산소 동위 원소 분석(酸素同位元素分析)

기본 정보
동의어	해양 동위 원소 시기(marine isotope stage)
시대	구석기 시대
관련 정보
키워드	방해석, 기후 변화, 고기후
사전 정보
수록 사전	한국고고학전문사전(구석기 시대 편)
집필 연도	2023
집필자	김주용

설명

동위 원소 분석은 탄소(C), 황(S), 산소(O), 질소(N) 등의 주요 환경 동위 원소의 델타값(δ)을 구하여 고인류의 생태 환경이나 기후 변화를 복원하는 데 이용하는 방법이다. 이 중에서 특히 산소-16(16O), 산소-17(17O), 산소-18(18O)을 포함하는 산소 동위 원소(oxygen isotope) 중에서 산소-16과 산소-18의 비는 과거 약 258만 년 동안의 제4기 기후 변화의 지표로 이용한다.

산소 동위 원소는 해양 생물의 주성분인 방해석(CaCO3)의 산소-16과 산소-18의 변화를 통해 당시의 해수 온도 변화를 결정할 수 있다. 선신세(Pliocene)인 약 5.3 Ma 이후 전 세계 약 57개 지점에서 자료 중첩(stacking)을 통해 LR04 연대 모델(LR04 age model)로 작성하였다. 이 δ18O 연대 모델은 전체 구간에서 약 4만 1천 년의 황도 경사(obliquity) 주기가 잘 나타나며, 전체 구간의 반 이상 구간에서 약 2만 3천 년의 세차 운동(precession) 주기가 반복하여 나타나고 있음을 밝히고 있다. 이에 따라 산소 동위 원소 시기(Oxygen Isotope Stage, OIS)의 하한 연대는 전 세계적으로 해양 산소 동위 원소 시기(Marine Isotope Stage, MIS)를 통해 설정 가능하게 되었다. 이에 따라 MIS 연대 모델은 영거 드라이아스기(Younger Dryas, YD, 11.7 Ka, 1.17만 년 전), MIS 1(14 Ka, 1.4만 년 전)~MIS 10(374 Ka, 37.4만 년 전) 등으로 제시되었다.

홍천 백이 유적의 동위 원소 분석을 실시하여 고기후 모델에 적용하였을 때, 탄소 동위 원소가 9만~3만 년 전으로 적용되어 천 년 주기(Millennium cycle 혹은 D–O 주기)에서 여름 몬순 강도가 변화한 것으로 해석한 연구가 있다(Lim et al., 2013). 그러나 국내 구석기 유적에서 채취한 시료를 대상으로 한 산소 동위 원소 분석에서 구석기 시대 연대 대비 또는 기후 변화의 주기 등을 해석한 연구는 아직 없다.