첫 대양탐사 나서자마자 ‘대박’… 탐해3호, 서태평양서 해저 희토류 찾아

지질자원연, 수심 5800m 해저에서 고농도 희토류 발견
첨단 연구장비 큰 기여… 데이터 기반 과학탐사 확립
4월 2차 탐사 시 데이터 정밀도 높인 자원지도 완성 계획

탐해 3호가 스트리머를 늘어뜨려 심해저 지층구조의 데이터를 수집하고 있다. 지자연 제공.

중국이 미국에 이어 일본을 상대로 희토류 수출을 제한하면서 희토류 패권 전쟁이 격화되고 있다. 희토류는 전기차, 반도체, 배터리 등 첨단산업의 핵심 소재로 널리 쓰이면서 각국은 공급망 다변화에 사활을 걸어 왔다.

인공지능(AI)과 디지털 전환 등에 따라 희토류 수요가 가파르게 급증하면서 중국은 세계 최고의 희토류 매장량과 생산량, 정제 능력을 앞세워 전 세계 공급망을 사실상 독점하고 있다. 최근에는 중국이 대미·대일 견제 카드로 희토류 수출 제한을 취하고 있어 독점현상은 더욱 심화되고 있다.

이처럼 글로벌 자원 안보 핵심으로 부상한 희토류는 지각 내에 광범위하게 분포하고 있다. 하지만, 채산성 있는 고농도 광상은 제한적이고, 육상 광상의 경우 정제 과정에서 방사성 물질을 다량 배출하는 등 환경적 제약을 안고 있다.

탐해 3호가 희토류 부존을 확인한 서태평양. 지자연 제공.

해저 희토류는 진흙에 묻혀 있으며 고성능 영구자석 제조에 필수적인 중희토류 함량이 높으면서 방사성물질 함량이 낮아 차세대 핵심광물 공급망으로 주목받고 있다.

이런 가운데 우리나라가 자체 건조한 최첨단 물리탐사선이 서태평양에서 고농도 희토류가 묻혀 있음을 확인했다.

한국지질자원연구원은 지난해 7월 첫 대양 탐사에 나선 '탐해 3호'가 수심 5800m 심해저에서 해저 퇴적물을 원형 그대로 채취하는 피스톤 코어링 시추를 통해 최대 3100ppm, 평균 2000ppm 이상의 고농도 희토류를 찾아냈다고 15일 밝혔다.

이번 성과는 탐해 3호의 핵심 인프라인 '8.1㎞ 장거리 스트리머'를 활용해 결실을 맺었다. 스트리머는 선박 뒤쪽에 길게 늘어뜨려 사용하는 수평형 해상 수진기다. 길이가 길수록 심해저 심부에서 반사되는 저주파 음파를 다양한 각도에서 수집해 심해저 지층 구조를 더 넓고 깊게 들여다 볼 수 있다.

탐해 3호가 서태평양에서 피스톤 코어링 시추를 하는 모습. 지자연 제공.

특히 8.1㎞에 걸쳐 촘촘하게 배치된 648개 채널의 센서는 미세한 신호를 포착해 수심 5800m 아래 복잡한 지질구조를 선명한 영상으로 제공한다.

연구팀은 방대한 해저 지층 자료를 정밀 분석해 3곳의 시추 지역에서 모두 고농도 시료를 확보했다. 데이터에 기반한 과학탐사를 통해 해저 광물탐사에 드는 막대한 비용과 시간을 줄이면서 개발 리스크도 최소화했다.

지질자원연은 전체 해양 3분의 2를 차지하는 공해 탐사에 선제적으로 나서겠다는 전략이다. 공해에서 확보한 자원은 국제해저기구(ISA)가 관리하는 '인류 공동 유산'으로, 먼저 데이터를 확보하면 독점적 탐사 권한을 가질 수 있다.

지질자원연은 오는 4월 예정된 탐해 3호 2차 탐사에서는 희토류 부존을 확인한 해역의 탐사 밀도를 높여 정밀한 자원 지도를 완성할 계획이다.

김윤미 지자연 해저지질연구센터장은 "우리 기술로 유망 지역을 직접 예측해 희토류를 찾아낸 성과로 해저 자원 탐사기술 자립화의 큰 진전"이라며 "2차 탐사를 통해 데이터 정밀도를 높여 우리만의 독자적인 해저 자원 영토를 확보하겠다"고 말했다.

한편 '바다 위 연구선'으로 불리는 탐해3호는 6862톤 규모의 3D·4D 물리탐사연구선으로, 해양 탄성파(음파)를 이용해 지하 자원 분포를 3차원으로 영상화하는 세계 최고 수준의 탐사 장비를 갖추고 있다.

이준기 기자 bongchu@dt.co.kr