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1. 해양자원
생물자원, 비생물자원, 공간 등 인간생활에 필요한 해양의 모든 자원을 의미한다..
해양자원이라는 말은 종래에는 흔히 수산자원을 지칭하여 사용되었지만, 해양개발기술의 진보와 이용범위의 확대에 따라 그 개념이 확대되어 지금은 바다에 부존하는 일체의 자원을 가리키는 말로 쓰이게 되었다. 해양자원의 개념을 물질자원에 국한시켜 구분할 경우 크게 나누어 생물자원(living resources)과 비생물자원(nonliving resources)으로 구분할 수 있다. 이 중 생물자원은 계속 재생산이 이루어진다는 점에서 재생산가능자원(renewable resources)이라 하고, 반면에 비생물자원은 재생산이 이루어지지 않으므로 재생산불능자원(nonrenewable resources)이라고 한다.
최근에는 해양공간 그 자체도 이른바 제4의 해양자원이라 해서 자원개념으로 포함시키고 있는데 이는 주거 및 산업시설의 증대에 따른 육상공간의 부족현상이 대두되어 해양공간을 하나의 자원으로 인식하게 된 것에서 비롯된 것이다.
이와 같이, 해양공간을 중요한 자원의 하나로 포함시킴에 따라 해양자원의 종류는 보통 다음의 4가지로 구분하는 것이 일반화되어 있다. 즉, 해양광물자원·해양생물자원·해양에너지자원·해양공간자원 등이 그것이다. 이와 같은 해양자원은 바다의 방대한 크기만큼이나 다양하고 풍부하여 식량과 자원위기를 맞고 있는 인류는 이 해양자원에 큰 기대를 걸고 있다.
(1) 해양광물자원
바닷물과 해저에는 인류가 최소 수백 년 내지 수천 년 이상을 쓸 수 있는 풍부한 광물자원이 다양한 형태로 존재하는데 이를 지질학적 특성에 따라 구분하면 대륙연변부의 광물자원, 심해분지 내의 광물자원, 중앙해령(midocean ridge)부근의 광물자원, 해수중의 광물자원 등으로 구분할 수 있다. 대륙연변부에 분포하는 광물자원의 대부분은 육지로부터 침식, 운반되어 온 것으로 육상의 지질에 많은 영향을 받는다.
이 지역에는 석유를 비롯하여 황·암염·칼륨·석탄 등의 비금속자원과 구리·아연·납·철·니켈·금·은·수은·형석·베릴륨·주석·텅스텐 등의 금속광상, 그리고 해수의 분급작용에 의한 중광물·귀금속·모래·자갈·석회 등의 표사광상, 천해지역에서 생성되는 인회석·해록석 등의 자생광상 및 화학적·생화학적 작용에 의하여 침전되는 철·망간산화물 등의 풍부한 자원이 분포한다.
심해분지내의 광물자원으로 대표적인 것은 해수로부터 화학적 침전에 의하여 형성되는 망간단괴(manganese nodules)이다. 이 망간단괴에는 망간·철·니켈·구리·코발트 등의 금속이 집중되어 있다. 심해분지 내의 기반에는 수은·크롬·백금·금·은 등의 금속광상이 있고, 또한 알루미늄·철·구리·니켈·코발트·티탄을 다량 함유하는 점토와 생물 유해의 껍질인 연니(軟泥, ooze)가 심해저에 넓게 분포하여 광상을 형성하기도 한다.
또한 심해저에는 총 연장 6만㎞나 되는 중앙해령이라 불리는 일련의 해저산맥이 발달되어 있다. 이 중앙해령 부근에서는 맨틀로부터 마그마가 상승하여 새로운 해양지각이 끊임없이 형성되며 이때 수반되는 열수용액에 의한 광화작용으로 여러 종류의 금속광물이 유화물상태로 부존된다.
