뇌가 보이는 물고기 ‘배럴아이’부터 ‘발광해파리'까지! 고화질로 만나는 심해의 신비 | “최초 탐사 남태평양 심해를 가다” (KBS 110605 방송)

간략한 요약

이 다큐멘터리는 대한민국 최초의 심해 탐사 여정을 담고 있으며, 과학자들이 심해의 신비와 해저 열수 광상의 경제적 가치를 탐구하는 과정을 보여줍니다. 주요 내용은 다음과 같습니다.

• 심해 탐사의 시작: 대한민국 탐사팀이 첨단 장비를 활용하여 남태평양 심해를 탐사하며 겪는 어려움과 성과를 보여줍니다.
• 심해 생태계의 발견: 빛이 전혀 없는 심해에서 독특한 생태계를 이루며 살아가는 다양한 생물들을 소개하고, 이들의 생존 방식과 진화 과정을 설명합니다.
• 열수 광상의 탐사: 해저 열수 광상의 생성 원리와 경제적 가치를 탐구하고, 대한민국이 획득한 독점 탐사권 해역에서 열수 광상을 발견하는 과정을 상세히 묘사합니다.
• 생명의 기원: 열수 분출구 주변의 생태계를 통해 생명의 기원에 대한 새로운 시각을 제시하고, 심해 환경이 원시 지구와 유사하다는 점을 강조합니다.

우주의 시작과 지구의 탄생

160억 년 전 우주 대폭발 이후, 소행성 충돌을 거쳐 태양계가 형성되고 원시 지구가 탄생했습니다. 쉴 새 없이 끓어오르며 지각을 형성하고, 열기가 식어 붉은 바다가 만들어지는 등 지구는 생명력을 갖추기 위한 40억 년의 시간을 기다립니다. 과학자들은 이 적막한 심해에서 탐사를 시작합니다.

최첨단 심해 탐사

최첨단 무인 잠수정(ROV)을 이용하여 심해 탐사가 시작됩니다. LED 조명과 고해상도 카메라를 통해 심해의 모습이 드러나고, 인간의 상상을 뛰어넘는 심해 생명체들이 발견됩니다. 대한민국 탐사팀은 강력한 생명력으로 살아 숨 쉬는 심해의 마지막 미개척지에 첫 발을 내딛습니다.

남태평양으로 향하는 탐사선

뉴질랜드에서 출발한 최첨단 연구 선박 '아라온호'는 남태평양으로 향합니다. 엄격한 기준으로 선발된 연구팀과 기술진은 심해 탐사를 수행할 수중 로봇 '아라온 ROV'를 준비합니다. 이 로봇은 수압을 견디고 최신 탐사 장비가 장착되어 있으며, 미국, 일본 등 해양 강국에서만 사용되는 최첨단 잠수정입니다.

심해 탐사 시스템

아라온 ROV는 선박에서 원격으로 조정되며, 고해상도 카메라를 통해 실시간으로 심해를 관찰할 수 있습니다. 로봇 팔을 이용하여 심해의 퇴적물을 채취하는 등 통합 탐사가 가능합니다. 기존 탐사 방식과 달리, 직접 눈으로 보면서 샘플을 채취하고 필요한 정보를 얻을 수 있어 탐사의 효율성을 높입니다.

통가 해역으로 향하는 여정

탐사팀은 남태평양 한가운데 위치한 통가 공화국 해역으로 향합니다. 목적지까지는 2,500km로, 아라온호는 5일이 걸리는 거리입니다. 탐사팀은 해저 광물자원 탐사 전문가, 해저 지각 시스템 연구 전문가, 광물 성분 분석 전문가 등으로 구성되어 있습니다. 이들은 심해 탐사를 통해 우주 탐사와 같은 기분을 느낀다고 말합니다.

예상치 못한 난관

탐사 해역에 도착했지만, 높은 파도와 악천후로 인해 항로 수정이 불가피합니다. 탐사팀은 시간을 절약하기 위해 24시간 탐사 체제로 돌입하고, CTD 장비를 이용하여 해수를 채취하고 수심을 측정합니다. 또한, 멀티플 코어 작업을 통해 해저 퇴적물을 채취하여 분석합니다.

