생명 탄생의 기원지 - 해저 열수구(hydrothermal vent )

[신천옹]

 

해저 열수구(hydrothermal vent )는 암흑 속에 펼쳐진 멋진 신세계로 심해저 생명 탄생의 기원지이며 자원 부족과 환경 오염 동시 해결사이다. 바로 해저에 존재하는 간헐천이라 불리는 해저열수구다. 처음 발견됐을 당시 해저 열수구는 지구상의 신비로움을 간직한 매혹적인 장소 중 하나로 막연하게 인식됐었다.

과학자들은 2010년 4월 6일 원격 조종 잠수함을 이용해 카리브 해 케이먼 트로프 지역의 수심 5km 밑의 협곡에서 해저 화산 열수구를 발견했다. 지각 깊숙이 침투해 들어간 균열층들이 모여있는 화산 열수구에서는 광물질을 다량 함유한 섭씨 400도의 뜨거운 해수가 방출되고 있었다. 이것이 심해의 찬물을 만나 급냉각되면서 응결돼 쌓인 탑들도 발견됐는데, 큰 것은 높이가 2m에 달했다. 이곳은 수압이 기압보다 500배 높아 고온에도 불구하고 물이 끓지않는 특이한 환경을 이루고 있다.

이곳을 둘러본 지질학자 브램리 머튼은 "마치 또 다른 세계의 지표를 돌아다니는 것 같았다"고 전했다. 또 이곳에는 형광색을 내는 미생물 층이 두텁게 퍼져 있었는데, 눈먼 새우와 거대한 흰게, 붉은 띠를 두른 큰 서관충 등 이색적인 생물체들의 군집도 발견됐다. 과학자들은 지구 최초의 생명체들도 이런 환경에서 탄생했을 것으로 추정된다고 말했다.

괌과 일본 사이 해저에 형성된 약 1천200㎞ 길이의 화산 섬인 마리아나 호 일대에는 수많은 열수구들이 있다. 심해의 신비를 캐고자 하는 끊임없는 과학적 노력의 결과 동태평양 해저 약2,600m의 해저 열수구 변에서 서식하는 특이한 생물군집을 발견하였다. 태양 에너지가 아닌 지구 심부로부터 공급된 열 에너지를 사용한다. 햇빛도 닿지 않고 유해 물질이 많은 고온과 고압의 해저 열수구, 저온의 남극 빙산, 염분이 포화된 염전 등에서 생명체를 만날 수 있다.

끓는 물에서도 ‘익지 않는 새우’ 발견, 심해 생물의 신비, 태양이 기울면 섭씨 407도까지 오르는 해저의 열수구 (hydrothermal vent 또는 thermal vent) 부근에서 사는 눈없는 새우가 열수구 밑에서 바글 바글 거리는 새우가 발견되었다. 무슨 종인지 확인되지 않은 이 새우는 대서양 해저 2마일 지점에서 열수구 부근에 서식하고 있었다.

지진을 기록한 지진계 자료를 토대로 멕시코 아카풀코에서 남동쪽으로 900㎞ 떨어진 동태평양 해팽(海膨)의 해저 열수구 모습을 분석했다.

열수구는 지하의 마그마로부터 가열되어 뜨거운 물이 솟아오르는 지역이다. 열수구는 보통 수심 2500~3000km에 달하는 깊은 곳에 위치한다. 열수구에 기생하는 동물들은 수가 엄청날 뿐만 아니라 몸집도 크게 자란다.

영국 해양연구선 제임스 쿡호에 탑승한 과학자들이 남극해의 수심 520m 해상(海床)에서 새로운 일련의 심해 화산 열수구들을 발견했다고 사이언스 데일리가 2011년 2월 14일 보도했다.

이들 열수구는 이 연구팀이 남극해에서 3년 사이에 찾은 네 번째 것이어서 이 지역의 심해 열수구가 생각보다 흔할 것이라는 추측을 낳고 있다.

연구진은 수중 카메라를 이용해 뜨거운 물줄기가 솟구쳐 나오는 3m 높이의 가느다란 미네랄 첨탑과 이 첨탑의 측면을 감싼 거미줄 모양의 흰 박테리아 더께를 발견했다.

이 열수구들은 남극해 사우스조지아섬에서 남동쪽으로 500㎞ 떨어진 사우스 샌드위치 제도 부근에서 새로 발견된 해상 크레이터 속에 있다.

심해 열수구는 해상에서 솟는 온천으로, 미네랄 성분이 풍부한 물 덕분에 미생물과 심해 생물들이 많은 곳이다. 과학자들이 태평양에서 처음으로 열수구를 발견한 지 30년 동안 전세계적에서 약 250개가 발견됐는데 대부분은 `중앙해령'이라고 불리는 해저 화산대에 분포하지만 남극해에서도 극소수가 발견됐다.

연구진은 남극해에서 발견된 새로운 열수구 연구를 통해 심해의 생물 분포와 진화, 해양 화학성분 조절에서 심해 열수구가 하는 역할, 여러 해저 환경에서 번성하는 미생물의 다양성 등을 연구할 계획이다.

1977년 갈라파고스 제도 근처에서 검은 연기와 뜨거운 물이 솟아오르는 열수구가 발견된 뒤이 지역에 대한 탐사가 진행됐다.