망간각, 해저산에서 건져 올린 21세기 자원(미래를 꿈꾸는 해양문고 39)

심해저 광물자원으로서 망간각이

무엇인지를 쉽게 알려주는 책



1873~1876년 사이에 세계 최초로 심해를 탐사한 영국의 해양탐사선 챌린저호가 해저에서 끌어 올린 퇴적물에서 이상한 검은 덩어리가 나왔다. 성분을 분석한 결과, 망간을 비롯해 철, 구리, 니켈, 코발트 같은 여러 금속이 함유되어 있음이 밝혀졌다. 검은 덩어리는 망간각과 망간단괴였는데 당시에는 이 둘을 구분하지 못하였다. 그 후 거의 100여 년 만인 1970년대 들어 연구자들이 망간각과 망간단괴를 구별하기 시작하였고, 광범위한 심해 탐사를 통해 뜻밖에 이들이 대양 곳곳에 아주 오래전부터 잠들어 있던 중요한 자원임을 알게 되었다.

망간각은 망간단괴, 해저열수광상과 함께 대표적으로 꼽히는 심해저 광물자원이다. 수심 4500~5000미터 깊이의 심해 평원에서 발견되는 망간단괴나, 수심 300~3700미터 깊이의 해저화산 지역에서 발견되는 해저열수광상과는 달리 망간각은 수심 600~7000미터 깊이의 해저산과 해저산맥의 정상부 그리고 비탈 부분에서 발견된다. 망간각에서 '각(殼)'은 '껍데기'란 뜻으로 망간을 많이 함유한 물질이 마치 껍데기처럼 해저 기반암 표면에 수 센티미터 두께로 형성되어 있어 붙은 이름이다. 망간각이 만들어지는 데는 매우 오랜 시간이 걸려서 백만 년에 1.5~2.5밀리미터 정도 만들어진다고 한다.

망간각이 세상의 주목을 받게 된 이유 중 하나는 희토류 원소를 함유하고 있기 때문이다. 희토류는 2010년 일본과 중국의 센카쿠 열도 영토분쟁 때 중국이 특정 금속원소의 수출을 금지하면서 그 중요성이 부각되었다. '땅에 드물게 존재하는 원소'라는 뜻의 희토류(稀土類)는 스마트폰, 전기차, 디스플레이, 풍력 터빈 등 첨단산업 전 영역에서 필수적으로 사용되어 흔히 '산업의 비타민'이라 불린다. 육상의 광물자원이 점점 고갈되어가는 상황에서 대부분의 광물자원을 수입에 의존하고 있는 우리나라로서는 희토류 공급원을 다양화할 필요가 있다. 그 방법 중 하나가 희토류를 육상이 아닌 해저에서 확보하는 것이다.

이 책은 21세기 '백색 원유'라 불리는 광물자원 확보를 위해 우리나라가 심해저 광물자원 개발에 뛰어든 배경에서부터 심해저 광물자원의 한 종류로서 망간각의 생성 과정, 부존 위치, 함유한 광물 등 망간각을 상세히 소개하고, 2016년 국제해저기구에 대한민국의 이름으로 망간각 광구를 등록하기까지 긴박하고 치열했던 30여 년간의 여정을 담고 있다.



탐사에서 광구 등록까지

우리나라 망간각 개발사를 기록하다



우리나라는 해양 선진국들에 비해 20년이나 늦은 1990년대에 본격적인 심해저 광물자원 개발에 뛰어들었다. 하지만 지난 30년 동안의 노력으로 지금은 태평양과 인도양 바다 밑에 우리나라의 '경제영토'라 할 수 있는 5개의 심해저 광구를 갖게 되었고, 보유한 심해저 광구의 전체 면적은 우리나라 남한의 면적보다 넓은 11만 5000제곱킬로미터에 이르고 있다. 이제 우리나라는 중국과 러시아에 이어 심해저에 망간단괴, 해저열수광상, 망간각 광구를 모두 가진 세 번째 국가가 되었으며, 심해저 광물자원 개발 분야에서 선도 그룹으로 도약하였다.