이와 같은 유화광상(polymetallic sulfide deposit)의 대표적인 금속광물로는 아연·구리·은·코발트·니켈 등을 들 수 있으며 홍해의 다금속 펄이 이 경우에 포함된다. 이 밖에도 해수중에는 육상에서 알려진 모든 원소가 포함되어 그 중 80종 이상의 원소가 확인되었고 소금·브롬·마그네슘 등이 현재 상업적인 목적으로 바닷물로부터 추출되고 있는 광물자원이다.
우리 나라 근해의 도서에는 티탄철광과 사철광의 형성가능성이 높다. 그리고 연안해안에는 사금과 중석이 많은 것으로 추정되고 있으며, 표사광물인 저어콘·모나자이트와 모래·자갈 등 골재자원은 일부 채광되고 있다. 또한 지질학적 특성으로 보아 대륙붕에는 석유·천연가스의 부존가능성도 매우 큰 것으로 기대되고 있다.
(2) 해양생물자원
바다는 유기물 생산능력이 육상보다 훨씬 클 뿐만 아니라 지구상에 있는 전생물의 80%가 바다에 살고 있으며, 어류의 생산량만으로도 수백 억의 인구를 부양할 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 전 세계의 수산물 생산량은 1986년 말 현재 9146만t으로 이는 제2차세계대전 직후인 1948년의 생산량 1960만t에 비하여 무려 5배 가까이 늘어난 양이다.
그러나 유엔식량농업기구에 의하면 세계 수산자원의 추가잠재력은 2억4000만t에서 4억5000만t에 이를 것으로 추정되고 있다. 이러한 추가잠재력의 근거로는 현재의 미이용자원인 오징어류와 중층어류, 남극 크릴새우 및 기타 연체류 등이 제시되고 있다. 해양생물자원에는 인간이 필요로 하는 아미노산들이 균형 있게 함유되어 있어 앞으로 식량자원으로 가치가 더욱 높아질 전망이다.
또한 최근 활발히 연구되고 있는 분야의 하나인 해양약리학(marine pharmacology)은 해양생물을 구성하고 있는 물질을 조사하고 유용성분을 추출하는 연구분야로 새롭게 주목되고 있다. 또한 해양생물공업(marine biotechnology)이라는 새로운 산업이 등장하여 각종 해양생물로부터의 특수물질 및 생리활성물질 추출 이용이 점차 활기를 띠어가고 있다.
우리 나라는 세계 상위권 수산국(생산 7위, 수출 4위)으로의 자리를 굳히고 있으며, 삼면의 바다에 좋은 어장과 양식적지를 보유하고 있어 수산업발전의 높은 잠재력을 보유하고 있다. 그렇지만 어업환경 및 구조의 개선과 경영합리화, 기술의 고도화 등을 계속 추구해나가야 할 것이다.
(3) 해양에너지자원
바닷물은 끊임없이 움직이면서 이동할 뿐만 아니라 태양열의 대부분을 흡수, 저장하는 능력을 가지고 있으며 대기와의 상호작용으로 바람과 해류와 파랑을 일으킨다. 이러한 바다의 특성은 곧 막대한 양의 에너지자원을 형성하게 된다.
해양에너지는 그 잠재력이 엄청나게 크고 태양계가 존속하는 한 고갈염려가 없는 순환에너지(renewable energy)이며, 오염을 수반하지 않는 무공해에너지(clean energy)라는 점에서 가장 이상적인 미래의 에너지자원으로 주목되고 있다.
현재 이용중이거나 개발되고 있는 해양에너지자원으로는 바다의 조석현상을 이용하는 조력발전을 비롯해서 파도 및 해류를 이용하는 파력발전과 해류발전, 해수온도의 차이를 이용하는 온도차발전, 그리고 해수와 담수간의 염도차이를 이용해서 발전하는 염도차발전 등이 있다.
