해양과학도서관

2012년 1~3월 주목할만한 학술정보 

해양과학도서관에서는 연구원들의 창조적인 연구활동 지원 및 선도적인 연구동향 파악을 위해 국내외 해양과학분야 동향 및 연구성과를 모니터링하여 제공하고 있습니다. 

매일 매일 쏟아지는 방대한 정보홍수 속에서 해양분야의 우수한 연구성과만을 엄선하여 제공하고자 최선의 노력을 기울이겠습니다.

그럼 지난 2012년 1~3월에는 어떠한 내용의 세계적인 연구성과가 발표되었는지 확인해볼까요?


● 2012년 1~3월 주목할만한 학술성과 BEST 10 


1. 기후서비스를 통하여 연안과 해양의 회복력 강화 


미국해양대기청(NOAA, National Oceanic and Atmospheric Administration)은 변화에 대한 사회의 적응력을 높이기 위해 기후정보, 도구, 서비스를 개발 중이다. 조화를 우선으로 하는 해양환경을 미래세대에 전달하기 위해서는 창조적인 문제 해결, 사회의 의식향상, 강건한 국제협력이 필요할 것이다. 

현재, 해양은 급격하고 근본적인 변화를 하고 있다. 이것은 인류에 중대한 결과를 가져올 것이다. 산호의 백화, 어종의 회귀범위 변화, 외래종의 증가 등 이러한 것들이 지구규모에서의 해수면 온도의 상승에 의한다. 해양은 인간활동에 의해 농도가 높아진 대기의 이산화탄소를 흡수하여 산성화가 진행된다. 이것은 해양생물에 반드시 필요한 먹이인 갑각류, 산호, 플랑크톤 등 탄산칼슘 껍데기를 가진 종에 심각한 영향을 미치고 있다. 해면 상승은 연안역의 사회와 동식물의 생식환경을 위협하고 있다. 태풍 등 극단적인 현상도 해수면 상승과 서로 작용하여 인간 및 재산에 큰 위협이 된다. 2011년 12월 1일 현재 미국에서는 12건의 기록적인 기상, 기후현상에 의한 재해를 경험하고 있어, 적어도 10억 달러를 넘는 손해를 입고 있다. 


2. 심해저의 풍부한 광물자원의 개발

일본 정부는 2008년 정책 “해양기본계획”에 기초하여 2009년 3월에 “해양에너지 광물자원개발계획”을 결정하였다. 그것은 2018년도를 상정하여 상업화의 실현을 향한 기술의 정비 및 경제성 평가를 수행하는 것으로 그 중간단계에서는 해역에서의 해역에서의 채광실험도 시도하고 있다는 의욕적인 내용이다. 

이러한 적극적인 대응을 실시하고 있는 것은 일본의 영행 및 배타적경제수역(EEZ)을 포함하여 200해리 수역에 풍부한 자원 잠재력이 있기 때문이다. 약 447만km2이라는 세계 제6위의 넓이를 가진 일본 수역에는 메탄 하이드레이트가 대량으로 존재하고 있는 것이 알려져 있지만, 심해저의 해저 열수광상 및 코발트 리트 크러스트(cobalt rich crust)라는 광물자원에 관해서도 세계 유수의 자원이 존재한다. 

해저열수광상에 대해서는 이즈, 오가사가라해역(伊豆?小笠原海域)과 오키나와 주변해역에 유망한 광상이 있다. 1개소 500만톤 정도 채굴을 기대할 수 있으며, 일본의 200해리 수역 내에는 같은 규모의 광상이 10개소 정도 기대할 수 있다고 알려져 있으며, 개략 자원량은 약 5,000만 톤으로 계산되고 있다. 코발트 리치 클러스트에 대해서는 주로 미나미토리섬 등 태평양의 원거리섬 주변의 200해리 수역 및 그 외측의 공해에도 넓게 존재한다. 


3. 갈조류를 이용한 바이오 연료 생산

미국 캘리포니아주 버클리 소재 바이오아키텍처랩(Bio Architecture Lab)의 생물공학자들은 Science 최근호에 기고한 논문에서, "갈조류(brown seaweed)를 소화하여 에탄올을 생성하는 대장균을 만들어냈다"고 발표하였다. 이는 사탕수수나 옥수수 같은 식량자원을 희생시키지 않으면서 바이오연료를 생산하는 새로운 방법을 제시한 것으로 평가된다. 

