| 초록 |
□ 연구개요 본 연구는 고전적 스멕타이트-일라이트 상전이 개념과 대비되는, ”미생물의 촉매작용에 의한 스멕타이트-일라이트 상전이 반응“의 자연환경에서의 발생 가능성 규명 및 반응 기작/응용에 대한 내용을 바탕으로 다음과 같은 연구를 수행하였다. 실제 자연환경 시료를 기반으로 생지화학적 스멕타이트-일라이트 상전이 반응에 의한 퇴적층의 물성변화 및 지화학적, 지구물리적 특성들과의 상관관계 연구, 고온-고압 환경에서의 미생물-광물 반응의 실험을 수행 및 분석 연구를 진행하였다. 더 나아가 본연구는 고전적 개념의 퇴적물의 속성작용과는 다른 생지화학적 해석 방향을 통하여 기존의 해석으로 예측되지 않는 퇴적층의 물성변화를 해석하는 최신 연구 동향이 반영된 연구과제이다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구과제에서 당초 계획했던 세부 연구 목표는 총 4개로, 이에 대해 모두 100% 완수하였으며, 1-2차년도 연구 수행 내용을 바탕으로 3차년도 수행 기간 중에는 추가적인 세부 연구 목표를 추가 (in-situ 미생물-광물 반응) 하여 수행하였다. 이러한 연구 성과들은 3년의 연구 수행기간 동안 총 7편의 SCI급 전문학술지 논문으로 출간되었으며, 그 과정에서 학생 연구원이 제 1저자로 참여하도록 장려하고, 2명의 박사급 연구인력 및 1명의 석사급 연구인력을 배출하는 성과도 거두었다. 특히, ‘Geology’와 ‘Nature Communications’에 게재된 논문은 향후 지속하고자 하는 실제 자연환경에서 일어나는 광물-미생물 반응과 그 과정에서의 철 순환 관련 후속연구의 토대를 마련하였다. 또한 본 연구과제를 통해 수행한 연구 주제들은 최근들어 꾸준히 국제적으로 주목을 받고 있는 연구주제로써, 본 과제 연구 기간 종료와 함께 종료되는 연구가 아닌 지속적으로 발전시켜 추가 및 후속 연구를 통해 논문 출간 등으로 추가적인 연구 성과를 도출할 계획이다. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구에서는 자연계에서 생지화학적 광물반응이 일어날 수 있는 후보로 거론되는 난카이 해구 심해저 퇴적물 시료의 광물학적 분석을 토대로 깊이별로 나타나는 물성변화와 지구화학적, 지구물리적 특성 및 미생물의 대사작용에 의한 스멕타이트-일라이트 상전이 반응의 진행정도와의 상관관계를 규명하였다. 실제 자연시료를 활용하여 수행되는 이러한 연구는 고전적인 개념으로 해석하기 어려운 퇴적층의 물성변화 해석에 있어 새로운 생지화학적 인자를 제안할 수 있는 도전적인 연구라고 볼 수 있다. 특히 이러한 물성변화는 최근 대두되는 수압파쇄(hydrofracturing)과 밀접한 연관이 있으며 이는 사전에 예측하지 못한 단층대의 움직임과도 연결될 수 있는 중요한 연구이다. 더 나아가 고온-고압 환경에서의 미생물의 생장을 유지/촉진 하는 회분식 실험의 설계와 그 결과물로서의 광물학적인 분석은 최초로 수행한 내용으로 다양한 지질학적 환경에서의 스멕타이트-일라이트 상전이 반응의 메커니즘을 규명하는데 있어 큰 성과가 기대되는 부분이다. 특히 실제 자연시료를 이용하여 회분식 실험을 수행하고, 철 환원 미생물, 황산염 환원 미생물, 메탄생성균 등의 다양한 미생물의 대사과정을 이해하고 이를 광물학적인 분석결과와 접목하여 해석을 제안하는 것은 국제적 연구의 추세인 융합연구의 수행에 있어서도 중요하다고 볼 수 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