우리 나라의 경우는 서해안 일대에 여러 곳의 조력발전 적지가 있으며, 그 중 제1후보지인 가로림만은 시설용량 40만㎾의 발전소 건설에 대한 타당성이 입증된 상태이나 경제성 등의 문제로 착공되지 못하고 있다. 또한 파력발전의 경우 연구된 바에 따르면 우리 나라 연안의 파력부존량은 약 50만㎾ 정도인 것으로 파악되고 있다.
(4) 해양공간자원
해양공간이 자원의 개념으로 등장하면서 해양개발의 국면은 한 차원 높은 단계로 발전되고 있다고 할 수 있다. 즉, 인공섬이나 해양구조물 등의 건설을 통하여 광활한 해양공간을 활용하여 단순한 물질자원의 개발차원을 넘어 입체적이고 종합적인 해양개발의 개념이 정립되고 있다.
뿐만 아니라, 미래형의 각종 산업시설과 주거공간을 해상에 건설하여 비좁고 공해에 찌들고 있는 육상공간의 문제를 풀어가고 있는 것이다. 일본이 나가사키(長崎)에 해상비행장(198만㎢)을 건설하여 소음과 공해의 문제를 해소한 것이라든가 고베(神戶)에 포트 아일랜드(436㎢)를 건설, 도시공간을 바다로 확장한 것은 이러한 해양공간 이용의 좋은 본보기이다.
이러한 해양공간의 이용은 화열발전소나 폐기물 처리장, 어업기지, 레크리에이션기지, 해상 플랫폼 등 광범위하고 다양한 형태로 확산되고 있다. 우리 나라의 경우에 있어서도 그 동안 해안간척이나 매립에 의하여 농경지와 임해공업단지를 조성해왔다. 그리고 최근에는 부산에서 인공섬 건설에 의한 신도시건설(6204만㎢)을 계획하고 있어 본격적인 해양공간이용시대로 접어들고 있다.
2. 해양자원 개발의 필요성
해양자원개발의 필요성
인류는 급격한 인구증가와 산업화의 영향으로 환경의 오염, 식량자원의 고갈, 새로운 에너지자원의 확보 등 산적한 문제들의 해결방안을 해양에서 찾지 않으면 안될 현실에 와 있습니다. 즉 우리가 단지 바다를 낭만과 동경의 대상으로 잘못 인식하고 있었다면 이제는 그 시각을 바꾸어 막연한 추상을 실질적인 모습으로 변화시켜야 할 때가 왔다고 할 수 있습니다. 그것이 머지 않은 장래에 닥치게 될 지구상의 위기를 극복하고 바다가 가진 무궁무진한 잠재력을 바탕으로 보다 풍요롭고 발전된 생활들을 영위할 수 있기 때문입니다.
1). 식량자원 확보를 위해
유엔 인구조사국의 발표자료에 의하면 세계인구는 2000년에는 63억, 2050년에는 110억으로 비약적으로 증가할 것으로 예상되는 만큼, 이에 따른 식량문제의 해결을 위해 인간의 건강과 영양에 필요불가결한 동물성 단백질을 해양생물자원에서 구하지 않으면 안된다.
해양생물자원은 자원적으로 생산을 더욱 증가시킬 수 있는 잠재력을 갖고 있으며, 적정한 관리만 행해진다면 재생산이 가능하다는 특징을 지니고 있다. 따라서 해양식량자원의 수요증가에 대응하기 위해서는 생물공학적 기법을 도입하여 자연생산력을 높이고, 유용 어패류 및 해조류의 번식, 성장을 인위적으로 관리하는 해양목장의 실현이 기본적으로 중요하다. 이와 더불어 잡는 어업에서 기르는 어업 형태로 재배어업을 육성하고, 자원 증대를 위한 배양 및 관리기술개발, 시설정비, 어장정비 등을 광범위하게 추진해 나가야 할 것이다. 또한, 공해역을 포함한 해역에서도 관계국과의 적극적인 협력을 통해 해양생물자원의 적정한 보존, 관리, 이용이 이루어져야 한다.
