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동시베리아 얼음쐐기 시료의 해동방법이 시료의 화학적 특성분석에 미치는 영향
고수본,안진호,Alexandre Fedorov,이기현 대한자원환경지질학회 2022 자원환경지질 Vol.55 No.6
얼음쐐기는 영구동토 지역의 토양층에서 관찰되는 얼음체로, 형성 당시의 강수 및 토양이 유입되어 형성되며, 높은 농도의 용질 및 고체함량을 가진다. 이러한 얼음쐐기는 그 형성 및 분포적 특성으로 인해 최근 고기후 및 고환경 복원을 위한 연구에 활용될 수 있는 가능성이 제시되고, 이에 대한 연구가 제한적으로 시작되고 있다. 하지만 얼음쐐기에 포함된 용질 및 고체 혹은 광물입자들을 고기후 및 고환경 복원 프록시로 사용하기 위해서는 이들의 물리화학적 특성 보존이 필수적이다. 만약 얼음쐐기 시료의 해동과정에 의한 물리화학적 특성 변화가 야기된다면, 이를 활용한 고기후 및 고환경 해석에 오류를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 동시베리아 쑤야(Cyuie) 지역에서 채취된 얼음쐐기를 이용하여 해동조건이 얼음쐐기 내 용질 및 고체상에 미치는 영향을 조사하였다. 쑤야(Cyuie) 지역의 얼음쐐기 시료에 대해 해동온도와 산소유무를 고려하여 네 가지 해동조건(4℃-유산소, 4℃-무산소, 23℃-유산소 혹은 23℃-무산소)에서 회수된 용액 및 고체시료의 특성을 분석하였다. 온도와 산소의 영향이 가장 제한적일 것으로 예상되는 4℃-무산소 조건에서 측정된 결과를 기준으로 비교한 결과, 얼음쐐기 내 고체입자들에 대한 해동조건의 영향은 미미하였다. 반면, 용액의 화학적 특성(pH, 전기전도도, 알칼리도와 주양이온 및 미량원소의 농도)은 기준조건에 비해 4℃-유산소 조건에서 일관성 있게 유의미한 차이를 보였다. 본 연구결과, 얼음쐐기 시료의 해동조건에 따라 시료의 화학적 특성에 변화를 야기할 수 있으며, 이는 시료처리 방법 및 절차가 얼음쐐기를 이용한 고기후 및 고환경 복원 결과에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.
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Baek, Woohyeon,Gromilov, Sergey A.,Kuklin, Artem V.,Kovaleva, Evgenia A.,Fedorov, Alexandr S.,Sukhikh, Alexander S.,Hanfland, Michael,Pomogaev, Vladimir A.,Melchakova, Iuliia A.,Avramov, Paul V.,Yusen American Chemical Society 2019 NANO LETTERS Vol.19 No.3
<P>For the first time, lonsdaleite-rich impact diamonds from one of the largest Popigai impact crater (Northern Siberia) with a high concentration of structural defects are investigated under hydrostatic compression up to 25 GPa. It is found that, depending on the nature of a sample, the bulk modulus for lonsdaleite experimentally obtained by X-ray diffraction in diamond-anvil cells is systematically lower and equal to 93.3-100.5% of the average values of the bulk moduli of a diamond matrix. Density functional theory calculations reveal possible coexistence of a number of diamond/lonsdaleite and twin diamond biphases. Among the different mutual configurations, separate inclusions of one lonsdaleite (001) plane per four diamond (111) demonstrate the lowest energy per carbon atom, suggesting a favorable formation of single-layer lonsdaleite (001) fragments inserted in the diamond matrix. Calculated formation energies and experimental diamond (311) and lonsdaleite (331) powder X-ray diffraction patterns indicate that all biphases could be formed under high-temperature, high-pressure conditions. Following the equation of states, the bulk modulus of the diamond (111)/lonsdaleite (001) biphase is the largest one among all bulk moduli, including pristine diamond and lonsdaleite.</P> [FIG OMISSION]</BR>
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