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한국지구과학회
The Korean Earth Science Society

pISSN : 1225-6692  |  eISSN : 2287-4518



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kess64, vol. 42, no. 1, pp.1-10, February, 2021

DOI. https://doi.org/10.5467/JKESS.2021.42.1.1

Silicon Isotope Measurement of Giant Diatoms Using MC-ICP-MS

다검출기 유도결합 플라즈마 질량분석기를 이용한 대형 규조류 규소 동위원소 분석법

최아영1·류종식2·형기성3·김문기3·나공태4·정혜령4·임현수1,*
1부산대학교 지질환경과학과, 46241, 부산광역시 금정구 부산대학로 63번길 2 2부경대학교 지구환경과학과, 48513, 부산광역시 남구 용소로 45 3한국해양과학기술원 대양자원연구센터, 49111, 부산광역시 영도구 해양로 385 4한국해양과학기술원 해양환경연구센터, 49111, 부산광역시 영도구 해양로 385

Abstract

Silicon (Si) is the second most abundant element in the crust and consists of three stable isotopes, 28Si(92.23%),29Si (4.67%), and 30Si (3.10%). Si isotopes are widely studied worldwide as a proxy for the biogeochemical cycle of Si to reconstruct the paleoenvironment and paleoclimate. However, in Korea, there have been no studies on biogenic silica using Si isotopes. In this study, we carried out Si isotope measurements of giant diatoms, summarizing the previously reported alkali fusion methods and establishing the best Si separation method for biogenic silica. Samples were completely digested using alkali fusion at high temperatures, effectively separating Si using an AG®50W-X8 cation exchange resin. To evaluate the precision and accuracy of our measurements, Si isotope standard material (NBS-28) and USGS reference materials (AGV-2, GSP-2, BHVO-2) were analyzed. The results are in excellent agreement with the reported values within the acceptable error. The Si isotope measurement method developed in this study is expected to help in understanding the paleoclimate and paleoenvironment by tracing the Si cycle.

초록

규소(Si)는 지각의 구성 원소 중 두 번째로 흔히 존재하는 원소로, 3개의 안정동위원소, 28Si (92.23%), 29Si(4.67%), 30Si (3.10%)를 가진다. 규소 동위원소는 규소의 생지화학적 순환에 대한 지시자로 고환경 및 고기후 복원을 위해 전 세계에서 널리 연구되고 있다. 그러나 국내에서는 아직까지 생물 기원 규소에 대한 규소 동위원소 연구가 전무한 실정이다. 본 연구에서는 대형 규조류 시료에 대한 규소 동위원소 분석을 위해 기존 보고된 알칼리 용융법을 정리하고 생물 기원 규소 분석에 가장 적합한 규소 분리법을 구축하고자 하였다. 해당 시료를 고온 알칼리 용융을 통해 완전 용해시킨 후 시료 내 규소를 AG® 50W-X8 양이온 교환수지를 이용하여 효과적으로 분리하였다. 분리된 시료에 대한 신뢰성 검증을 위하여 Si 동위원소 표준물질(NBS-28) 및 USGS 암석 표준시료(AGV-2, GSP-2, BHVO-2)에 대한 분석을 함께 실시하였으며, 분석된 시료 모두 기존 연구결과와 오차범위 내에서 일치하는 값을 나타내었다. 본 연구에서 개발한 규소 동위원소 분석법은 향후 국내의 지구과학 및 관련 연구 발전에 많은 도움을 줄 것으로 기대된다.

Keyword

규소, 알칼리 용융법, 규소 동위원소 분석, 대형 규조류

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