올리고세(23~33.9 Ma)는 온실지구(Greenhouse world)에서 냉실지구(Icehouse world)로 전환되는 기간으로써 고기후?고해양학적으로 매우 중요한 시기로 평가되어 왔다. 그럼에도 불구하고 대부분의 연구가 남극빙하생성 시기인 Oi-1 event에 집중되어 있어, 후기 올리고세 온난화(late Oligocene warming; LOW)와 같은 다른 고해양 변화에 대해서는 상대적으로 연구가 부족했다. 또한 북대서양에서 얻은 자료들은 다른 해양분지(태평양, 남대서양, 남극해)에서 얻은 자료에 비해 상대적으로 낮은 해상도를 보여 왔다. 하지만 이번 IODP Expedition 342가 실시된 북대서양 Newfoundland sediment drift는 Deep Western Boundary Current (DWBC)에 의해 퇴적률이 매우 높고, 올리고세 이후 발달된 북대서양 심층수(North Atlantic Deep Water; NADW)의 영향으로 신제3기(Neogene)층이 두껍게 쌓이지 않았기 때문에 고제3기(Paleogene)의 고해양 연구를 위해 적합한 퇴적층으로 평가되어왔다. 따라서 이번 연구는 IODP Expedition 342 Site U1406에서 채취한 퇴적물 내 포함되어 있는 저서성 유공충 수의 변화와 입도분석, SEM, XRD 등 다양한 자료들을 이용하여 지금까지 잘 다루지 않았던 LOW의 시작시기 동안 발생한 수 십 만년 이내 궤도 규모(orbital scale) 고해양 변화의 특성을 밝히는데 그 목적이 있다. 연구에 이용된 시료는 전체 코어의 약 139~151m의 구간으로 총 12.1m의 길이이다. 4cm 간격으로 채취한 시료의 구성성분을 각각 실체현미경과 SEM을 통해 관찰하였고, 이 중 저서성 유공충만을 선택적으로 골라내어 단위무게 10g당의 개수인 benthic foraminiferal number(BFN)로 표현하여 입도분석 결과와 함께 총 3개의 Unit(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ)으로 나누었다. 이와 동시에 산출되는 방산충의 함량을 정성적으로 평가하였다. 또한 연구지역의 수력학적 에너지에 따른 퇴적물의 정성적인 변화를 파악하기 위하여 입도분석을 실시하였고, 추가로 CaCO3 함량, 수분함량 및 >63㎛의 모래 입자(coarse fractions)함량을 측정하여 고해양 변화를 해석하였다. 그 결과, CaCO3의 함량 변화는 탄산염입자의 용해 혹은 공급에 의한 변화 때문이기보다는 규질 입자의 공급량 변화에 따라 발생된 것으로 해석된다. 이는 본 연구에서 산출된 BFN 자료가 연구지역 저서성 유공충의 서식환경 변화를 파악하는데 비교적 합리적인 지시자로 이용될 수 있다는 것을 나타낸다. 또한 입도분석 결과와 수분함량 및 >63㎛의 모래 입자함량과의 대비는 입도자료의 신뢰성을 검증해준다. 이를 토대로 BFN, 입도분석 결과, 방산충의 함량을 대비해본 결과, Unit Ⅱ에서 Unit Ⅲ로 가면서 BFN과 입자크기, 방산충의 함량이 모두 증가하였다. 이는 NADW의 세기가 강해짐에 따라 산소공급이 원활해져 저서성 유공충이 서식하기 좋은 환경이 되었기 때문인 것으로 해석된다. 또한 ODP site 1218, 926에서 얻은 산소동위원소 비 자료와의 대비결과 역시 연구시기동안 NADW가 강화되었음을 지시한다. 연구기간 동안 NADW 변화의 주기성을 파악하기 위해 BFN의 변화와 색지수 중 하나인 L* 값의 변화를 대비시켰다. 그 결과 낮은 BFN 값이 낮은 L* 값과 일치한다는 것을 확인하였다. 또한 이는 주기적인 변화를 보이는데, 시계열 분석을 실시한 결과 약 2.4m(85,000년 추정)와 0.85m(30,000년 추정)의 주기성이 확인되었다. 즉 이것은 당시 전반적으로 NADW의 세기가 강화되던 중에도 주기적인 약화가 있었음을 의미한다. 따라서 이번 연구 결과는 LOW의 주요 발생 원인이 다른 원인들 보다는 NADW 생성의 증가라는 기존 가설을 지지한다.

Oligocene is a critical epoch throughout the Cenozoic because it is an abrupt transition period from greenhouse to icehouse worlds. For this reason, most of the previous researches have been focused on the Oi-1 event when the continental ice sheets were formed in the Antarctica at first time during the Cenozoic. The studies about the late Oligocene warming (LOW), on the other hand, have been relatively lacked. Also, a resolution of data from the North Atlantic is too low to reveal the paleoceanographic changes during this period. Newfoundland sediment drift where IODP Expedition 342 was performed has been regarded as the best place for resolving these problems and conducting Paleogene studies because of the near-absent cover of Neogene sediment by the strengthening of the North Atlantic deep water (NADW) and the high sedimentation rates by Deep Western Boundary Current (DWBC). The purpose of this study is to establish the orbital-scale paleoceanographic changes during LOW through the comparison of benthic foraminiferal changes and other data (grain size analysis, SEM, XRD, etc.). The length of core used for this study is 12.1m from 139m to 151m. The change of benthic foraminiferal number (BFN; individuals/10g) is divided by three Units with the results of grain size analysis. Unit Ⅰshows the highest peak of BFN, while Unit Ⅱ is the section showing the lowest BFN and the smallest median grain size. From Unit Ⅱ to Unit Ⅲ, BFN and grain size increased again. This results indicate that the formation of NADW increased from Unit Ⅱ to Unit Ⅲ. Also, the relatively more abundant radiolarians of Unit Ⅰ and Ⅲ imply increased biological productivity of surface water. The relationship between the strengthening of NADW and the increase of productivity, however, is unclear in this study. The results of a spectral analysis of color reflectance data which indicate abundance of organic matters show the cycles of 2.4m (85,000year) and 0.85m (30,000year), respectively. Although the overall formation of NADW increased gradually during the late Oligocene, these cycles mean that there were orbital-scale paleoceanographic changes such as a decrease in the formation of NADW. Therefore, this study is supporting the previous hypothesis that LOW was initiated by the strengthening of NADW.