처음 우리나라가 심해저 탐사와 연구 능력을 축적하게 된 계기는 1983년 망간단괴 탐사를 시작하면서부터였다. 당시 한국해양연구원(현 한국해양과학기술원)의 연구 팀은 다른 종류의 심해저 광물도 탐사하기 위해 그 대상을 확대하였고, 그 첫 번째가 1989년 미국 지질조사소가 주도한 탐사에 참여하여 기술을 배운 '망간각'이었다. 이후 연구 팀은 1997년부터 2년간 우리나라 최초의 종합 해양조사선 온누리호를 타고 망간각 시범 탐사를 마친 다음 2000년부터 망간각 탐사를 실시하게 된다. 그리고 우리의 기술과 장비로 망간각 탐사에 도전한 지 20년 만인 2016년에 마침내 우리나라가 독점적으로 개발할 수 있는 망간각 광구를 신청, 등록하였다.

망간각 광구 신청이 비교적 늦었던 이유가 있다. 2010년에 망간각보다 먼저 해저열수광상 광업규칙이 제정되었기 때문이다. 광업규칙이란 유엔이 정한 해양법 협약에 따라 광구를 독점하는 것을 막기 위해 광종별(鑛種別)로 탐사와 개발에 필요한 사항들을 규정한 것을 말한다. 이에 2000년대 중반까지 망간각 탐사를 하고 있던 우리나라는 망간각 탐사를 잠시 중단한 뒤 해저열수광상을 탐사해 2012년에 광구 신청을 하였고, 다음 해인 2013년부터 다시 망간각 탐사를 시작해 2016년에 광구 신청을 하였던 것이다. 물론 광구를 가진다고 해서 당장 광물을 캐낼 수 있는 것은 아니다. 깊은 해저에서 광물을 캐내는 '심해저 채광'은 세계 어디에서도 아직 실현되지 않고 있다. 이를 위해서는 앞으로 해결해야 할 기술적 문제들이 남아 있지만, 가까운 미래에 심해저 채광이 실제로 이루어져 자원 부족 문제가 해결될 수 있을 것으로 전망하고 있다.

이 책의 저자이자 초창기 망간각 탐사에 참여한 이래 망간각 과제의 연구책임자로서 탐사를 수행하고 국제해저기구에 광구를 등록한 문재운 박사는 "심해저 연구는 탐사 자체가 도전"이라며 우리나라의 망간각 광구 보유는 수많은 연구원들의 열정과 노력이 있었기에 가능한 일이었음을 강조한다. 망간각 자원 개발의 발자취를 돌아본 이 책을 읽고 우리 청소년들도 심해저 탐험의 꿈을 키우고, 우리도 '자원을 가진 나라'가 될 수 있다는 희망을 품는 기회로 삼았으면 하는 것이 저자들의 공통된 바람이다.

여는 글



01 우리나라도 자원 부국이 될 수 있을까?

사람들은 왜 깊은 바다의 광물에 관심을 갖게 되었을까?/ 깊은 바다에는 어떤 광물이 있을까?/ 우리나라 최초의 심해저 광물자원 탐사



02 망간각이란?

대표적인 심해저 광물자원, 망간각/ 망간각은 어떻게 만들어질까?



03 망간각 속 희토류 자원

'산업 비타민' 희토류의 가치/ 희토류 공급원을 다양화하려면



04 탐사의 시작! 망간각을 찾아 서태평양으로

본격적인 망간각 탐사에 앞서/ 망간각을 찾아 탐사에 나서다/ 처음 가본 마주로시(市)



05 망간각을 탐사하는 방법

깊은 바다 속은 어떻게 생겼을까?/ 망간각을 채취하는 장비들



06 드디어 광구 등록을 마치다

우리의 망간각 광구를 갖게 되다!/ 최종 광구를 선정하기까지



07 망간각에서 어떻게 필요한 금속을 얻을까?

망간각으로부터 금속을 추출하는 기술과 남은 과제



08 망간각으로부터 얻을 수 있는 이익은?

미래 자원으로서 망간각의 의미



부록

국제해저기구의 심해저 광구 탐사 계약 체결 현황

문재운 1955년 부산에서 태어나 고려대학교 지질학과를 졸업하고 미국 북일리노이대학교에서 석사, 조지아대학교에서 박사 학위를 받았다. 1991년부터 한국해양과학기술원에서 줄곧 심해저 광물자원 개발에 관한 연구를 해왔으며, 우리나라의 망간단괴, 해저열수광상, 망간각 광구 등록을 주도하였다. 심해해저자원연구부 부장과 응용기술연구본부 본부장을 비롯해 1999년부터 2017년까지 '남서태평양 및 인도양 해양광물자원 개발' 과제의 총괄책임자를 두루 지냈다. 지은 책으로 『해양과학총서 5_지구환경 변화사와 해저자원』(공저), 『수중 드론이라 불리는 자율무인잠수정』(공저) 등이 있다.