자연학 실험실
하늘과 바람, 땅에게 배우다
[돌고 도는 돌] 바닷속 굴뚝, 심해 열수구
초기 인류사에서 돌과 나무보다 내구성이 뛰어나 생활 도구로 발전했던 구리, 구리보다 단단해 혼합하여 장식품, 도구, 무기의 원료로 활용되었던 주석 등 광물은 인류의 문명이 시작되었을 때부터 지금까지 우리의 삶에 중요한 자원으로 이어져 왔다. 때문에 귀한 광물 자원을 얻기 위해 오늘날까지도 각축전을 벌이고 있다.
19세기 후반에 시작된 심해 탐사로 육지에만 있다고 생각했던 광물 자원이 바다 깊이에도 존재한다는 것을 알게 되었다. (1872년 영국의 전함 challerger호 2300톤 기범선, 심해 생물 탐험 프로젝트) 1977년 미국의 지질학자가 잠수정 앨빈Alvin호를 타고 갈라파고스제도 주변에서 지질조사를 시도했다. 수심 2,600m의 해저는 지구내부로부터 막 생겨나온 신선한 침상용암이 깔려 있었고, 온천수와 가스가 뿜어져 나오는 주변에 생물들이 떼를 지어 살고 있었다. 바닷속 굴뚝 심해 열수구(열수 분출공)가 발견된 것이다. 심해생물학자들에게 커다란 충격을 주었던 이 발견은 생명의 기원에 관한 가설로 과학계에서 유력하게 받아 들여지고 있다.
심해를 탐험하는 앨빈호. 출처 whoi.edu
심해 열수구에서 나오는 광물 성분을 분석하면 연기 속에 많이 들어 있는 황화수소, 물에 검게 녹아 있는 철, 주변 암석의 금속인 구리, 아연, 금, 은 등이 바닷물이 데워지면서에 섞이게 된다. 열수구에서 흘러나온 뜨거운 물은 차가운 바닷물과 만나면 그 속에 녹아 있던 광물들은 바닥으로 가라 앉고 열수구 주위에 다양한 형태로 퇴적된다.
심해 열수구가 발견되는 곳은 일반적으로 화산 활동 지역 근처나 지구의 판의 경계나 대양 분지에서 발견된다. 쉬지 않고 뿜어대는 연기는 산도가 높고 섭씨 400도에 달하는 뜨거운 금속 황화물이 심해의 엄청난 압력을 이기고 해저의 마그마에서 분출되는 것이다. 이때 물속에 녹은 광물질의 종류에 따라 검은 연기나 흰 연기로 보이는 데 이를 블랙 스모커(아연, 납, 철 등 포함) 또는 화이트 스모커(바륨, 칼슘, 규소 등 포함)로 구분한다.
해양수산부 자료에서 심해 열수구를 알아보자.
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심해 탐사선의 조사를 따라가보자!
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