여의도 1.5배 면적 한번에 훑는다…'바닷속 노다지' 찾는 탐사선 출항

6900톤(t) 규모 3차원·4차원(3D·4D) 물리탐사연구선
강력한 공기 폭탄 터뜨려 해저 지질 탐사…석유·가스·희토류 등 자원 발굴
'최첨단' 성능에 전 세계서 이용 요청 쇄도…국제협력 발판

바다 위 항해를 첫 시작하는 탐해3호의 모습. /사진=한국지질자원연구원

지난달 23일 오전, 부산항 연안 여객터미널에서 작은 어선에 올랐다. 배가 30분간 파도를 가로지르며 나가자 멀리 '탐해 3호'의 거대한 선체가 시야에 들어왔다. 전장 92미터(m)에 폭 21m, 무게 약 6900톤(t). 취항 직전의 '최신식' 탐사선다운 깨끗하고 새하얀 외관이 햇빛을 받아 번쩍였다.

탐해 3호는 대륙붕, 대양, 극지 등 전 세계 해역을 돌며 바닷속에 묻힌 해저 자원을 탐사하는 고기능 3차원·4차원(3D·4D) 물리탐사연구선이다. 석유·가스는 물론 희토류 등 희귀자원의 유망지를 찾는다. 이산화탄소 포집·저장을 위한 '해저저장플랫폼' 후보지도 물색한다. 선박 설계·건조부터 운영까지 전체 R&D(연구·개발)를 주관한 한국지질자원연구원(지질자원연·KIGAM) 해저지질탐사연구센터는 "탐해 3호가 지난 10년간 전세계를 통틀어 유일하게 새로 건조된 최신 탐사 연구선"이라고 밝혔다. 그야말로 '세계 최첨단' 물리탐사선이라는 뜻이다. 지질자원연은 지난달 31일 포항 영일만항에서 탐해 3호 취항식을 열었다.

공기 폭탄을 터뜨려 생긴 탄성파를 스트리머 속 수진기가 감지해 지구 내부 구조를 파악한다. 이를 통해 액체 혹은 기체류 자원의 매장 여부를 알아낼 수 있다. /사진=한국지질자원연구원

탐해 3호는 '해양 탄성파'를 분석하는 데 최적의 장비를 갖췄다. 1996년부터 27년 간 활동한 물리탐사선 탐해 2호 대비 성능을 크게 확대했다. 탄성파를 수신하는 수진기가 내장된 '스트리머'를 8개로 늘리고, 공기폭탄을 발생시키는 에어건(airgun) 시스템도 1.5배 확대했다. 빙산과의 충돌에서 선박을 보호할 수 있는 '내빙 구조'를 갖춰 북극 등 극한 환경에서도 탐사가 가능하다.

탄성파는 지질 내부로 전달되는 파동을 말한다. 바닷속에서 에어건으로 공기 폭탄을 터뜨리면 발생한 파동이 해저 바닥으로 전달된다. 탄성파는 지층 경계면과 부딪히면서 반사하는데, 이때 경계면 물질의 상태에 따라 반사되는 파동(반사파)이 달라진다. 반사파를 분석하면 석유(액체), 가스(기체) 등 땅과 다른 물질이 바닷속에 존재하는지 여부를 추정할 수 있다.

최윤석 해저지질탐사연구센터장은 "한 줄 당 6㎞ 길이의 스트리머 8개를 100m 간격으로 바닷속에 나란히 늘어뜨리면, 여의도 면적 1.5배(축구장 590개)에 달하는 해저 영역을 마치 거대한 붓으로 땅을 쓸어내리듯 한 번에 탐사할 수 있다"고 했다.

6㎞ 길이의 스트리머 8개를 100m 간격으로 바닷속에 나란히 늘어뜨리면 여의도 면적 1.5배에 달하는 너비가 된다. /사진=한국지질자원연구원

또 "넓은 영역을 평면적으로 훑어 자원 유망 지역을 대략 파악하는 2D 탐사, 이를 통해 추려낸 탐사 영역의 공간적 규모를 알아내는 3D 탐사, 탐사 영역 시간에 따른 변화를 분석하는 4D 탐사까지 가능하다"고 말했다. 탐해 3호가 고기능 3D·4D 물리탐사 연구선으로 불리는 이유다.

첫 탐사는 6월 중 서해 군산 분지에서 시작한다. 대기 중 이산화탄소를 포집해 해저에 묻는 '해저 이산화탄소 저장 기술'을 적용하기 위해 서해 군산 분지에서 이산화탄소 저장 유망지를 탐사한다. 2025년엔 태평양 전역의 해저 퇴적물에서 희토류 매장 정보를 확인하고, 희토류 발굴을 위한 정밀탐사 후보지 선정에 나선다.

이 밖에도 국내 대륙붕의 석유·가스 자원 공동탐사, CCS(탄소 포집 및 저장) 모니터링 탐사를 비롯해 전 세계 대양을 대상으로 한 해저 자원 탐사, 해저 지질재해 요인 파악, 해저 지질정보 구축 등의 임무를 수행한다. 탐사선의 평균 선령(새로 만든 배를 처음 물에 띄운 때로부터 지나간 햇수)을 고려할 때, 최소 25년간 활약할 것으로 기대된다.

김병엽 지질자원연 해저지질에너지연구본부장은 "이미 미국, 일본 등의 기관·산업체에서 탐해 3호 공동 활용 요청이 이어진다"며 "연구 목적 사용을 우선시하되, 국제협력 차원의 활용 방안을 차근히 준비할 것"이라고 밝혔다.

박건희 기자 wissen@mt.co.kr