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심토층의 퇴적물이 노출된 곳은 희끄무레 한 곳으로 변해, 해저의 갈색 표면층은 얇거나 사라져.
파헤친 지역의 박테리아 수는 1/3로, 신선한 흔적도 절반으로 줄었다.
퇴적물에서 미생물 활동은 최대 3/4까지 감소. “대부분의 혼란스러운 미생물 군집에서 미생물 성장이 30~45% 감소했다." 미생물이 완전한 기능으로 돌아오는 데 적어도 50년이 걸렸다.

심해 채굴 : 수십 년이 지난 후에도 미생물 손실
해저의 채굴 과정은 개입 후 26년이 지나도 여전히 생태계를 방해했다.

영구 손상 :
심해 채굴은 심해의 동물에게만 영향을 주는 것이 아니라 해저 미생물과 생화학 구성에도 지속적으로 해를 기친다. 이것은 거의 30년 전 심해층에서 작업이 이루어진 시험 지역에서 연구원들의 측정에 의해 확인됐다. 이러한 심해 발굴을 위한 개입으로 미생물의 수가 줄었으며 유기 물질의 분해도 제한됐다.

▲ 망간 결절을 찾아 심해저를 뚫으면 수십 년 후까지 흔적이 남는다. © ROV 팀 / GEOMAR

금속이 풍부한 망간 결절, 해저의 코발트 크러스트 혹은 해저 굴뚝의 황화물 침전물 등 심해에는 막대한 양의 미개발 원료가 있다. 이러한 자원 개발은 심해저 생태계에 예민하고 지속가능을 방해한다는 것이 아직 거의 연구되지 않았다. 이 내용은 태평양의 시험 지역에서 장기간 연구한 결과다.

테스트 영역으로 귀환

심해 채굴이 미생물 세계와 해저의 물질순환에 얼마나 강하게 변화시키고 있으며, 이러한 교란이 얼마나 오래 지속되는지는 아직까지 불분명했다.
독일 브레멘의 막스 플랑크 해양미생물 연구소(Max Planck Institute of Marine Microbiology)의 토비아스 폰남(Tobias Vonnahm)과 남태평양의 DISCOL 지역의 동료들이 최근 이와 관련된 분야를 조사됐다.

1989년에 연구원들은 망간 결절의 분해를 시뮬레이션하기 위해 이 시험 구역에서 약 11㎢의 해저를 파헤쳤다. 연구원들은 2015년 이 지역으로 돌아와 퇴적 굴착기의 도움으로 오래된 것과 신선한 샘플 일부를 채취했다. 해저에서 이미지와 데이터를 수집하기 위해서는 다이빙 로봇을 사용했다.

분해물질이 변했다.

기록에 따르면 이전 해저 개입의 흔적은 26년이 지난 후에도 여전히 분명하게 드러났다.
연구진은 “해저의 갈비뼈와 함몰이 분명하게 확인되었으며, 어떤 곳에서는 심토층의 퇴적물이 노출된 곳은 희끄무레 한 곳으로 변했다. 많은 곳에서 해저의 갈색 표면층은 더 얇거나 완전히 사라졌다.

심해에서 정확하게 이 층은 특히 많은 수의 생지화학(biogeochemical)과정이 이루어지는 영역이다. 물에서 침전되는 유기물질의 대부분은 여기서 분해된다.
그러나 화학분석 결과에 따르면 수십 년 전에 퇴적물이 이탈된 곳에서 이러한 분해는 현저히 감소했다. 폰남의 동료 Antje Boetius는 "생지화학 조건이 지속적으로 변했다"고 말했다.

▲ 이 같은 망간 결절은 채굴욕망을 불러 일으킨다. © ROV 팀 / GEOMAR

줄어든 미생물과 미생물 활동

그뿐만 아니라, 개입은 분명히 해저의 미생물 세계에 장기적인 영향을 미쳤다.
교란된 지역에서 박테리아의 생물 다양성은 방해받지 않은 이웃 지역과 비교해 크게 변하지 않았지만, 그 양은 변했다. 오래전 파헤친 지역의 박테리아 수는 1/3로, 신선한 흔적도 절반으로 줄었다.

동시에, 퇴적물에서의 미생물 과정의 활동은 최대 3/4까지 감소됐다.
과학자들은 “대부분의 혼란스러운 미생물 군집에서 미생물 성장이 30~45% 감소했다”고 밝혔다. 그들의 계산에 따르면, 미생물이 완전한 기능으로 돌아오는 데 적어도 50년이 걸렸다.

먹이 사슬의 기반이 지속적으로 파괴돼

망간 결절 및 기타 원료의 채굴은 심해의 민감한 생태계에 지속적인 영향을 미친다.
이것은 동물뿐만 아니라 심해 먹이 사슬의 기초, 즉 바다 깊이까지 내려오는 유기 물질을 사용하는 미생물에도 적용된다. 연구원들은 심해자원의 분해는 시험 지역보다 훨씬 더 광범위한 결과를 가져올 수 있다고 가정한다.

Boetius는 “지금까지 심해 토양의 생지화학 기능 장애를 다루는 연구는 소수에 불과하다”고 설명했다. “이번 연구에서는 해저의 회복을 위해 설정된 한계를 보여준다. 생태학적으로 지속 가능한 기술은 해저의 밀도가 높고 생생한 표면층을 제거하지 않아야 한다.”

(Science Advances, 2020; doi : 10.1126 / sciadv.aaz5922)
출처 : Max Planck Institute for Marine Microbiology

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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