심해 탐사의 현실

기존 탐사는 작은 시료 채취에 의존하여 심해를 미루어 짐작할 수밖에 없었습니다. 하지만 이번 탐사에서는 대형 시료 채취 장비를 이용하여 심해의 전체적인 모습을 파악하고, 실제 분포를 정확하게 파악할 수 있습니다.

무인 잠수정 투입

탐사팀은 무인 잠수정 ROV를 가동하는 작업에 착수합니다. 대한민국 최초의 본격적인 심해 탐사로, 기대와 걱정이 교차하는 가운데 ROV가 바다로 들어섭니다. 해저에 근접한 ROV는 해저면을 탐색하며 이동합니다.

심해 생명체의 발견

ROV에 장착된 카메라가 고해상도 영상을 실시간으로 전송하기 시작합니다. 수심 400m 지점에서 해저면이 드러나고, 심해 말미잘 등 다양한 생명체가 발견됩니다. 심해 어류는 가슴지느러미를 이용하여 걸어 다니고, 붉은색을 띤 해삼은 날카로운 가시로 침입자를 공격합니다.

심해 탐사의 역사

40억 년 전 원시 지구는 소행성 충돌로 인해 영암에 덮여 있었고, 바다는 일순간 말라 버렸습니다. 이후 열기를 식히면서 물이 되어 내리고 거대한 바다가 만들어졌습니다. 1934년 윌리엄 티비 박사는 인류 최초로 심해 탐사 계획을 세우고 잠수정을 이용하여 심해 생물을 관찰했습니다.

심해 생물의 특징

심해에서 발견된 생물들은 투명한 몸, 크게 발달한 눈, 발광체 등 독특한 특징을 가지고 있습니다. 투명한 몸은 빛이 약한 환경에서 위장에 유리하고, 크게 발달한 눈은 적은 양의 빛으로도 사물을 볼 수 있게 해줍니다. 발광체는 어둠 속에서 다른 생물들과 소통하거나 먹이를 유인하는 데 사용됩니다.

심해 생물의 생존 방식

심해 생물들은 다양한 방식으로 먹이를 구하고 생존합니다. 거미줄 같은 집을 짓고 유기물을 붙잡아 먹는 생물, 덤보를 연상시키는 지느러미를 가진 문어, 뱀파이어 오징어 등 독특한 생존 방식을 가진 생물들이 존재합니다. 또한, 심해 아귀는 머리에 발광기를 흔들어 사냥감을 유인하고, 날카로운 이빨로 물어 버립니다.

심해 생물의 발광

빛이 전혀 들어오지 않는 심해에서 생물들은 발광을 통해 소통하고 생존합니다. 비테 파리는 몸에 난 작은 돌기들이 발광하며 아름다운 빛을 냅니다. 심해 생물의 발광 시스템은 생명과학 분야에서 주목받고 있으며, 노벨상을 받을 정도로 첨단 과학으로 인정받고 있습니다.

심해 탐사의 역사와 미래

미국 우즈홀 해양 연구소는 4대의 심해 잠수정을 보유하고 있으며, 제이슨은 그중 하나로 수심 6,500m까지 탐사할 수 있습니다. 이 잠수정을 통해 과학자들은 해저 화산 폭발을 목격하는 등 놀라운 발견을 하기도 했습니다. 심해 탐사는 인류의 미래를 바꿀 중요한 연구 분야입니다.

탐사의 위기

수심 400m까지 시험 탐사에 성공한 탐사팀은 본격적인 심해 탐사를 눈앞에 두고 있었지만, ROV를 내려보내는 케이블이 꼬이는 사고가 발생합니다. 또한, 케이지와 잠수정을 지탱하는 크레인에 과열 신호가 포착되어 잠수정을 잃을 수도 있는 긴박한 상황이 벌어집니다.