한편, 해양생물은 육상생물에 비해 종류나 개체수가 많고 육상과는 다른 환경 하에서 서식하므로 특이한 대사기능이나 생리물질 등을 지니고 있어, 인체에 유용한 가공성 식품이나 공업 또는 의약품 원료로 이용하고자 하는 새로운 시도가 이루어지고 있어 이들에 대한 폭넓은 연구체제의 확립이 필요하다.
2). 광물자원의 장기간 안정적 수급을 위해
해수중에 용존되어 있는 원소는 60여종에 이르고 그양도 막대하지만, 현재 이용하고 있는 것은 나트륨, 마그네슘, 우라늄, 중수 등 수 개의 원소에 불과하며 남은 50여종의 미이용 원소는 개발을 기다리고 있다.
한편 미국 등 일부 국가에서는 1950년대부터 해수를 담수화하여 공업용수, 생활용수 등으로 이용하고 있으며, 최근 중·근동의 산유국에서는 해수담수화 붐이 일고 있어 우리나라에서도 담수화 장치를 제작, 수출하여 외화획득에 한 몫을 하고 있다.
3. 해양장원의 가치
해양은 생물, 광물, 에너지 등의 여러 가지 자원의 보고이지만 환경과 조화롭게 어울리며 만들어 가는 사회를 실현하기 위해서는 이러한 귀중한 자원을 유효하게 이용하고 지속적으로 유지해 나갈 필요가 있다. 과거에는 해양을 단순히 어로와 교통의 수단으로만 이용해 왔으나, 1960년 초에 케네디 미국 대통령이‘해양은 지구상에 남아 있는 최후의 프론티어(frontier)이다’라고 주창한 이래 선진국들을 중심으로 새로운 관점에서의 해양개발이 시작되었고 국가전략의 중요 과제로 정해 해양자원에 대한 연구와 이용을 위한 개발에 많은 노력을 기울여 왔다.
해양자원에 대한 관심은 급속한 과학기술의 발전을 배경으로 개발의 가능성이 비약적으로 고조되면서 해양을 물질적인 충족을 채우기 위한 장소에서 최근에는 정신적인 충족까지 바라는 장소로 의식이 변화하면서 사회와 밀접한 관계를 유지하는 중요한 위치에 있다고 말 할 수 있다. 그러나 근래까지 해양자원을 무주물無主物로 여겨 과도한 이용으로 자원고갈이 나타나고 있으며, 무분별한 연안개발과 지구온난화로 인해 해양 생태계 균형이 점차적으로 붕괴되면서 해양이 본래 갖고 있는 자정自淨과 재생산再生産능력이 떨어지고 있다. 이처럼 지금까지 해양을 일방적인 개발과 파괴에서 앞으로는 공존과 재생이라는 새로운 인식이 필요할 것으로 여겨지며, 공존과 재생을 통해 해양자원의 가치가 더욱 빛을 발해‘창조해양’이 탄생될 수 있지 않을까 생각된다.
1)해양자원의 이용실태와 향후 전망
지구면적의 70%를 차지하고 있는 해양에는 생물자원, 광물자원, 에너지자원 및 공간자원이 있어 직간접적으로 인간 활동에 관여하고 있으며, 21세기 자원위기의 탈출구는 바로 이들 자원에 달려 있다고 봐도 과언이 아니다. 자원이라는 것은 인간의 이용대상이 되는 자연계의 부분이라고 볼 수 있으며, 사용한 만큼 감소해 가는 비갱신非更新자원(광물)과 존재 형태는 변화하지만 총량은 일정한 순환자원(해수) 및 채취해도 자연의 메커니즘(mechanism)에 의해 재생되는 갱신자원(생물)이 있다. 이들 자원 중 석유, 천연가스와 같은 광물자원은 중동지역에 집중 매장되어 있어 우리나라뿐만 아니라 많은 나라가 전량 수입에 의존하고 있으며, 1970년대부터 세계적으로 정치 및 경제 여건에 따라 소리없는 전쟁의 무기로도 사용할 만큼 힘을 발휘하고 있다. 그러나 현재 확인되고 있는 석유와 천연가스를 채취할 수 있는 기간은 석유는 약 43년, 천연가스는 약 62년쯤으로 알려지고 있어, 새로운 광물자원 탐색은 물론 아주 깊은 수심역이나 빙하역 등 지금까지 접근하지 않았던 곳에서도 석유 등 광물자원 개발을 위한 노력도 진행되고 있다. 이처럼 광물자원의 경우는 갱신이 되지 않는 고갈성 자원의 한계성을 극복해야 하는 과제가 산적해 있다고 볼 수 있다.
