빙하코어·달 탐사장비 개발 한창
“드르륵~ 드르륵~”
남위 74도 37분, 동경 164도 12분 지점에 위치한 남극장보고과학기지 앞 테라노바만(灣)에서 전동모터가 돌아가는 소리가 나기 시작했다. 날카로운 드릴이 얼음을 뚫고 끝없이 들어가자 얼음을
파쇄하는 속도와 깊이가 계측기로 전송됐다. 모니터를 보고 있는 연구원의 표정이 자못 진지하다.
지난 12월 남극장보고과학기지 하계 연구 현장에서 만난 이홍철·유병현 한국건설기술연구원 박사는 달 탐사장비 개발과 월면토 구현을 위한 연구에 한창이었다. 남극이 우주로 직접 가지 않고 달과 유사한 환경을 제공할 수 있는 유일한 장소인 까닭이다.
달 표면 시추장비를 사용해 연구하는 모습
미국과 러시아, 중국, 일본 등 세계 강국들은 지구상 가장 혹한의 지역인 남극에서 우주와 지구의 비밀을 풀 수 있는 단서를 찾고 있다. 남극 이빨고기, 크릴, 플랑크톤 등 해양 생물자원을 이용할뿐 아니라 지금까지 세상에 출현하지 않았던 신 에너지 자원 발굴까지 과학 연구 경쟁이 치열하다.
남극은 1961년 남극조약 발효 이후 지금까지 주인없는 땅이다. 군사적 영토 점유 대신 자유로운 과학적 연구를 위한 토대로 자리 잡았다. 다만, 남극조약 만료기간인 2048년 이후 각 나라가 다시 영토 소유권을 주장할 수 있다는 우려도 나온다.
이러한 이유로 극지 과학자들은 남극에서 연구 성과를 많이 가져갈수록 향후 국가간 경쟁에서 유리한 고지를 점할 수 있다고 말한다. 미국과 러시아는 남극대륙에 대한 영토 소유권 의사를 분명히 밝히지 않고 미뤄놓고 있는 상황이다.
남극의 바다얼음은 1년 중 12월~3월 여름을 맞아 녹기 시작한다.
남극에는 이끼류도 서식한다.
김정훈 극지연구소 박사가 팀원들에게 설명을 하고 있다.
남극 바다얼음 밑에 서식하는 실버피쉬
남극장보고과학기지는 2014년 설립됐다.
아델리펭귄들이 극지연구소 연구원들이 생활하는 텐트를 방문했다.
남극장보고과학기지 내 이정표.
우리나라는 2014년 장보고기지 개소로 남극에 2개의 상주기지를 갖는 세계 10번째 나라가 됐다.
우리나라는 1985년 남극 해양생물자원에 관한 보존 협약(까밀라, CCAMILR)과 1986년 남극조약에 가입하면서 극지 연구에 첫 발을 내딛었다. 1989년에는 남극조약 협의당사국으로 격상돼 남극 자원 이용과 과학연구 분야 기여도 요구받았다.
남극 연구를 위한 우리나라의 토대는 세종과학기지와 장보고과학기지다. 1988년 세종과학기지 건설에 이어 2014년 남극장보고과학기지가 문을 열자 우리나라는 남위 60도 이남 지역에 2개 이상의 상주 연구기지를 보유한 세계 10번째 국가가 됐다.
특히 장보고과학기지는 남극대륙의 심장부로 향하는 관문이다. 바다와 맞닿아 보급이 유리하고 남위 70도 이하 남극대륙 내 위치하고 있어 고층대기, 빙하 연구 등 지금까지 세종과학기지에서 할 수 없는 연구도 할 수 있다.
그동안 미국과 러시아, 이탈리아, 일본, 중국 등 세계 각국은 남극 내륙 연구에 힘을 쏟았다. 내륙기지를 건설해 대륙 밑 빙하 속에 고이 잠들어 있는 지구의 기원과 자원 탐색에 열을 올린 것이다.
남극의 주요 기지 지도
극지 연구 후발주자인 우리나라도 이제 내륙기지 건설을 향해 한 발씩 나아가고 있다. 극지연구소 K-루트 사업단이 장보고과학기지에서 남극점까지 주행거리 3000km에 이르는 육상로를 개척하는 중이다.
이 육상로가 확보되면 우리나라도 내륙기지 건설과 남극 얼음 밑에 숨어있는 호수 ‘빙저호’를 찾는 연구의 발판을 마련하게 된다. 현재 빙저호에는 영화 속 냉동인간을 구현할 수 있는 비동결세포나 알려지지 않은 고대 미생물이 존재할 것으로 추정된다.
빙저호 탐사는 탄성파 탐사파를 통해 호수 생성이 가능한 후보지를 찾고, 시추 장비를 통해 호수까지 이르는 기술을 필요로 한다. 시추 장비의 경우 둥근 원통형의 얼음기둥인 ‘빙하코어’를 얼마나 깊은 곳에서 온전히 꺼내냐가 관건이다.
남극장보고과학기지에서 내륙으로 향햐는 길
극지연구소 MPA팀 대원들이 아델리펭귄 둥지를 보고 있다.
극지연구소 대원들이 설치한 무인캠은 아델리펭귄의 둥지를 관찰한다.
얼음 기둥 모양의 빙하코어는 과거의 시간을 간직한 타임캡슐로 불린다.
국제 공동 연구팀이 빙저호 ‘윌런스 호수’에서 퇴적물을 끌어올렸다 /네이처
빙하코어 속에는 100만년 이전의 공기가 갇혀 있다. 대기과학의 타임캡슐이라고 부르는 이유다. 실제 이탈리아와 프랑스가 공동으로 운영하는 내륙기지 콩코르디아는 지하 3800m의 빙하코어를 시추해 86만년 전 지구 대기 중 이산화탄소 농도 정보를 밝혀냈다.
또 1991년 러시아 극지연구자들은 3만5000년 전 빙하코어가 다른 빙하코어와 달리 ‘베릴륨’의 양이 많다는 결과를 얻어 지구에서 150광년 떨어진 우주에서 당시 초신성 폭발이 있었다는 사실을 찾아냈다.
김예동 극지연 극지지구시스템연구부(전 극지연구소장) 박사는 “빙저호 탐사나 달 탐사장비 개발 등은 세계에서도 이제 막 시작한 연구 분야”라며 “각국과 경쟁이 벌어지는 이곳이야말로 새로운 냉전의 현장”이라고 말했다.
인터뷰
"이홍철·유병현 박사가 남극 얼음을 뚫는 이유는 무엇일까요"
