▲셔터스톡

수천 m 아래에 있어 햇빛 한 줄기조차 가닿지 않는 깊은 바닷속, 심해에는 아직 사람의 발길이 닿지 않은 구역이 많아요. 지난 3월 극지연구소는 세계 최초로 남극 바다 1300m 아래를 관찰하는 데 성공했어요. 연구팀이 바라본 남극 심해는 과연 어떤 모습이었을까요?

장보고과학기지의 모습. 우리나라는 남극에 장보고과학기지와 세종과학기지를 두어 연구를 이어가고 있다.

남극 심해만의 독특한 생태계

지구의 가장 남쪽에는 두꺼운 얼음으로 뒤덮인 남극 대륙이 있어요. 남극 빙하와 바다에는 과거 지구의 대기 성분이 저장되어 있어요. 남극을 탐사하면 지구가 변한 모습과 앞으로 어떻게 바뀔지 알 수 있지요. 그러나 남극은 다른 대륙과 거리가 멀고 주변 바다의 물살이 거세 탐사하기 어려워요.

▲극지연구소

열수광석.

극지연구소는 이런 어려움을 딛고 2011년 남극에서 중앙 해령을 처음 발견했어요. 중앙 해령은 해양 지각이 멀어지면서 생기는 바닷속 산맥으로, 전 세계 중앙 해령의 3분의 1이 남극에 있어요. 따라서 남극 중앙 해령을 탐사하면, 해양 지각이 어떻게 변해왔는지 파악하는 데 도움이 됩니다.

중앙 해령에는 마그마가 식으면서 내놓은 뜨거운 물인 열수가 솟구치는 열수 분출구가 있어요. 약 400°C인 열수는 심해에 열에너지를 공급해요. 열수 분출구에는 구리, 아연 등으로 이루어진 열수광석이 풍부해요. 열수광석은 마그마가 분출한 즉시 식고 가라앉으며 만들어지는 광물입니다. 또 일곱다리 불가사리, 키와 아라오나처럼 육지에는 없는 희귀한 생물들이 살고 있어요.

3월 4일, 극지연구소는 세계 최초로 남극 중앙 해령의 열수 분출구를 관찰하는 데 성공했다고 발표했어요. 연구팀은 거센 파도와 뜨거운 물을 견디며 어떻게 열수 분출구를 관찰했을까요?

중앙 해령이 만들어지는 과정

▲셔터스톡

➊ 지진, 판의 이동 등의 이유로 해양 지각판이 서로 멀어진다.
➋ 맨틀이 녹아서 만들어진 마그마가 벌어진 틈 사이로 솟아오른다.
➌ 마그마가 식으며 새로운 해양 지각이 생기고, 쌓이면서 중앙 해령이 만들어진다.

남극 열수 분출구에 살고 있는 생물들.

▲극지연구소

날개의 지형을 3차원으로 나타낸 사진.

지구의 변화 과정을 이해할 수 있다

지난해 1월, 연구팀은 장보고과학기지에서 약 1200km 떨어진 바다의 1300m 아래 해저 지형에서 열수광석 102점을 채집했어요. 이곳이 마치 새가 날아오르는 것처럼 생겨 ‘날개’라고 불러요.

그로부터 열 달 뒤인 지난해 11월, 연구팀은 쇄빙선● 아라온호를 타고 약 한 달을 항해한 끝에 다시 날개 지역에 도착했습니다. 열수광석이 날개 주변의 어디까지 분포하고 있는지, 열수 분출구 주변의 생태계를 직접 확인하기 위해서지요. 극지연구소 박숭현 책임연구원은 “열수광석을 연구하면 해양 지각이 형성될 때 마그마가 얼마나 활발하게 활동했는지 알 수 있다”고 했어요. 이어 “열수 분출구의 생태계를 알면, 남극 심해의 극한 환경에서 생명체가 적응하고 진화한 과정을 파악하는 데 도움이 된다”고 덧붙였습니다.

연구팀은 사람이 타지 않고 깊은 바다까지 내려갈 수 있는 무인잠수정 ‘아리아리호’를 개발했어요. 아리아리호는 바다 아래 최대 6000m까지 내려가고, 사진과 영상을 실시간으로 전송하며, 시료●를 채취할 수 있게끔 로봇팔과 흡입 장치가 달렸어요. 심해 탐사에 걸맞은 특징을 지녔지요. 아리아리호는 입수한 지 하루도 채 지나지 않아 열수광석이 중앙 해령 일대에 넓게 퍼져 있는 모습을 촬영하는 데 성공했습니다. 이를 통해 날개 지역에 자원이 있을 가능성을 증명했어요.

또, 아리아리호는 열수 분출구 근처에서 다양한 생물을 촬영한 뒤 로봇 팔과 시료 흡입 장치로 이들을 채집했어요. 채집한 생물에는 독침을 지닌 자포동물, 스펀지처럼 생겨 물을 빨아들이는 해면동물, 피부 표면에 가시가 난 극피동물 등 총 12종의 열수 생물이 있었어요. 연구팀은 채집된 12종이 새로운 생물종인지 분석할 예정이에요.

탐사를 이끈 박숭현 책임연구원은 “인류 최초로 남극 1300m 아래 열수 분출구의 지형과 생태계를 관찰하는 데 성공해서 뿌듯하다”고 소감을 전했어요. 이어 “아리아리호로 얻은 사진과 시료는 남극을 파악하고 지구의 변화 과정을 밝히는 데 소중한 자료로 쓰일 것”이라고 했습니다.

▲극지연구소

남극 바다 1300m 아래에서 채집된 열수 생물들.

날개 탐사 과정

극지연구소, 유튜브 채널 <보다 BODA> 영상 캡처

➊ 무인잠수정 아리아리호를 바다에 넣는다.

➋ 아리아리호가 잘 가라앉도록 부이를 집어넣는다.

➌ 목표 지점에 도착했는지 확인한다.

➍ 아리아리호가 남극 바다 1300m 아래 모습을 촬영한다.

[인터뷰] 아무도 가보지 못한 곳에 처음 가는 건 늘 설레요!

박숭현(극지연구소 책임연구원)

Q.남극 을 왜 탐사해야 하나요?

남극해는 전 세계 바다가 흡수하는 탄소의 약 40%를 빨아들여 지구의 기후 시스템을 유지하는 데 중요한 역할을 해요. 특히 남극 중앙 해령은 지구 전체 해령의 3분의 1을 차지할 만큼 넓어서, 바다의 흐름과 변화를 이해하는 데 큰 도움이 돼요. 따라서 남극해와 중앙 해령을 탐사한다면, 기후 변화에 대비할 수 있을 걸로 기대됩니다.

Q.극지 연구의 매력은 무엇인가요?

남극은 아무나 쉽게 갈 수 없는 곳이에요. 그동안 몰랐던 지구의 경이로운 모습을 인류 최초로 닿을 기회가 주어진다는 사실에 큰 기쁨을 느낍니다. 물론 출항지에서 지진이 나거나, 거친 바람과 파도를 만나 탐사가 쉽지 않긴 하지만요.

Q.어린이 독자들에게 한 말씀 부탁드려요.

기후 변화를 맞닥뜨릴 어린이들은 지구를 정확히 이해해야 해요. 그래야 우리의 터전을 가꿔나갈 수 있거든요. 바다와 환경에 관심이 많은 어린이라면, 극지에도 관심을 두길 바라요.

▲UST

해커