남극 심해 열수 첫 무인잠수정 탐사 성공…열수광석·심해생물 확인[과학을읽다]

중앙해령 1300m 해저서 자원 잠재력 확인…국산 심해 로봇 '아리아리호' 투입

남극 심해 열수(熱水, hydrothermal fluid) 환경을 무인잠수정으로 직접 관찰하고 시료를 확보하는 데 국내 연구진이 세계 최초로 성공했다. 남극 중앙해령의 열수광석 분포와 심해 생물을 동시에 확인하면서 심해 자원과 극지 생태계 연구의 새로운 단서를 확보했다.

극지연구소는 남극권 중앙해령 해역에서 무인잠수정을 활용해 심해 열수 시스템을 직접 관찰하고 열수광석과 심해 생물을 채집하는 데 성공했다고 4일 밝혔다.

남극 중앙해령 무인탐사정 ‘아리아리호’. 극지연구소 제공

중앙해령은 맨틀에서 분출된 마그마가 식으며 새로운 해양 지각이 형성되는 해저 산맥이다. 이 과정에서 바닷물이 마그마와 반응해 고온의 열수로 분출되는데, 이 열수 환경에는 독특한 심해 생태계가 형성된다. 또한 열수가 분출된 직후 급격히 냉각되면서 구리와 아연 등 유용 금속이 농축된 열수광석이 형성돼 학술적·경제적 가치가 높은 지역으로 꼽힌다.

남극 중앙해령 1300m 해저서 열수광석 분포 확인

극지연구소 박숭현 책임연구원(UST 극지과학 전공 교수) 연구팀은 지난해 11월 쇄빙연구선 아라온호를 타고 남극 장보고기지에서 약 1200㎞ 떨어진 해역에서 심해 탐사를 진행했다. 탐사 대상은 연구팀이 비상을 준비하는 모습과 닮았다며 '날개'로 이름 붙인 수심 약 1300m 해저산이다.

연구팀은 앞서 지난해 1월 탐사에서 해저면을 긁어 시료를 채취하는 드렛지 장비를 이용해 해당 지역에서 경제적 가치가 높은 열수광석을 확보한 바 있다. 이번 탐사에서는 무인잠수정을 투입해 당시 확보된 광석과 유사한 형태의 열수광석이 해저면에 대규모로 분포해 있는 모습을 직접 확인했다.

연구팀은 이를 통해 해당 해역의 심해 광물 자원 잠재력을 다시 한번 입증했다고 설명했다.

아리아리호 심해 포착 장면 및 채집 생물들. 극지연구소 제공

심해생물 12개체 채집…신종 가능성도 조사

연구팀은 무인잠수정의 로봇 팔과 시료 흡입 장치를 이용해 자포동물과 해면동물, 극피동물 등 총 12개체의 심해 생물도 채집했다. 연구진은 확보된 시료를 바탕으로 신종 여부를 확인하고 남극 심해 열수 생태계의 형성과 작동 메커니즘을 분석할 계획이다.

이번 탐사에 투입된 무인잠수정 '아리아리호'는 극지연구소가 국내 무인잠수정 개발사 레드원테크놀러지와 공동 개발한 심해 탐사 장비다. 최대 수심 6000m까지 잠수할 수 있으며 실시간 영상 관측과 시료 채취, 해저 측량을 동시에 수행할 수 있다.

탐사를 총괄한 박숭현 극지연구소 책임연구원은 "남극 중앙해령의 심해 열수 환경을 무인잠수정으로 직접 관찰한 것은 전 세계적으로도 유례가 없는 성과"라며 "첨단 로봇을 활용해 기존 선상 탐사보다 훨씬 정밀한 정보와 시료를 확보할 수 있게 됐다"고 전했다.

신형철 극지연구소 소장은 "이번 성과를 바탕으로 남극 심해 탐사를 단계적으로 확대하고 산·학·연 협력을 통해 차세대 심해 무인잠수정과 자율무인잠수정(AUV) 기술 개발을 추진해 극지 연구 역량을 강화하겠다"고 말했다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr