국제 연구진의 심해 연구: 암흑산소와 망간단괴의 발견

### 국제 연구진의 심해 연구: 암흑산소와 망간단괴의 발견

최근 국제 학술지 *네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)*에 발표된 연구는 심해에서 발견된 새로운 산소 생성 메커니즘을 밝혀냈습니다. 이 연구는 스코틀랜드해양과학협회(Scottish Association for Marine Science, SAMS)의 앤드루 스위트먼(Andrew Sweetman) 교수가 이끄는 국제 연구진에 의해 수행되었으며, 심해 생태계와 지구 생명체의 기원에 대한 기존의 과학적 이해를 뒤흔들고 있습니다.

#### 암흑산소의 발견
이 연구의 중심 주제는 ‘암흑산소(dark oxygen)’입니다. 암흑산소란 빛이 전혀 도달하지 않는 심해 환경에서 생성되는 산소를 의미합니다. 기존의 과학적 이론에 따르면, 지구상의 산소는 주로 광합성을 통해 생성됩니다. 광합성은 식물이나 해조류와 같은 광합성 생물들이 태양빛을 이용하여 산소를 생성하는 과정입니다. 하지만 이번 연구는 심해에서도 산소가 생성될 수 있음을 보여주며, 이는 지금까지의 과학적 통념을 뒤엎는 중요한 발견입니다【6†source】【8†source】.

연구팀은 태평양의 클라리온-클리퍼턴 존(Clarion-Clipperton Zone)에서 심해저를 탐사하며 이 발견을 이루었습니다. 이 지역은 심해 저층에 위치한 다금속 단괴(polymetallic nodules)들이 풍부한 곳으로, 이들 단괴는 망간, 니켈, 코발트 등 다양한 금속을 함유하고 있습니다. 이 단괴들은 현대 기술에 필수적인 금속 자원으로 주목받고 있으며, 전기차 배터리나 스마트폰 등의 제조에 사용됩니다【7†source】.

#### 망간단괴와 지오배터리 현상
연구팀은 이 심해저 단괴들이 암흑산소 생성의 핵심 역할을 한다는 사실을 발견했습니다. 단괴의 표면에서 측정된 전압은 약 0.95V에 달했으며, 이는 전통적인 AA 배터리의 전압인 1.5V와 유사합니다. 이와 같은 전압은 단괴들이 서로 모여 있을 때 더 큰 전압을 생성할 수 있다는 것을 의미합니다. 이러한 현상은 지오배터리(Geobattery)라는 용어로 불리며, 심해저에서 자연적으로 발생하는 전기 화학적 과정이 산소를 생성할 수 있음을 보여줍니다【5†source】.

이 발견은 망간단괴가 일종의 자연 배터리로 작동하며, 이로 인해 해수 전기분해(seawater electrolysis)가 일어나 수소와 산소가 생성될 수 있음을 시사합니다. 특히 이번 연구는 지난 10년 동안 해저에서 반복적으로 관찰된 이상한 산소 수치를 설명하는 데 중요한 단서를 제공했습니다. 초기에는 이 수치들이 오류일 것이라고 생각했으나, 다양한 측정 방법을 사용한 결과 동일한 결과가 나타나면서 연구팀은 새로운 발견에 도달할 수 있었습니다【8†source】.

#### 해저 생태계와 산소 생성의 재발견
암흑산소의 발견은 해저 생태계와 산소 생성 과정에 대한 새로운 이해를 제공합니다. 기존의 연구는 해저에서 산소가 소비되기만 한다고 생각했지만, 이번 연구는 해저에서도 산소가 생성될 수 있음을 보여주었습니다. 이 발견은 지구상에서 산소가 처음 어떻게 형성되었는지에 대한 질문을 새롭게 제기하며, 심해 생태계가 지구 생명체의 진화에 중요한 역할을 했을 가능성을 제안합니다【7†source】.

또한, 이 연구는 해저 광물 자원의 채굴이 해양 생태계에 미치는 잠재적 영향을 평가하는 데 중요한 자료를 제공합니다. 해저 단괴 채굴은 생태계에 큰 영향을 미칠 수 있으며, 암흑산소 생성 과정도 변화시킬 수 있습니다. 따라서 연구팀은 해저 광물 자원 개발 전에 이러한 발견을 충분히 고려해야 한다고 강조하고 있습니다【5†source】.

#### 결론
이번 연구는 해양 과학 분야에서 매우 중요한 발견으로 평가받고 있으며, 심해 생태계와 산소 생성 메커니즘에 대한 새로운 이해를 제공합니다. 암흑산소와 망간단괴에 대한 연구는 심해 생태계 보호와 지속 가능한 자원 개발의 중요성을 다시금 강조하며, 앞으로의 연구 방향에 큰 영향을 미칠 것입니다. 이러한 발견은 과학자들이 심해 생태계를 더욱 깊이 이해하고, 지구 생명체의 기원에 대한 새로운 이론을 수립하는 데 기여할 것입니다.