진주시 집현 지역의 진주층 하부와 정촌 지역의 진주층 상부에 발달한 함화석층을 대상으로 퇴적특성과 고환경을 분석하였으며, 이를 바탕으로 기보고된 진주층의 전반적인 퇴적특성 및 화석산출 특성 등과 연계하여 이들 화석층이 가지는 층서적 의미를 해석하였다. 복족류패각화석층과 식물화석층이 나타나는 집현 지역의 함화석층은 하천이 수반된 이질평원과 천호저 기원의 퇴적층으로 해석된다. 집현 지역의 화석층들은 전반적으로 건조한 기후가 우세했던 진주층 하위 하산동층의 퇴적이 끝나고 진주층의 퇴적시기로 넘어오면서 경상분지 내호수의 확장을 가져 온 습윤기후의 우세한 발달이 시작된 결과로 해석된다. 정촌 지역의 함화석층은 전반적으로 곤충화석층이 반복적으로 발달한 가운데에 엽지개와 개형충화석층이 간헐적으로 나타난다. 정촌 지역 화석층의 형성에는 호저로 유입된 저탁류가 전반적으로 영향을 미친 것으로 해석되며, 퇴적과정에는 건조 기후가 발달하는 가운데에 호수환경은 일정기간 지속적으로 유지된 것으로 해석된다. 집현 지역과 정촌 지역 진주층 함화석층의 고환경 특성과 진주층 전반의 층서 특성을 종합적으로 고려할 때, 진주층의 퇴적은 balanced-fill lake 성격의 분지에서 이루어진 것으로 해석된다. 한편 하산동층-진주층-칠곡층 발달과정에서 일어난 경상분지내 호수의 확장과 축소 기록은 앨비안 초기에 나타나는 온난화-한랭화-온난화의 기록 및 동아시아 지역에서의 건조기후 확장 기록과 연관이 있을 것으로 해석된다.

국내 고지진학 연구는 한반도 동남부에 집중되어왔으나, 최근 수행된 중부 내륙을 관통하는 공주단층계에 대한 조사결과 중 하나로 충청북도의 두 지점(외북지점과 백마령지점)에서 고지진 지표파열의 층서학적 기록들을 처음으로 발견하였다. 각 지점에서의 특징을 요약하면 다음과 같다. (1) 청주 외북지점의 경우, 서쪽으로 경사하는 지표파열면을 따라 역이동성 고지진 지표파열이 1회 확인되었으며 수직변위량은 15.5±1.7 cm이다. 변위된 가장 젊은 지층과 변위되지 않은 가장 오래된 지층의 퇴적 연대를 근거로 51±4 – 45±3 ka 사이에 지표파열을 동반한 지진이 발생한 것으로 해석된다. (2) 음성군 백마령지점에서는 저각으로 서쪽 경사하는 지표파열면을 따라 고지진 지표파열이 관찰되었다. 백마령지점의 지표파열에 의해 변위된 부정합 및 여러 층의 경계를 기준으로 측정된 수직변위량에 대한 누적변위확률밀도를 분석한 결과, 16.8 cm와 21.6 cm의 수직변위량을 동반한 고지진 지표파열이 총 2회 발생한 것으로 해석된다. 이 조사결과들은 한반도 충북지역에서 고지진에 의한 층서학적 변위 기록을 최초로 보고하는 것으로, 한반도 중부 내륙에서도 신기지구조 환경하에서 규모 6 내외에 이르는 중규모 지진이 발생했음을 지시한다.

2017년 11월 15일 경상북도 포항시 흥해읍 일원에 발생한 ML 5.4의 지진으로 진앙지와 인접한 지역에 광범위한 모래화산이 다수 관측되었다. 이번 연구에서는 액상화 현상에 의해 지표로 분출된 모래의 이동과정 및 지하의 액상화 구간을 추적하기 위하여 미고결 퇴적층을 대상으로 트렌치 조사를 실시하였다. 연구지역의 미고결퇴적층은 하부에 모래질이 우세한 반면, 상부에는 점토질이 우세한 특징을 보이며 범람원 환경으로 해석된다. 이번 지진으로 인해 액상화된 모래는 실트질 점토층의 불규칙한 균열면을 따라 주입되어 지표로 분출된 것으로 확인되었다. 입도분석 결과, 분출된 모래화산은 200~300 μm의 최빈값을 보여주는 미고결 퇴적층의 해발 고도 2.4~3.0 m 구간과 유사한 입도 분포를 보여준다. 이 구간에서 확인된 연질퇴적변형구조를 고려하면 고도 2.6~3.0 m 구간에서 모래화산이 기원된 것으로 판단된다. 한편, 고도 2.53 m 부근에서 현저한 입도 차이를 보이는 렌즈상의 조립질 모래층은 과거 지진에 의해 액상화된 모래가 주입되었을 것으로 추정된다. 따라서 렌즈상의 조립질 모래층 상하위층에서 각각 산출된 탄소연대와 액상화가 발생할 수 있는 최소 지진 규모를 바탕으로 AD 1360~1640년 시기에 규모 5이상의 지진이 발생했던 것으로 추정된다. 이러한 결과는 포항지역을 포함하는 한반도 동남부 일대 고지진 연구에 기초적인 자료가 될 수 있을 것으로 사료된다.

We obtained a 15 m drill core from Deukryang Bay on the southwest coast of Korea, which is now an area of reclaimed land used for agriculture. We investigated changes in the depositional environment and hydrological climate responses to sea level changes using sedimentary facies, radiocarbon ages, grain-size analysis, total organic carbon (TOC), total sulfur (TS), and stable carbon isotopes (δ¹³C). Sediment deposition began at 12,000 cal yr BP and was divided into four stages based on changes from fluvial to intertidal environments related to Holocene marine transgression events. Stage 1 (>10,000 cal yr BP) is represented by fluvial sediments; Stage 2 (10,000–7080 cal yr BP) is represented by the deposition of mud facies in an intertidal zone in response to sea level rise; Stage 3 (7080–3300 cal yr BP) was a period of gradually descending sea level following the Holocene maximum sea level and is characterized by gradual changes in TOC, TS, and C/S ratios compared with the mud facies of Stage 2. Stage 4 (3300 to present) was deposited in a supratidal zone and contains low TS and an abundance of TOC. Based on our TS and C/S ratio results, the south coast of Korea was mainly affected by sea level rise between 7000 and 3000 cal yr BP, during the middle Holocene. At 3000 cal yr BP, sea level began to stabilize or gradually decrease. In addition, changes in δ¹³C values are clearly observed since ca. 5000 cal yr BP, in particular, large hydrological changes via freshwater input are confirmed in 4000–3000 cal yr BP. We consider these shifts in freshwater input indicators of an increased influence of El Niño and La Niña conditions, related to the weakening of the East Asian Summer Monsoon (EASM) and changes in sea surface temperature (SST) of the Western Pacific Ocean during the middle Holocene climatic optimum (between 7800 and 5000 cal yr BP). The cooling periods of SST in East Asia between 8400 and 6600 cal yr BP reported from the west coast of Korea are related closely to changes in vegetation (as evidenced by δ¹³C) from 7700 cal yrs BP to the present in the southwest coast of Korea. We interpret the freshwater input events at 4000–3000 cal yr BP to be related to changes in SST in response to the weakening of the EASM on the southwest coast of Korea. However, additional research is needed to study the southward migration effect of the westerly jet related to SST and atmospheric circulation controlling terrestrial climate in the middle Holocene.