광물자원의 한계성을 해결하기 위해 해양강국들을 중심으로 광물자원을 대체할수있는 해양의 자연 에너지(풍력, 파랑, 조류, 해류, 조석및온도차등) 이용기술 개발에 박차를 가하고 있으며, 해양토목과 해양과학 기술이 급속도로 발달하면서 자연 에너지 자원을 공간자원과 융합한 형태의 기술들이 개발되고 있다. 해상에서의 풍력 발전은 보급되어 실제 전기 생산에 도움을 주고 있고, 파력과 해수의 온도차 등에 의한 재생 가능한 운동 에너지를 이용한 해양발전(marine power) 개발이 진행되고 있다. 그리고 어릴 적 우리가 그림으로만 그리고 상상하던 해양도시 탄생도 현실로 다가설 수 있지 않을까 생각된다. 하지만 해양에너지와 해양공간을 자원화하기 위해서는 엄청난 경비와 노력이 수반되어야 하고 환경파괴라는 문제도 발생할 수 있어, 효율성이나 경제성이 뒤떨어지는 것도 사실이지만 미래자원으로서의 중요성은 그 누구도 부인하지 못할 거라고 생각된다.
그럼 생물자원은 어떠한가? 생물자원은 세계 동물성 단백질 공급량의 약 6분의 1을 차지할 정도로 세계 식량자원으로서 매우 중요한 부분을 차지하고 있으며, 세계적인 추세로 보아 앞으로도 그 위치는 더욱 중요해 질 것으로 생각된다. 우리나라의 경우 동물성 단백질 공급량 중 해양생물 자원이 차지하는 비율은 세계 평균치보다 현저히 높은 약 60%로 생물자원에 대한 의존도가 높고 건강식품으로서도 각광을 받고 있어 그 중요성은 변하지 않을 것으로 전망된다.
해양생물은 인간이 탄생하면서부터 이용된 아주 전통적 식량자원으로 최근에는 인체에 유용한 가공성 식품으로서의 이용이나 해양생물이 갖고 있는 특수한 대사기능과 생태물질 등을 공업 또는 의약품등의 원료로 이용하고자 하는 기술이 개발되고 있다. 해양생물은 그 종류도 풍부하여 지구상의 전체 생물종의 약 80%가 바다에 서식할 정도로 무궁무진하며, 최근에 바다가 우리에게 준 귀중한 선물인 해양생물로부터 여러 가지 생리활성물질을 찾아 의약품 등으로 인류에게 이용하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
2) 미세조류는 일석이조一石二鳥의 미래자원
해양생물 중 미세조류는 크기가 50마이크로미터 이하의 식물로 광에너지와 이산화탄소로부터 자기 자신에 필요한 유기물을 직접 만들어 낼 수 있는 크기는 작지만 상당히 독립된 생활방식을 갖고 있어, 육상식물에 비해 비교되지 않을 정도로 다양하고 광대한 양의 생물자원이다. 그렇다면 이렇게 다양하고 방대한 양이 생산되고 있는 미세조류는 어떻게 우리에게 활용될 수 있을까?
