동굴생성물 연대 모델 설정을 위한 통계 알고리즘의 비교 (The comparison of statistical algorithms for constructing age-depth models of speleothems)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질학회
· 수록지 정보 : 지질학회지 / 56권 / 3호 / 375 ~ 386페이지
· 저자명 : 백소영, 조경남

초록

합리적인 동굴생성물의 연대모델 정립을 위해 각 통계 알고리즘의 개발 철학과 구동특성을 이해하는 것이매우 중요하다. 이 연구에서는 동굴생성물의 연대모델을 효율적으로 작성하기 위해 연구자가 이해해야 할 통계알고리즘의 특성을 제시하고자 한다. 이를 위해 성장률 특성이 뚜렷하게 구별되는 국내 석순 시료 5점을 선별하여 현재까지 동굴생성물 고기후 연구에 가장 널리 활용되고 있는 3종의 통계 알고리즘(StalAge, COPRA, MOD-AGE)을 통해 연대모델을 작성한 후 그 결과를 비교․분석했다. 연구 결과, 성장률이 비교적 일률적인백룡동굴의 석순(BN-1)과 석순이동굴의 석순(SSN1)의 경우, COPRA와 MOD-AGE의 작성결과에서 연대자료 입력치를 가장 잘 반영하는 것으로 나타났다. 이와는 달리, 1회 이상의 유의미한 휴지기를 포함하고 있는 대야굴, 삼각산수직굴, 에덴동굴 석순(DY-1, SGS1, ED-1)의 예에서는 입력치 및 성장특성 반영정도를 고려하여COPRA, MOD-AGE, StalAge 중 적합한 알고리즘 선택이 필요하다. 한편, 통계알고리즘 별 개발철학과 구동특성에 기반하여 COPRA는 비교적 정밀하게 측정된 연대자료에 대하여 높은 입력치 반영 정도를 나타내는 반면, 통계 알고리즘의 필요성이 더욱 높아지는 다소 큰 오차의 연대자료가 포함될 경우 최종모델을 작성하지 못하는 한계를 보인다. 이와는 반대로 StalAge는 객관적 연대모델 작성을 최우선시하기 때문에 오차가 큰 연대자료를 통해 최종모델을 작성하는데 탁월하고 휴지기 표현에 가장 우수한 반면, 상대적으로 낮은 입력치 반영 정도를 나타내는 단점을 보인다. 이번 연구는 현재 특별한 기준 없이 적용되는 통계적 연대모델 활용사례에 대한문제점을 환기하며, 아울러 동굴생성물 통계 연대모델 작성 이전 최적의 결과 구현을 위한 통일된 대안의 필요성을 강조한다. 이 연구의 결과는 연대모델 작성이 이루어지는 대부분의 고기후 기록물(paleoclimatic archives) 에 동일하게 적용될 수 있다.

영어초록

It is very important to understand the philosophy and operation properties of statistical algorithms for constructing realistic age-depth models of speleothems. This study presents the characteristics of statistical algorithms designed for speleothems. We have selected previously published five Korean stalagmites with distinct characteristics of the changes in growth rates. Then, the age-depth models of these stalagmites were constructed using 3 statistical algorithms (StalAge, COPRA, MOD-AGE) which have been widely applied to the recent cave records. The age-depth models resulted from COPRA and MOD-AGE show the lowest deviations from median 230Th ages when the stalagmite samples have relatively constant growth rates (the cases of BN-1 and SSN1). In contrast, for the stalagmites (DY-1, SGS1 and ED-1) including significant hiatuses with large time gaps, the most convinced model can be selected depending on both 230Th ages and petrographic data. COPRA simulates age-depth models with good agreements to 230Th ages, but it is sometimes impossible to construct final models when the dataset includes 230Th ages with large errors and/or inversions in the stratigraphic order. StalAge could be preferred to simulate the age-depth relationships in the cases of the dataset with large errors or age inversions but this provides the largest deviations from 230Th ages. The results of this study emphasize the needs of criteria to construct the most reliable age-depth model for speleothems using the statistical algorithms. Our results can be equally applied to various paleoclimatic archives (e.g., terrestrial sediments) that require similar age-depth models.

참고자료

· 없음