Original Article

Econ. Environ. Geol. 2020; 53(6): 677-685

Published online December 31, 2020

https://doi.org/10.9719/EEG.2020.53.6.677

© THE KOREAN SOCIETY OF ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL GEOLOGY

Characteristics of Salt Weathering and Environmental Variation on the Usuki Stone Buddha Statues in Oita, Japan

Ji Hyun Cho1 and Chan Hee Lee2*

1Buyeo National Research Institute of Cultural Heritage, Buyeo, 33123, Korea
2Department of Cultural Heritage Conservation Sciences, Kongju National University, Gongju, 32588, Korea

Correspondence to : chanlee@kongju.ac.kr

Received: September 25, 2020; Revised: October 27, 2020; Accepted: October 31, 2020

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided original work is properly cited.

Abstract

The host rock of the Usuki Stone Buddha Statues is dark gray welded tuff involved the Aso-4 pyroclastic flow sediments. This Buddha Statues are processing chlorosis from rainfall flowing above and underground water which were urgently needed for conservation measurement. White precipitates, the main source of salt weathering, on the surface of the Buddha Statues are mainly consisted of thenardite, gypsum and dolomite. Extraction experiment result shows that thenardite was dissolved at the beginning of stirring and then redissolved after 4 hours, and gypsum was detected until stirring for 2 hours, and then dissolved after stirring for 4 hours. As a result of monitoring the microclimate environment for 11 months to determine the recrystallization environment of white precipitates, the phase transition between thenadite and mirabilite appears widely in spring, and is maintained in an aqueous solution due to high temperatures in summer and fall. In winter, mirabilite is shown the widest by decreasing temperature. Therefore we requires details monitoring for blocking water transfer port and solved humidity environment in shelter.

Keywords Usuki Stone Buddha Statues, tuff, salt weathering, thenardite, microclimate

일본 오이타현 우스키 마애불상군의 환경변화와 염풍화 특성

조지현1 · 이찬희2*

1국립부여문화재연구소, 2공주대학교 문화재보존과학과

요 약

우스키 마애불상군의 모암은 아소-4 화산쇄설암층군에 속하는 암회색 응회암이다. 이 불상군은 상부에서 유입되는 강수와 지반에서 상승하는 지하수로 인한 백화현상과 암반의 토양화가 상당히 진행되어 보존대책이 시급한 상태였다. 불상군 표면 염풍화의 주요 원인인 백색오염물에서는 세나다이트, 석고, 백운석이 동정되었다. 이들의 용출실험 결과, 세나다이트는 교반초기에 용해되었다가 4시간 이후 재용출되고, 석고는 2시간 교반까지 검출되다가 4시간 교반 후 용 해되는 특성을 보였다. 백색오염물의 재결정 환경을 파악하기 위해 11개월간 미기후 환경을 모니터링한 결과, 봄철에 는 세나다이트와 미라빌라이트의 상전이가 넓게 나타나고, 여름과 가을철에는 고온으로 인해 수용액 상태로 유지된다. 겨울철에는 온도가 하강하면서 미라빌라이트의 분포대가 가장 넓게 도시된다. 따라서 석불군 일대의 수분 이동통로를 차단하고 보호각 내에서 유지되는 다습한 환경을 제어하기 위한 초정밀 관측이 요구된다.

주요어 우스키 불상군, 응회암, 염풍화, 세나다이트, 미기후

Article

Original Article

Econ. Environ. Geol. 2020; 53(6): 677-685

Published online December 31, 2020 https://doi.org/10.9719/EEG.2020.53.6.677

Copyright © THE KOREAN SOCIETY OF ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL GEOLOGY.

Characteristics of Salt Weathering and Environmental Variation on the Usuki Stone Buddha Statues in Oita, Japan

Ji Hyun Cho1 and Chan Hee Lee2*

1Buyeo National Research Institute of Cultural Heritage, Buyeo, 33123, Korea
2Department of Cultural Heritage Conservation Sciences, Kongju National University, Gongju, 32588, Korea

Correspondence to:chanlee@kongju.ac.kr

Received: September 25, 2020; Revised: October 27, 2020; Accepted: October 31, 2020

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided original work is properly cited.

Abstract

The host rock of the Usuki Stone Buddha Statues is dark gray welded tuff involved the Aso-4 pyroclastic flow sediments. This Buddha Statues are processing chlorosis from rainfall flowing above and underground water which were urgently needed for conservation measurement. White precipitates, the main source of salt weathering, on the surface of the Buddha Statues are mainly consisted of thenardite, gypsum and dolomite. Extraction experiment result shows that thenardite was dissolved at the beginning of stirring and then redissolved after 4 hours, and gypsum was detected until stirring for 2 hours, and then dissolved after stirring for 4 hours. As a result of monitoring the microclimate environment for 11 months to determine the recrystallization environment of white precipitates, the phase transition between thenadite and mirabilite appears widely in spring, and is maintained in an aqueous solution due to high temperatures in summer and fall. In winter, mirabilite is shown the widest by decreasing temperature. Therefore we requires details monitoring for blocking water transfer port and solved humidity environment in shelter.

Keywords Usuki Stone Buddha Statues, tuff, salt weathering, thenardite, microclimate

일본 오이타현 우스키 마애불상군의 환경변화와 염풍화 특성

조지현1 · 이찬희2*

1국립부여문화재연구소, 2공주대학교 문화재보존과학과

Received: September 25, 2020; Revised: October 27, 2020; Accepted: October 31, 2020

요 약

우스키 마애불상군의 모암은 아소-4 화산쇄설암층군에 속하는 암회색 응회암이다. 이 불상군은 상부에서 유입되는 강수와 지반에서 상승하는 지하수로 인한 백화현상과 암반의 토양화가 상당히 진행되어 보존대책이 시급한 상태였다. 불상군 표면 염풍화의 주요 원인인 백색오염물에서는 세나다이트, 석고, 백운석이 동정되었다. 이들의 용출실험 결과, 세나다이트는 교반초기에 용해되었다가 4시간 이후 재용출되고, 석고는 2시간 교반까지 검출되다가 4시간 교반 후 용 해되는 특성을 보였다. 백색오염물의 재결정 환경을 파악하기 위해 11개월간 미기후 환경을 모니터링한 결과, 봄철에 는 세나다이트와 미라빌라이트의 상전이가 넓게 나타나고, 여름과 가을철에는 고온으로 인해 수용액 상태로 유지된다. 겨울철에는 온도가 하강하면서 미라빌라이트의 분포대가 가장 넓게 도시된다. 따라서 석불군 일대의 수분 이동통로를 차단하고 보호각 내에서 유지되는 다습한 환경을 제어하기 위한 초정밀 관측이 요구된다.

주요어 우스키 불상군, 응회암, 염풍화, 세나다이트, 미기후

    KSEEG
    Apr 30, 2024 Vol.57 No.2, pp. 107~280

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    Economic and Environmental Geology

    pISSN 1225-7281
    eISSN 2288-7962
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