연구진은 지속가능성(sustainable)과 확장성(scalable)이라는 두 가지 조건을 만족하는 연구대상을 찾던 중, 갈조류에 눈을 돌리게 되었다. "해조류는 이미 세계 도처에서 대량으로 생산되고 있기 때문애, 수질을 오염시키거나 경작지를 침범하지 않아도 된다는 이점이 있다. 게다가 갈조류는 홍조류나 녹조류에 비해 성장속도가 훨씬 빠르다. 예컨대 캘리포니아 해변에 서식하는 자이언트켈프(giant kelp)는 하루에 1m까지 자란다"라고 이번 연구를 지휘한 야수오 요시쿠니 박사는 말했다. 


4. 해양생물 다양성 보전전략의 책정과 실시 

바다의 생물다양성의 보전과 지속가능한 이용을 목적으로 해양보호구의 사고 방식과 앞으로의 책정 방향성을 나타내는 “해양생물 다양성 보전 전략”이 전문가에 의한 검토를 거쳐 2011년 3월에 환경성에 의해 책정되었다. 앞으로 이 전략에 따라 관계부처와 연대하여 대응해 나가고자 한다. 2010년에 나고야에서 개최된 생물다양성조약 제10회 조약국 회의(CBD COP10)을 계기로 일본에서도 “생물다양성”이라는 말을 잘 듣게 되었으나, 해양분야에서는 이전부터 생물다양성이 주목받게 되었다. 




5. 감소하는 빙하의 현황과 전지구적 해수면 상승을 점검한 NASA의 연구 

위성관측을 이용한 빙하관측의 첫번째 종합연구로, 볼더에 있는 콜로라도 대학이 이끄는 연구팀은 NASA (미국 국립항공우주국)의 자료를 이용하여 녹고 있는 육지의 빙하가 얼마의 해수면 상승을 야기하는지 계산하였다. 연구자들은 NASA와 독일 항공우주센터의 중력 복구 및 기후 실험 (GRACE)의 위성 관측 자료를 이용하여 2003년부터 2010년 사이의 모든 대륙빙하의 융해를 측정했다. 특히 이 측정은 그린란드와 남극 이외 지역의 빙하와 만년설에 중점을 두고 이루어졌다. 

이 기간동안 얻어진 그린란드, 남극, 그리고 다른 지역의 대륙빙하와 만년설의 총 유실은 약 4.3조 톤으로 대략 12 밀리미터의 지구 해수면 상승을 야기할 수 있는 양으로 밝혀졌다 (이는 또한 미국 대륙을 0.5 미터 깊이로 덮을 수 있는 정도의 양이다). 


6. 해조류 바이오연료에 대한 전과정 평가: 온실가스 대량감축 가능성 확인 

엑슨 모빌 리서치 앤 엔지니어링(EMRE; ExxonMobil Research and Engineering), MIT 및 Synthetic Genomics사(SGI; Synthetic Genomics Inc.) 등의 연구진으로 구성된 연구팀은 조류 바이오연료(algal biofuel)에 대한 현장 담수 소비(freshwater consumption)와 온실가스(GHG; greenhouse gas) 배출에 대한 라이프사이클 모델링을 통하여 조류 바이오연료가 화석 연료와 적절한 기술적 선택 사항을 사용하는 다른 바이오연료 대비 상당한 온실가스 감축이 가능하다는 결론을 얻었다. 연구팀의 연구는 ACS journal Environmental Science and Technology에 발표됐다. 

거대 디자인과 기술적 여지가 조류 바이오연료 생산을 위하여 이용될 수 있기 때문에, 연구팀은 전과정 평가(LCA; life-cycle analysis)가 프로세스 디자인과 기술 평가 도구로서 모두 기여할 수 있다고 지적했다. 이 연구의 목표는 얼마나 다양한 기술 선택 사항이 GHG 배출의 라이프사이클과 현장 담수 소비에 영향을 끼치는지를 규명하고, 낮은 GHG 및 담수 소비를 지닌 조류 바이오연료의 생산을 가능하게 하는 R&D를 끌어낼 수 있는 원리를 개발하는 데 있다. 


