6.3~22.2% 감소하였으며, 산소소비 패턴은 27~55시간 동안 교란되었다. 교란과정을 거친 후 실뱀장어는 정상적인 호흡 패턴을 회복하였다. 이러한 결과들에 의하면 실뱀장어는 해수에서 직접 담수로 소상할 경우, 약 2일 가량의 심한 염분 스트레스를 받는 다는 것을 알 수 있다. 채집지역의 주, 야 수온 차이를 고려하여 25시간 주기로 2℃씩 수온을 변동시킨 상태에서 직접 담수에 노출된 실뱀장어의 산소소비율은 노출 전과 뚜렷한 차이가 없었다. 또한 실뱀장어의 호흡 패턴은 수온변화 주기와 유사한 산소소비 리듬(24.9~25.8시간)이 관찰되었는데, 이는 실뱀장어의 경우 담수 소상 시기 동안 염분변화에 따른 스트레스보다 수온변화에 의한 생리 스트레스를 더 강하게 받는다는 것을 제시하고 있다. 이러한 결과는 보(dam)로 차단된 하구환경에서 실뱀장어가 염분적응 과정을 거치지 않고 해수에서 수로(channel)나 어도(fish ladder)를 통하여 직접 민물로 소상할 수 있는 생리 적응 기작을 제시하는 중요한 결과이다. Numerous studies have explored the effects of tide (or tidal current), temperature, and salinity as major factors in the upstream migration of glass eels, owing to their economic importance in aquaculture. These studies have only reported the relationships between catch data and environmental factors. However, the physiological mechanisms of upstream migration have rarely been studied. This study investigated the endogenous rhythm of glass eels collected at the estuary to examine a physiological mechanisms affecting their upstream migration by analyzing of the oxygen consumption rate (OCR) using an automatic intermittent flow respriometer (AIFR). This study focused on the effects of water temperature and salinity on the endogenous and exogenous rhythms of oxygen consumption in glass eels, Anguilla japonica and salinity adaptation mechanisms after freshwater exposure. Glass eels were collected from the Kanghwa, Keum River estuary on the western Korean coast and from Cheonjeyeon estuary at the southern tip of Korea. The OCRs of glass eels were measured in the laboratory without food under constant temperature and darkness. Under these conditions, the glass eels' oxygen consumption patterns exhibited a strong endogenous circatidal rhythm (12.1 - 12.7 h), and peaks of OCR were observed concurrent with times of high tide at the collection sites. These results suggest that the oxygen consumption rhythms of glass eels are influenced by an endogenous biological clock that is synchronized to the local tidal cycle (12.4 h). The oxygen consumption responses of glass eels differed across pigmentation stages. In the early pigmentation stage (VA - VIA1 stages), the glass eels maintained a low OCR value under 13℃, which gradually increased as temperatures rose from 13 to 21℃, but then decreased. However, the OCR in the late pigmentation stage (VIA1 - VIA3 stages) continued to increase during experiments. These results indicate that the response to temperature in glass eels changes according to the pigmentation stage. The glass eels maintained a relatively low OCR until the temperature reached 13℃. This value may be interpreted as a main temperature related to freshwater migration of the glass eels. When the glass eels were exposed to a cyclic increase or decrease in water temperature (2, 1, 0.7, 0.5, 0.4℃ per 14 h), OCR peaks exhibited a clear rhythmicity similar to cycles of temperature change. These results indicate that the oxygen consumption of glass eels is controlled not only by an endogenous circatidal rhythm but also by exogenous rhythms related to small environmental changes, such as temperature shifts as small as 0.4℃. The ability of glass eels to respond precisely to environmental changes in estuary may help them find a suitable habitat for growth in continental waters. When the salinity was reduced from that of seawater to a low salinity concentration (15.0, 10.0, and 5.0 psu) under a constant temperature, the oxygen consumption patterns of glass eels were similar to those observed before the lower salinity exposure. However, after direct freshwater exposure, the OCRs of glass eels decreased by 6.3 - 22.2%, and the oxygen consumption patterns were disturbed during about 27 - 55 h. After these periods, the glass eels resumed normal oxygen consumption pattern. These results suggest that direct migration from seawater to freshwater results in a severe physiological stress for about 2 days. When the temperature periodically changed by 2℃ per 25 h and glass eels were directly exposed to freshwater, the OCRs of the glass eels did not differ from the values observed before and after freshwater exposure. In addition, the oxygen consumption patterns (24.9 - 25.8 h) corresponded to the cyclic change in water temperature after freshwater exposure. These results suggest that the stronger stress associated with temperature dominates the physiological response and masks the response to the less significant stress caused by the salinity change. The results of the present study indicate that there is a physiological mechanism that allows glass eels to migrate directly into the freshwater through the fish ladder or channel at estuaries blocked by dams.

Late quaternary sedimentation and paleoceanography of the Ulleung Basin, East Sea : 동해 울릉분지의 후기 제4기 퇴적작용과 고해양학

박장준 Seoul National University 2001 국내박사

영일만의 해양학적 특성

최광호 부산수산대학교 1993 국내석사

東海固有水의 海洋學的 特性

최용규 釜山水産大學校 1994 국내박사

수영만의 물리해양학적 특성

김동선 부산수산대학교 1991 국내석사

광양만 플랑크톤군집의 구조와 기능

송재윤 群山大學校 2007 국내박사

위성원격탐사에 의한 한반도 근해의 해양학적 특성

서영상 부경대학교대학원 2001 국내박사