지구의 심해 광물자원 이야기

지구의 심해

심해의 광물자원 개요

심해에는 다양한 광물자원이 풍부하게 매장되어 있습니다. 대표적으로 망간단괴, 코발트린괴, 레어어스 등의 금속광물이 있습니다. 이들은 스마트폰, 전기자동차 배터리, 가전제품 등 첨단산업에 중요한 금속들입니다.

 

또한 심해엔 다이아몬드, 금, 은 등의 귀금속도 매장되어 있는 것으로 추정됩니다. 특히 심해저 화산 근처에는 이들이 풍부하다고 알려져 있죠.

 

최근에는 심해 생물에서 추출한 효능 높은 성분들도 주목을 받고 있습니다. 심해 생물체에서 면역력 강화, 항암 효과 등을 나타내는 물질들이 발견된 것입니다.

심해에 광물자원이 매장된 이유

첫째, 지각판 운동으로 인한 해저화산 활동의 결과입니다. 지각판이 서로 부딪히면서 마그마가 상승하고, 이 과정에서 광물들이 용해되어 화산 근처에 퇴적됩니다.

 

둘째, 해저열수광상의 영향입니다. 지열 에너지에 의해 뜨거운 액체가 상승하면서 가열용해와 퇴적작용이 일어나 광물 광산을 형성합니다.

 

셋째, 퇴적작용의 결과물입니다. 육상에서 유입된 광물 성분들이 해류를 타고 이동하다가 침전되어 쌓입니다.

 

넷째, 심해생물의 대사작용이나, 우주 먼지의 퇴적 등 다양한 기작으로 심해에 광물자원이 매장된 것으로 보고 있습니다.

광물자원 채굴을 통해 발견되는 새로운 종들

첫째, 수천 미터의 고압 해저 환경에 서식하는 생물들은 극한환경에 대한 적응력이 뛰어나新 기능성 물질을 보유하고 있습니다. 대표적으로 최근 발견된 심해성 게송은 특이한 형태의 지방산을 생성하는 것으로 확인되었는데, 이 지방산은 암세포의 전이와 성장을 억제하는 효과가 있다고 보고되기도 했습니다.

 

둘째, 최근 화산 근처 심해 열수분출구 인근에서 발견된 고온성 미생물들은 100도 이상의 극한 고온환경에서도 생존이 가능할 정도로 탁월한 내열성을 지니고 있습니다. 이들의 열안정성 효소에 대한 연구를 통해 4세대 바이오연료나 고효율 산업효소 개발의 단초를 찾을 수 있을 것으로 기대됩니다.

 

셋째, 최근 해저채광과정에서 발견된 심해성 해조류는 희귀 금속을 효과적으로 흡수·축적하는 능력이 있는 것으로 나타났습니다. 이들은 향후 귀중한 희토류 금속의 생물학적 제련에 응용될 가능성이 큽니다.

 

넷째, 수많은 심해 효소, 해양 미생물, 연체동물들이 지속적으로 발견·보고되고 있는 추세입니다. 이들의 기능성 연구를 통해 인류에게 크나큰 이로움을 안겨줄 해양바이오 자원의 가치는 더욱 커질 것으로 기대합니다.

심해 광물자원 채굴 기술

첫째, 원격조작 잠수정(ROV)을 이용합니다. 이는 조종사가 탑승하지 않고 원격으로 잠수정을 움직여 광물을 채광하는 기술입니다.

 

둘째, 해저채광로봇 기술입니다. 인공지능을 탑재한 로봇이 해저에서 직접 광물을 굴착하고 수확하는 기술입니다.

 

셋째, 대형 연계시설을 이용하는 방법입니다. 해저와 수면을 연결하는 관을 설치하여 광물가공과 수송을 동시에 하는 시스템입니다.

 

넷째, 심해생물 유전자원을 활용하는 방법도 있습니다. 심해생물의 효능 성분을 대량 추출할 수 있는 바이오 기술들이 개발 중입니다.

심해 광물자원 채굴의 어려움점

첫째, 극한의 고압 환경입니다. 수천 m의 수압으로 인해 장비 및 시설물 설계가 매우 복잡합니다.

 

둘째, 정확한 지질정보의 부족입니다. 아직까지 심해 지질구조에 대한 이해가 부족한 편입니다.

 

셋째, 작업 안정성 확보의 문제입니다. 조업 중 사고위험이 높고 인명피해 가능성이 있습니다.

 

넷째, 장비 등의 고 가격입니다. 심해용 장비 개발비용이 매우 소요되기 때문입니다.

 

다섯째, 환경오염의 우려입니다. 심해 생태계 훼손이나 유출사고 등에 대한 우려의 목소리가 커지고 있죠.

 

여섯째, 수송, 저장, 가공 기술 등 다양한 문제들이 심해채굴의 걸림돌로 지적되고 있습니다.

심해광물자원 채굴의 지구환경 영향

첫째, 해양 생태계 파괴가 우려됩니다.

채굴 과정에서 발생하는 해저의 물리적 훼손은 물론, 유해물질의 유출은 해양 생물의 다양성을 위협하며, 특히 해저에 서식하는 미세한 생물들의 생태계에 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이는 해양 생태계의 균형을 크게 무너뜨릴 위험이 있습니다.

 

둘째, 기후변화에도 영향이 있을 것으로 보입니다.

해양은 지구상의 탄소를 흡수하고 산소를 공급하는 중요한 역할을 수행하는데, 심해광물자원의 채굴로 인해 이러한 기능이 약화될 경우, 지구 온난화가 가속화될 가능성이 있습니다. 탄소 순환 과정의 교란은 기후 변화를 더욱 악화시킬 것입니다.

 

셋째, 해수 오염 문제가 발생할 수 있습니다.

채굴 과정에서 방출되는 중금속과 같은 유독물질이 해양 생태계에 침투하면, 이는 물고기와 같은 해양 생물들에게 직접적인 피해를 주며, 이로 인해 인간에게도 영향을 미칠 수 있습니다. 오염된 해양 생물을 섭취함으로써 인간 건강에 악영향을 줄 수 있으며, 이는 해양 오염의 연쇄 반응을 촉발할 수 있습니다.

심해 광물자원 채굴을 위한 새로운 환경 보호 기술

첫째, 친환경적 채광 장비 및 공법의 개발입니다. 수중로봇이나 전기식 채광 시스템 등을 통해 탄소 배출을 최소화할 수 있습니다.

 

둘째, 폐기물 처리 및 자원 재활용 시스템의 도입입니다. 광물 가공과정에서 발생하는 폐기물을 친환경적으로 처리하고 재활용할 수 있는 시스템을 마련하는 것입니다.

 

셋째, 실시간 모니터링 시스템의 구축입니다. 다양한 센서와 위성영상을 이용해 채굴 현장 주변의 생태계 변화를 지속적으로 감시할 수 있습니다.

 

넷째, 생물다양성 보전 지역 지정 제도의 마련입니다. 채굴로 인한 생태계 영향이 크지 않은 지역을 중심으로 보전구역을 지정하는 것도 방법이 될 수 있습니다.

 

다섯째, 채굴 후 생태복원 기술의 개발도 필요합니다. 훼손된 해저 환경을 최대한 원상 복구할 수 있는 기술 개발이 이루어져야 합니다.

 

마치며

심해의 다양한 광물자원과 심해 개발의 기술적 제약과 지구환경에 미치는 영향에 대하여 간략히 알아보았습니다.