탐사의 재개

수리 끝에 탐사가 재개되었지만, 케이지 분리 후 잠수정이 멈춰서는 문제가 발생합니다. 원인을 조사한 결과, 메인 모터의 핵심 부품이 부러진 것이 확인됩니다. 남태평양 한가운데에서 부품을 구할 길이 없어 탐사는 중단될 위기에 처합니다.

포기하지 않는 열정

연구원들은 포기하지 않고 싱가포르에 부품이 있다는 정보를 입수합니다. 통가에 있는 한국해양연구원 직원이 나서 34시간을 단축하여 부품을 공수해 옵니다. 11년에 걸쳐 준비해온 대한민국 최초의 심해 탐사는 암초에 부딪혔지만, 탐사팀은 포기하지 않고 어려움을 극복해 나갑니다.

심해 열수 광상 탐사

탐사팀은 해저 열수 광상을 찾는 것을 목표로 합니다. 열수 광상은 뜨거운 물이 해저에서 솟아 나오면서 만들어지는 광상으로, 금, 구리, 아연 등 다양한 광물을 함유하고 있습니다. 대한민국은 2008년 통가 인근 해역에 독점 탐사권을 획득하고, 탐사를 진행해 왔습니다.

열수 광상의 가치

열수 광상은 육상 광산에 비해 순수한 광물을 얻을 수 있다는 장점이 있습니다. 세계 각국은 해저 광물 자원 확보를 위해 경쟁하고 있으며, 일본은 이미 1975년부터 심해 광물 탐사를 시작하여 유망 지역의 탐사권을 획득해 왔습니다.

탐사 재개와 열수 분출구 발견

탐사가 재개되고, 아라온호는 열수 분출구를 발견할 확률이 높은 지점으로 이동합니다. ROV는 해저 사면을 타고 하강하며, 변질된 암석들을 확인합니다. 마침내 탐사팀은 대한민국 최초로 열수 분출구를 발견합니다.

심해 열수 생태계

열수 분출구 주변에는 관벌레, 심해 고동 등 다양한 생물들이 서식하고 있습니다. 이들은 열수에서 나오는 화학 물질을 에너지원으로 살아가는 독특한 생태계를 이루고 있습니다. 열수 분출구 주변은 심해의 오아시스와 같은 역할을 합니다.

생명의 기원과 열수 생태계

열수 생태계는 원시 지구 환경에서 생명이 어떻게 탄생했는지를 짐작하게 해줍니다. 가설에 따르면, 영암이 끓어오르는 원시 지구의 심해에서 DNA가 합성되고, 황화수소를 먹는 박테리아가 생겨났습니다. 이 박테리아는 대기의 이산화탄소를 흡수하여 산소를 만들어내고, 새로운 지구 환경에 적응했습니다.

탐사의 성과와 과제

탐사팀은 열수 분출구에서 관벌레를 채취하고, 생명의 기원을 밝혀낼 중요한 단서를 얻습니다. 또한, 심해 탐사 경험을 통해 세계 수준의 연구를 진행할 수 있다는 기대감을 갖게 됩니다. 하지만 경제적인 성과를 내지 못하면 탐사가 중단될 수 있다는 과제도 안고 있습니다.

열수 광상 발견

탐사팀은 수심 1,000m 지점의 해저 산에서 상당한 규모의 열수 분출구를 발견합니다. 오랜 시간의 노력과 간절한 기도 끝에, 2011년 4월 18일 탐사팀은 마침내 해저 열수 광상을 발견합니다.

경제성 평가와 미래

해저 1,000m에서 채취한 열수 광상 광물 분석 결과, 대한민국 첫 번째 열수 광상은 경제성 높은 금속을 다량 함유하고 있습니다. 특히 금 함유량은 육상 광산의 손익분기점을 3배 이상 뛰어넘는 수준입니다. 탐사팀은 경제적 가치가 약 5조 원 이상일 것으로 예측하고 있습니다. 인프라가 부족한 열악한 환경 속에서도 대한민국 심해 탐사의 첫 장을 성공적으로 마무리한 연구원들의 도전은 2차 탐사로 이어집니다.