망간각, 해저산에서 건져 올린 21세기 자원 (첨단산업소재 희토류를 품은해양자원 개발)

문재운

1955년부산에서태어나고려대학교지질학과를졸업하고미국북일리노이대학교에서석사,조지아대학교에서박사학위를받았다.1991년부터한국해양과학기술원에서줄곧심해저광물자원개발에관한연구를해왔으며,우리나라의망간단괴,해저열수광상,망간각광구등록을주도하였다.심해해저자원연구부부장과응용기술연구본부본부장을비롯해1999년부터2017년까지‘남서태평양및인도양해양광물자원개발’과제의총괄책임자를두루지냈다.지은책으로『해양과학총서5_지구환경변화사와해저자원』(공저),『수중드론이라불리는자율무인잠수정』(공저)등이있다.

여는글

01우리나라도자원부국이될수있을까?
사람들은왜깊은바다의광물에관심을갖게되었을까?/깊은바다에는어떤광물이있을까?/우리나라최초의심해저광물자원탐사

02망간각이란?
대표적인심해저광물자원,망간각/망간각은어떻게만들어질까?

03망간각속희토류자원
‘산업비타민’희토류의가치/희토류공급원을다양화하려면

04탐사의시작!망간각을찾아서태평양으로
본격적인망간각탐사에앞서/망간각을찾아탐사에나서다/처음가본마주로시(市)

05망간각을탐사하는방법
깊은바다속은어떻게생겼을까?/망간각을채취하는장비들

06드디어광구등록을마치다
우리의망간각광구를갖게되다!/최종광구를선정하기까지

07망간각에서어떻게필요한금속을얻을까?
망간각으로부터금속을추출하는기술과남은과제

08망간각으로부터얻을수있는이익은?
미래자원으로서망간각의의미

부록
국제해저기구의심해저광구탐사계약체결현황

심해저광물자원으로서망간각이
무엇인지를쉽게알려주는책

1873~1876년사이에세계최초로심해를탐사한영국의해양탐사선챌린저호가해저에서끌어올린퇴적물에서이상한검은덩어리가나왔다.성분을분석한결과,망간을비롯해철,구리,니켈,코발트같은여러금속이함유되어있음이밝혀졌다.검은덩어리는망간각과망간단괴였는데당시에는이둘을구분하지못하였다.그후거의100여년만인1970년대들어연구자들이망간각과망간단괴를구별하기시작하였고,광범위한심해탐사를통해뜻밖에이들이대양곳곳에아주오래전부터잠들어있던중요한자원임을알게되었다.
망간각은망간단괴,해저열수광상과함께대표적으로꼽히는심해저광물자원이다.수심4500~5000미터깊이의심해평원에서발견되는망간단괴나,수심300~3700미터깊이의해저화산지역에서발견되는해저열수광상과는달리망간각은수심600~7000미터깊이의해저산과해저산맥의정상부그리고비탈부분에서발견된다.망간각에서‘각(殼)’은‘껍데기’란뜻으로망간을많이함유한물질이마치껍데기처럼해저기반암표면에수센티미터두께로형성되어있어붙은이름이다.망간각이만들어지는데는매우오랜시간이걸려서백만년에1.5~2.5밀리미터정도만들어진다고한다.
망간각이세상의주목을받게된이유중하나는희토류원소를함유하고있기때문이다.희토류는2010년일본과중국의센카쿠열도영토분쟁때중국이특정금속원소의수출을금지하면서그중요성이부각되었다.‘땅에드물게존재하는원소’라는뜻의희토류(稀土類)는스마트폰,전기차,디스플레이,풍력터빈등첨단산업전영역에서필수적으로사용되어흔히‘산업의비타민’이라불린다.육상의광물자원이점점고갈되어가는상황에서대부분의광물자원을수입에의존하고있는우리나라로서는희토류공급원을다양화할필요가있다.그방법중하나가희토류를육상이아닌해저에서확보하는것이다.
이책은21세기‘백색원유’라불리는광물자원확보를위해우리나라가심해저광물자원개발에뛰어든배경에서부터심해저광물자원의한종류로서망간각의생성과정,부존위치,함유한광물등망간각을상세히소개하고,2016년국제해저기구에대한민국의이름으로망간각광구를등록하기까지긴박하고치열했던30여년간의여정을담고있다.

탐사에서광구등록까지
우리나라망간각개발사를기록하다

우리나라는해양선진국들에비해20년이나늦은1990년대에본격적인심해저광물자원개발에뛰어들었다.하지만지난30년동안의노력으로지금은태평양과인도양바다밑에우리나라의‘경제영토’라할수있는5개의심해저광구를갖게되었고,보유한심해저광구의전체면적은우리나라남한의면적보다넓은11만5000제곱킬로미터에이르고있다.이제우리나라는중국과러시아에이어심해저에망간단괴,해저열수광상,망간각광구를모두가진세번째국가가되었으며,심해저광물자원개발분야에서선도그룹으로도약하였다.
처음우리나라가심해저탐사와연구능력을축적하게된계기는1983년망간단괴탐사를시작하면서부터였다.당시한국해양연구원(현한국해양과학기술원)의연구팀은다른종류의심해저광물도탐사하기위해그대상을확대하였고,그첫번째가1989년미국지질조사소가주도한탐사에참여하여기술을배운‘망간각’이었다.이후연구팀은1997년부터2년간우리나라최초의종합해양조사선온누리호를타고망간각시범탐사를마친다음2000년부터망간각탐사를실시하게된다.그리고우리의기술과장비로망간각탐사에도전한지20년만인2016년에마침내우리나라가독점적으로개발할수있는망간각광구를신청,등록하였다.
망간각광구신청이비교적늦었던이유가있다.2010년에망간각보다먼저해저열수광상광업규칙이제정되었기때문이다.광업규칙이란유엔이정한해양법협약에따라광구를독점하는것을막기위해광종별(鑛種別)로탐사와개발에필요한사항들을규정한것을말한다.이에2000년대중반까지망간각탐사를하고있던우리나라는망간각탐사를잠시중단한뒤해저열수광상을탐사해2012년에광구신청을하였고,다음해인2013년부터다시망간각탐사를시작해2016년에광구신청을하였던것이다.물론광구를가진다고해서당장광물을캐낼수있는것은아니다.깊은해저에서광물을캐내는‘심해저채광’은세계어디에서도아직실현되지않고있다.이를위해서는앞으로해결해야할기술적문제들이남아있지만,가까운미래에심해저채광이실제로이루어져자원부족문제가해결될수있을것으로전망하고있다.
이책의저자이자초창기망간각탐사에참여한이래망간각과제의연구책임자로서탐사를수행하고국제해저기구에광구를등록한문재운박사는“심해저연구는탐사자체가도전”이라며우리나라의망간각광구보유는수많은연구원들의열정과노력이있었기에가능한일이었음을강조한다.망간각자원개발의발자취를돌아본이책을읽고우리청소년들도심해저탐험의꿈을키우고,우리도‘자원을가진나라’가될수있다는희망을품는기회로삼았으면하는것이저자들의공통된바람이다.