7. 바다의 깊이와 온도를 알려주는 진주층 

진주층은 놀라운 자연의 실용적인 소재중 하나이다. 연체동물 종의 무리로 생산되는 진주층은 보석이나 예술 작품에 널리 사용된다. 이것은 악기나 가구 그리고 장식물에 무늬를 새겨 넣은 데 사용되기도 한다. 단추나 구슬, 또는 펜이나 그릇 등과 같은 실용적인 물품 등에 멋을 내기 위해 사용되는 진주층은 일상용품에 고급스러운 색을 더해주기도 한다. 최근 진주층이 과학적인 분석의 현대적인 도구 소재로 쓰이면서, 과학자들은 진주층이 가지고 있는 뚜렷한 무늬를 가지고, 그것의 놀라운 내구력을 설명하는 데 도움이 될 수 있는 모델을 개발했다. 이 놀라운 내구력은 아라고나이트로 만들어진 광물에 비해서 균열에 대한 저항력이 3,000배나 더 많은 것으로 드러났다. 


8. 지구의 물 이용 상태 추적 

환경오염과 급증하는 소비로 인하여 전 세계적으로 담수 공급에 대한 압력이 증가하고 있는 현 시점에서, 어떻게, 어디서, 왜 물이 사용되고 있는가를 이해하는 것은 그 어느 때 보다 중요하게 되었다. 이러한 연유로, 네덜란드 소재 University of Twente의 연구진은 1996년부터 2005년 까지의 전 세계적인 수자원 사용량과 그 분포를 분석한 새로운 연구 결과를 발표하였다. 

본 연구는 과학 저널 Proceedings of the National Academies of Science를 통해서 발표되었으며, 전 세계적인 수자원 소비 패턴에 대한 의문을 해결하기 위해 세 번째로 수행된 연구이다. 본 연구는 사람들이 물을 소비하는 다양한 방법을 세분화하여 기존에 수행된 연구에서 더욱 향상된 연구를 수행하였다. 물 사용 패턴은 소비되는 빗물량, 지하수 및 표층수 고갈량, 오염된 수자원량 등으로 굵직하게 분류될 수 있다. 


9. CCS와 관련된 각국의 장기적 책임

이산화탄소 포집과 저장(Carbon Capture and Storage, CCS)은 이산화탄소의 대폭적인 삭감을 달성하기 위해 중요한 대책 옵션으로서 알려져 있으며, 급속하고 폭넓게 보급이 이루어져야 하는 것으로 인식되고 있으나, 한편으로는 여러 가지 보급을 위한 장벽이 존재하고 있다. 법규제의 미정비도 그 중 하나이며, 특히 이산화탄소 저장과 관련된 장기적인 책임의 처리에 관한 명확화가 가장 중요한 과제 중 하나로 여겨지고 있어 관련된 각국의 관련법규제의 정비가 진행 중이다. 일본은 현 시점에서 장기적인 책임을 규정하는 법규제의 정비는 진행되고 있지 않다. 


10. 해양퇴적물에서 탄소와 질소를 결정하는 최적화된 기술 

현재 해양 퇴적물에서 유기 탄소와 질소를 직접 결정하는 최적화된 기술이 사용 가능하게 되었다. 여과에 기반을 둔 기술로서 원소분석기는 해양 침적물에 대해서 빠르고 일상적인 분석을 가능하게 해준다. 분석결과들은 계산 과정들을 단순화하여 감지된 탄소와 질소를 마이크로 그램으로 표시해준다. 분석 민감도는 1 마이크로 그램보다 작다. 

원소분석기는 연소 파라메타들을 완벽하게 조절할 수 있게 해주기 때문에 다양한 영역의 침적물 시료들과 함께 100% 연소를 재현성있게 할 수 있다. 독점적인 질고 분석 소프트웨어는 낮은 수준의 질소 농도(0.1-0.2%)를 높은 정확도와 함께 유일하게 정확한 측정을 가능하게 해준다. 원소분석기는 정적인 연소 시스템으로서 독특한 수평 노 디자인을 가지고 있어 각 침적물 분석 사이에 쉽게 필터와 시료의 재를 제거할 수 있다. 결과적으로 하나의 연소 튜브는 제거 및 세척 없이 1000개 이상의 침적물 시료들을 분석할 것이다. 또한 원소분석기는 분석 사이클에서 지름이 47 밀리미터 이상의 공정을 가능하게 해준다. 


우리도서관은 지속적인 모니터링 활동을 통해 최신 해양과학연구정보를 신속하게 발굴하여 연구원 여러분이 적극 활용할 수 있도록 최선을 다하겠습니다.