KIGAM 한국지질자원연구원

‘탐사’는 새로운 가능성을 찾는 첫 번째 단계다.

콜럼버스가 신대륙을 발견하고 챌린저호가 심해 생물을 발견하면서,

인류의 시야는 더욱 넓어졌다. 그렇기에 발견을 위한 탐사는 매우 중요하다.

 KIGAM은 땅과 바다를 아우르며, 개척지를 발견하기 위해 광활한 탐사를 진행하고 있다.

새로운 발견의 시작 탐사, 우리는 땅과 바다를 탐사해 무엇을 밝혀낼 수 있을까.

발견을 위한 탐사

땅과 바다에서 이뤄지는 탐사의 공통적인 목적은 ‘자원 채취’다. 우리 나라 산업은 제조업이 기반이다. 때문에 산업에 ‘광물자원’은 필수 전제다. 또한 에너지 수요 대부분은 석유？석탄？천연가스가 차지한다.

하지만 우리나라는 광물 ？석유자원 대부분을 수입에 의존한다. 자원을 안정적으로 확보하기 위해서라도 광물 ？석유자원을 개발하는 일은 무척이나 중요하다.

땅속에 매장된 광물자원은 대부분이 저품위이다. 채취하기도 어려워 다양한 기술이 필요하다. 지표에서 쉽게 찾을 수 있는 광물자원은 고갈되었기 때문에, 고심도로 접근해야 한다. 광물자원을 원활하게 수급하고 에너지 고갈을 대비하기 위해서라도 고심도·저품위 광물자 원을 개발해야만 하는 이유다.

해저에는 무궁무진한 광물자원이 존재한다. 지구에서 바다가 약 71%를 차지하고 있으니, 광물자원이 ‘망망대해’처럼 널려있는 셈이 다. 특히 첨단산업의 기초 소재인 니켈, 코발트, 구리 등을 함유한 ‘망간단괴’는 해저의 검은 노다지라 불린다. 매장량만도 약 4억 2,000만ton으로 100년 동안 연간 300만ton씩 채광할 수 있는 막대한 양이다. 해저에는 망간단괴 외에도 망간니즈각, 열수광상 등 미래의 광물자원이 매장되어 있다. 육지에서 광물자원이 고갈되어 가고 있는 만큼, 심해자원은 자원고갈에 대비한 보물창고라 할 수 있다.

한편, 우리나라가 95번째 산유국이라는 사실을 아는 사람은 많지 않다. 울산 남동쪽 약 60km 지점에 있는 동해-1 가스전은 2004년부터 가스 생산을 시작, 약 2조 4천억 원의 수입대체 효과를 거뒀다. 현재 생산 종료 시점이 다가오고 있어, 추가 유망구조를 찾기 위한 해저 석유탐사가 필요하다.

또한 해저는 지구의 비밀을 풀 중요한 지질학적 정보를 간직하고 있다. 이를 분석하고 연구한다면 지질재해의 비밀과 생명 진화의 비밀을 풀 수 있는 단서가 제공될 것이다. 해저 연구가 이뤄져야 할 수 밖에 없는 이유다.

땅속에 숨겨진 노다지를 찾아라

자원탐사개발연구센터는 땅속의 자원을 찾고 개발하는 연구를 한다. 자원을 개발하기 위해서는 우선, 개발 지역에 자원이 존재하는 지를 파악해야 한다. 개발 가능성이 있는 땅을 찾기란 쉬운 일이 아니다. 탐사를 통해 다양한 자료를 획득하고, 이를 분석하여 개발 가능성 여부를 결정한다. 크게 ‘광물자원 조사’, ‘물리탐사’, ‘자원개발’로 나눌 수 있다. 광물자원 조사 및 물리탐사 단계는 땅속에 자원이 있는지, 개발 가능 성이 있는지를 판단하는 연구라 생각하면 된다. 이를 위해 자원탐사 개발연구센터는 광역적인 규모에서 자원이 존재하는지 실마리를 찾기 위한 ‘광역탐사’, 광물자원의 부존 위치를 찾기 위한 ‘정밀탐사’, 정확한 부존량을 산정하는 ‘매장량 평가’ 등을 하고 있다. 탐사 결과로 개발 가능성이 높다면 광물을 채굴하기 위한 단계에 접어든다.

그렇다면 국내에서는 어느 곳을 개발하고 있을까. 태백산 광화대를 중심으로 금속광 탐사가 이뤄진다. 태백산 광화대는 광물자원이 많이 매장되어 있을 것이라 여겨지나, 개발되지 않고 있다. 지형이 험준하고 광물자원 대부분이 고심도에 위치하고 있어 탐사가 쉽지 않기 때문이다. 하지만 자원탐사개발연구센터는 현재에 안주하지 않고 새로운 연구 개발을 접목하며, 노다지를 발굴하기 위한 노력을 아끼지 않고 있다. 한편 자원 탐사는 해외에서도 이뤄진다. KIGAM은 몽골, 미얀마에서 동광 및 크롬광을 발굴하기 위한 탐사를 진행하고 있다. 또한 미래 에너지 자원으로 급부상한 리튬을 개발하기 위해 카자 흐스탄, 우즈베키스탄에서 리튬광 탐사를 진행하고자 한다.