현재 미세조류에 대해 대다수가 식품, 생물비료, 생리활성물질, 사료제조, 에너지 생산 및 폐수처리 분야에 응용하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 이는 미세조류가 다른 식물들에 비해 증식속도가 매우 빠르고 단백질과 탄수화물이 다량으로 함유되어 있으며, 이외에도 비타민, 무기질 및 식이섬유 등의 영양소가 고루 포함되어 있어 영양균형이 뛰어난 식품으로 100% 이용하는 것이 가능하기 때문이다. 이미 시판되고 있는 클로렐라(chlorella)는 1960년대부터 일본과 대만에서 건강보조식품으로 사용되기 시작하여 체내에서 카드뮴 및 다이옥신과 같은 유해물질의 체외 배설을 촉진하고, 장내 유산균의 생장을 도우며 동맥경화를 예방하는 효과가 뛰어나다는 보고가 있다.
또한 미세조류는 식품의 기능성 강화는 물론 생물비료로서의 역할도 알려져 있는데, 버섯이나 식물의 재배 시에 효과가 크다고 한다. 또한 해양에는 연간 건조중량으로 약 1백억 톤 가량의 미세조류가 생산되는데, 이것을 전부 에너지로 전환하면 전 인류가 소비할 수 있는 에너지가 된다고 한다. 미국과 일본에서는 미세조류를 에너지원으로 이용하기 위한 연구가 진행되고 있으며, 환경오염 문제 해결에도 이용되고 있다.
날로 심각한 지구환경 오염 문제와 생물자원의 확보가 절실히 요구되는 현실에 비추어 볼 때, 해양에 널리 존재하는 미세조류를 대량으로 배양하는 것은 수질오염과 지구온난화 문제를 일부 해결할 수 있으며, 또한 배양된 미세조류로부터 식량 및 에너지자원으로서 활용도 기대할 수 있는 일석이조의 효과를 거둘 수가 있다. 특히 최근 많은 의약품들이 해양생물로부터 얻어지고 있는 시점에서 해양미세 조류는 유용 의약품 생산과도 직결될 수 있는 미래자원으로서 우리에게 지속적으로 선물을 주게 될 것으로 여겨진다. 여기서 미세조류의 선물을 계속 받기 위해서는 오염이 되지 않는 깨끗한 바다가 유지되어야 하는 조건이 있는 것이다.
3) 해양환경 보존의 책무
해양생물 자원은 다른 해양자원에 비해 수질오염이나 지구온난화 등 외적환경에 민감하게 반응하기 때문에 안정된 생산과 지속적인 자원유지를 위해서는 해양환경 보존이라는 책무가 우리에게 있는 것이다. 지구온난화 문제에 적극적으로 대응하고 해양환경 실태를 정밀히 파악하여 해양의 모든 현상을 규명하기 위한 부단한 노력이 요구되고 있다. 특히 해양생물 자원은 재생산(reproduction)이 가능한 자원으로 체계적으로 관리를 한다면 지속적으로 이용이 가능하다는 것이다. 해양은 여전히 우리들에게 미래의 번영을 이어줄 희망의 영역으로 남아 있을 것이고, 이를 위해서는 깨끗하고 풍요로운 바다를 가꾸어가야 하지 않겠는가? 오늘날 육상자원의 고갈과 환경문제가 날로 심각성이 높아지고 있는 지금 인류는 해양이 소중한 만큼 해양의 개발과 이용 그리고 관리와 보전에 우리 모두는 끊임없는 관심과 노력을 기울이지 않으면 안 될 것이다. 무심코 바다에 버려지는 담배꽁초에 의해서도 바다가 우리에게 줄 선물이 사라질 수 있다는 것을 마음 깊이 새겨두자.
글. 홍성완 (제주특별자치도 해양수산연구원 해양수산연구사, 수산학박사) 사진. 연합콘텐츠
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