| 초록 |
□ 연구개요 현재까지 발견된 모든 망가니즈단괴 중 Mn/Fe 비가 가장 높은 동시베리아해 단괴는 수심 200m 이내에 존재하므로 Mn 자원으로서의 가치가 충분할 것으로 판단된다. 이번 연구에서는 동시베리아해 단괴의 광물조성, 화학조성, 형성 환경을 알아보고, 이를 바탕으로 천해저 단괴의 제반 특성과 형성 메커니즘을 규명하였다. 특히 XRD분석을 바탕으로 단괴를 구성하는 중요 산화망가니즈광물의 상대적 함량을 구하는 방법을 개발하여, 현재까지 보고된 것보다 훨씬 정량적으로 광물조성을 알아낼 수 있었다. 단괴는 성장함에 따라 그 특성이 변화하므로 이를 통하여 고해양환경의 변화도 추적할 수 있었다. 이런 연구는 학술적으로도 중요할 뿐만 아니라 미래 광물자원 확보라는 측면에서도 매우 중요하다. □ 연구 목표대비 연구결과 이 연구는 북극해 망가니즈단괴에 대한 최초의 종합적인 연구일 수 있는데, 주요목표는 (1) 북극해 망가니즈단괴에 적합한 단괴의 형태·내부조직 분류 체계화, (2) 광물조성 분석 및 형성 메커니즘과의 연관성 파악, (3) 내부조직과 화학조성을 이용한 단괴의 형성 메커니즘 규명, (4) 코어 퇴적물 분석을 통한 단괴의 형성 환경 규명이다. 이번 연구에서는 수심 160~240m에서 획득한 2,131개의 단괴 시료를 이용하였으므로 북극해 천해저에서 산출되는 망가니즈단괴의 특성을 대표할 수 있을 것으로 기대된다. 1차년도의 연구목표는 단괴의 조직 분류 및 퇴적물 분석이며, 육안관찰, 현미경 관찰, Micro CT 분석을 통한 형태 분류가 체계적으로 수행되었으며, 박스 코어 퇴적물 ARA10C-St16에 대하여 기재, 지화학 및 CT 자료를 획득하여 계획에 맞게 잘 수행된 것으로 평가된다. 2차년도의 연구목표는 단괴의 광물·화학적 특성 연구이며, SEM-EDS, Micro XRF를 이용하여 내부조직과 화학조성 사이의 연관성을 확인하였으며, ICP를 이용하여 단괴의 벌크 화학조성을 분석하였다. 단괴에서 획득한 총 116개의 부시료에 대하여 XRD 분석을 이용한 산화망가니즈광물의 반정량 분석법을 개발하고 연구에 적용하였다. 3차년도의 연구목표는 단괴의 형성 메커니즘 및 환경 규명으로, 1, 2차년도의 분석 결과를 기반으로 단괴의 형성 메커니즘을 규명할 수 있었으며, 퇴적물 조성과 주변 해역에 대한 문헌 조사를 통해 동시베리아해 망가니즈단괴의 형성 환경을 규명할 수 있었다. 따라서, 본 연구개발과제는 제안된 연구 내용 및 목표를 계획에 맞게 잘 수행한 것으로 평가된다. 이번 연구 결과를 IF가 높은 학술지에 게재하려고 하다 보니 시기적으로 너무 늦게 투고되어(Nature Geosciene에 2023년 1월 17일), Communications Earth & Environment-Nature (IF 7.290)에 2월 17일 접수되어, 현재 심사 중이다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) XRD분석을 바탕으로 단괴를 구성하는 중요 산화망가니즈광물의 상대적 함량을 구하는 방법은 망가니즈단괴 연구에 획기적인 공헌을 할 것으로 여겨지며, 이번 연구와 같이 내부조직에 대한 화학-광물조성 분석을 수행한다면 망간단괴의 형성 메커니즘에 따른 조직-화학조성-광물조성의 연관성을 규명할 수 있을 것으로 기대된다. 동시베리아해에서 발견된 망가니즈단괴는 Mn 함량과 Mn/Fe 비가 월등히 높고, 매우 낮은 수심의 공해상에 부존하고 있어 Mn 자체를 이용하는 데 매우 유리한 점을 가지고 있다. Mn은 배터리와 같은 신에너지 인프라에 필수적인 소재로 활용되는 중요한 자원인데, 이번 연구 결과는 태평양수 유입을 따라 추가적인 단괴 매장지가 발견될 수 있음을 보여준다. 동시베리아해에서 새로운 자원인 Mn 단괴의 다량 발견은 가스 수화물 등으로 이슈화가 되는 북극해 연구에 관심을 더욱 끌 수 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
