[최병관]'해저 노다지' 망간단괴

[사이언스칼럼]최병관 한국지질자원연구원 홍보팀장

▲ 최병관 한국지질자원연구원 홍보팀장

바야흐로 정보화 시대다. 정보화 시대의 첨병은 단연 스마트폰을 비롯한 휴대폰, 노트북, PC 등 첨단기기다. 전기 전자산업 발전에 따라 금속광물 자원에 대한 수요는 계속 늘어나고 있다. 하지만 광물자원은 유한하다.

그렇다면 이제 관심을 다른 곳으로 돌려보는 수밖에 없다. 지상의 광물자원에는 한계가 뚜렷하기 때문이다. 이제 바닷속 깊은 곳으로 눈을 돌려보자. 아직까지 바다는 미지의 세계로 남아 있다. 바다중에도 수심 수천~수만m에 이르는 심해저는 아직 인간의 정복을 허락하지 않고 있다. 일부 해양전문가들이 '미지의 보물창고'라고 하는 이유도 여기에 있다.

바닷속 미지의 보물은 단연 망간단괴. 망간단괴는 평균수심 5000m 이상의 심해분지에서 해수에 용해돼 있는 금속이온이 해저면 퇴적물 위의 상어 이빨이나 암석 파편 등에 달라붙어 있다. 마치 나무의 나이테처럼 동심원을 이루면서 100만년에 수㎜ 정도의 매우 느린 속도로 커가는 지름 3~10㎝ 정도의 감자만 하다. 망간단괴는 망간, 구리, 니켈, 코발트 등 40여종의 금속성분이 포함돼 있다. 이런 이유로 해저의 '검은 노다지' '검은 진주' '검은 황금' 등으로 비유된다.

우리나라는 1983년 북동태평양에서 첫 망간단괴 조사를 시작한 이래 지금까지 전 세계 공해(High Seas) 및 배타적 경제수역(EEZ)에서 활발한 심해저 광물자원 탐사를 수행하고 있다. 한국이 탐사를 수행중인 심해저 광물자원은 크게 망간단괴, 망간각, 해저다금속황화광체 등의 3가지 유형으로 나뉜다. 세계적으로 망간단괴 및 망간각 탐사는 각각 1950년대 말과 1980년대 초에 본격적인 탐사가 시작됐다. 이어 1994년 국제해사기구(ISA)를 통해 북동태평양 15만㎢를 등록한데 이어 2002년에는 최종적으로 7만5000㎢ 크기의 배타적 개발광구를 획득했다.

이 지역의 망간단괴 추정 매장량은 5억1000만t, 채광 가능량은 3억t으로 만약 연간 300만t을 생산할 경우 100년간 개발할 수 있는 규모다. 만약 심해저 등 바닷속에서 망간단괴를 캐낼 수 있게 된다면 수백조원에 달하는 경제효과를 기대할 수 있다. '망간단괴 개발=천문학적 경제효과'라는 등식이 성립된다.

하지만 실제 망간단괴를 채광할 수 있기까지는 참으로 많은 어려움이 예상된다. 바다밑 5000m에서 검은 황금을 끌어올린다는 것은 말처럼 쉽지 않다. 현재 한국지질자원연구원, 해양연구원 등은 망간 채취 로봇 실험을 바다밑 100m에서 성공했을 뿐이다. 망간단괴가 흩어져 있는 수심 5000m까지 내려가야 한다. 앞으로 가야할 길이 멀다.

실제 북동태평양 바다밑 5000m에서 망간단괴를 채광하는 것은 2025년 이후에나 가능할 것으로 전망된다. 현재 연구진은 2015년 수심 2000m에서 채광 실험을 성공시킨다는 계획아래 연구에 박차를 가하고 있다.

특히 망간단괴를 미래의 에너지원으로 활용하기 위해서는 넘어야 할 산이 많다. 우선 바다밑 5000m 이상에서 채취하기 때문에 망간단괴가 함유하는 수분은 전체 무게의 약 30%를 차지한다. 따라서 물을 제거하는 작업이 선행되어야 한다. 망간단괴 내부에 화학적으로 결합돼 있는 물도 빼내야 한다. 망간단괴에서 금속을 제조하는 과정에서 발생하는 유해가스와 폐수를 최소화하는 친환경적인 개발방법도 요구된다. 오염물질 유발 등 환경문제는 필수불가결한 문제가 되고 있다.

하지만 우리나라는 심해저 선진국인 일본 등이 먼저 광물 채취 실험을 했지만 로봇을 이용해 채광하는 시스템을 개발하는 등 앞선 IT기술력을 적극 활용하고 있다. 비롯 출발은 늦었지만 선진국을 따라잡을 수 있다는 계산도 IT기술력 때문에 가능하다. 로봇 스스로 망간단괴를 채광하는 시스템도 우리나라가 처음으로 선보였다.

바닷속 꿈의 에너지 망간단괴가 인류의 고민거리인 에너지 부족 문제를 해결할 수 있을지 기대된다.