최근 자원탐사개발연구센터는 탐사 기술을 고도화하기 위해 ‘융합’ 연구를 펼치고 있다. 광물자원의 저품위화, 광물 채굴의 심부화로 자원 탐사가 더욱 어려워지고 있기 때문. 기존의 방법으로만 탐사를 진행하기에는 한계가 있어 자원탐사개발연구센터는 다양한 기술을 탐사 기술에 접목하고 있다. ‘3D 지질모델링 플랫폼 기반의 광물자원 예측 기술’은 머신러닝 기술을 접목한 사례다. 탐사 자료의 정밀도를 높이는 데 기여하고 있으며, 현재는 해외에서 이뤄지는 탐사에 적극 활용되고 있다. 이뿐만 아니라 자원 탐사 기술에 드론·클라우드 컴퓨 팅·VR/AR·머신러닝을 연동하는 기술을 개발하고 있다. 본 기술이 상용화된다면 산업 현장의 생산성 제고에 큰 기여를 할 것이라 기대 한다.

해저 탐사의 시대

해저지질탐사연구센터는 그야말로 해저가 간직한 비밀을 풀기 위한, 연구를 수행하고 있다고 해도 과언이 아니다. 바다는 지구에서 71%의 영역을 차지하지만, 해저면의 99%는 여전히 미지의 영역이다. 광활 하고 깊은 만큼, 해저는 가능성의 공간이기도 하다.

해저지질탐사연구센터는 해저 퇴적물을 바탕으로 과거 기후변화를 추정하는 연구를 수행한다. 해저 퇴적물은 과거의 기록이 비교적 잘보존되어 있어, 과거 지구환경을 유추할 수 있는 유용한 단서다. 시추해 얻은 해저 코어로 극지방·중위도·적도 같은 지역의 과거 기후 및환경 변화를 추정할 수 있다. 과거 기후변화를 통해 미래의 기후변화도 예측할 수 있다.  자원을 획득하기 위한 탐사도 진행된다. 해저 탐사는 육상 탐사와 비슷하다. 자원 부존 유망 지점을 파악하기 위한 해저 탐사, 고성능 컴퓨 터를 이용해 취득한 빅데이터 자료를 처리·분석·해석하고 자원의 부존량을 평가하는 일, 개발 가능성을 판단하는 등의 연구를 수행한다.

이러한 탐사를 토대로 해저지질탐사연구센터는 동해 울릉분지 내 해저 가스하이드레이트를 발견하는 연구 성과도 얻었다. 해저지질탐사연구센터는 국내에서는 유일하게 물리탐사연구선 ‘탐해 2호’를 보유하고 있다. 탐해 2호는 약 2,000ton급 규모로 37명이 탑승할 수 있으며, 해저 지질도 작성, 석유가스 자원 탐사 등을 수행한 다. 하지만 건조된 지 20년이 넘어가고 있어 노후화가 심각해지고 있다. 이에 따라 해저지질탐사연구센터는 탐해 2호를 이을 5,000ton급 탐해 3호를 건조할 예정이다. 탐해 3호는 대륙붕뿐 아니라 심해, 극지등 더욱 넓은 지역을 대상으로 항해하게 된다. 이를 통해 해저 지질 탐사 역량이 더욱 고도화될 것으로 기대하고 있다.

한편, 해저지질탐사연구센터는 1975년부터 2015년까지 우리나라 주변 해역을 대상으로 1:25만 축적의 광역지질 주제도를 제작한 바 있다. ‘주제도’란 특정한 주제를 표현하기 위해 제작하는 지도다. 해저에 분포하는 퇴적층을 대상으로 탐사한 뒤, 탐사 결과를 바탕으로 주제 도를 작성한다. 현재 발간하는 주제도로는 해저지형도, 해저 퇴적물 평균입도 분포도, 해저 퇴적물 유형 분포도 등이 있다. 최근에는 우리 나라 연근해를 중심으로 1:10만 축적의 정밀 주제도를 발간하기 위한 조사를 실시하고 있다. 이처럼 해저지질탐사연구센터는 끊임없는 도전과 열정으로 해저 연구의 중추적인 역할을 담당하고자 한다.

새로운 발견을 위해 수많은 발전을 거듭하는 KIGAM. 땅과 바다를 넘나드는 KIGAM의 연구를 통해, 아직 인류가 도달하지 못한 미개척지에 다가서길 바라본다. 그곳은 아마도 희망으로 가득할 것이다.