남극 해저에서의 열수 분출공 발견

KISTI 미리안『글로벌동향브리핑』 2010-03-05

컬럼비아의 라몽-도에르티 지구 관측소의 과학자들은 남극의 해저면 근처에서 열수광상을 발견하였다. 해저 형성뿐 아니라 극한 기후에서 생존하는 특이한 생물들의 근원에 대해 알고자 했지만 공란으로 비워두었던 부분에 대해 파악할 수 있는 기회로 판단된다. 열수 분출공은 해저 산맥에서 새로운 지각을 형성하기 위해 분출되는 용암에 의해 가열된 해수가 화산 폭발하듯이 분출되는 지점이다. 이 분출공에서 용융된 화학물질들은 해양 화학구성 변화 및 다양한 생명체 구조의 유지에 많은 영향을 미치게 되며, 육지에서 태양의 역할과 비슷하다고 할 수 있다. 수십 년 동안, 220개 이상의 열수 분출공이 전세계적으로 발견되었으나 아직까지 남극 일대의 극한 상황에서는 발견되지 않았었다. 대부부의 심해는 사막과도 같지만, 이러한 열수 분출공은 황량한 환경에 오아시스의 역할을 하고 있다. 최근 진행된 연구에 의하면, 수천 가지의 해양학 관측을 수행한 결과 태평양 남극 원해역에서 열수 분출공 발견을 예상하는 6곳의 지점을 선정하였다. (뉴질랜드에서 약 3천2백 킬로미터 떨어진 지점) 이러한 분출공은 살아있는 연구소로, 인도양에 갔을 때마다 발이 황화철로 덮여있는 새로운 복족류를 발견해왔다. 이 지역에서 발견된 생명체를 통하여 새로운 기술들에 대한 통찰력이 증진되었고 실제 이를 이용한 새로운 기기들이 공급되어 왔다. 두 가지 특성에 의해 과학자들은 숨겨져 있는 열수 분출공을 찾아내었다. 우선 대양은 비중이 큰 물이 아래에 있고 가벼운 물이 해수면에 있는 구조로 되어 있으며, 두 번째는 해저면 분출공에서 분출이 일어나면 지구 맨틀과 마그마에서 주로 발견되는 동위원소인 헬륨-3가 풍부한 가스가 방출되어 비중이 큰 물과 섞여서 존재하면서 연무를 형성하게 되어 수천 킬로미터 밖에서도 관측하기 쉬운 모습을 띄고 있다. 대양에서 측정된 헬륨 결과치를 이용하여, 해저에서 헬륨 연무가 발생하였을 때, 해양이 대기와 어떻게 용해된 기체를 교환하는지에 대한 연구를 실시했다. 이는 현재까지 가장 연구가 진행되어 있는 동태평양 지역보다 더 아래인 남 태평양 지역인 것이다. 하지만, 이 정체불명의 연무는 수심이 깊은 곳에서 주로 나타나기 때문에, 같은 근원에서 발생하는 것은 아닐 것으로 추측되어 왔다. 이를 위해 이 지역 해양의 밀도 및 수온, 염도 등 25,000번 이상의 관측이 진행되어 상세한 지도가 작성되었다. 헬륨 연무가 발생하고 있는 층과 태평양 남극 일대의 산맥과의 비교를 통해 접점을 찾아내기 위해 노력하였다. 이로서 선정된 지역은 약 544km 정도이며, 전체의 약 1/8 수준이다. 이 지역에서 직접적으로 분출공을 발견하지는 못하였지만, 연구 범위를 상당부분 좁히게 된 데에 만족하고 있다. 극지방에서 열수분출공을 찾는 것은 물론 쉽지 않다. 2007년 우즈홀 해양학 연구소 지구물리학자인 Rob Reves-Sohn은 그린란드와 시베리아 사이에 위치한 Gakkei 해저산맥에서 6년 전에 발견된 분출공을 찾으려는 연구를 실시했다. 이 지역 해저면에서 온수가 분출되고 있음은 발견했지만, 고온의 검은 연무는 발견하지 못했다. 남극에서 분출공을 찾기 위한 연구는 마찬가지로 예측하기 어렵지만, 이번 Lamont에서 개발한 지도는 성공 가능성을 대폭 높이고 있다. 1970년대 말 처음으로 발견된 열수분출공 이래로, 과학자들은 종들이 어떻게 진화하는지에 대한 새로운 생명 연구를 여러 곳에서 진행해왔다. 조만간 태평양 남극 해저산맥에서 새로운 종의 생명체가 발견될 것이며, 인도양과 태평양에서 생명체가 변화하게 된 원인에 대해서도 해답을 제시해 줄 것으로 예상하고 있다. 100303114012.jpg 출처 : http://www.sciencedaily.com/