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[IT뉴스]태평양 누비는 첨단 탐사선… 심해 속 미래광물 캐낸다 [사이언스픽]

온카뱅크관리자

2026-05-28 18:37:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 탐사 장비 갖춘 바다 위 연구소 고농도 희토류 매장지 확인 성과 핵심 자원 확보·추출 기술 연구 탐해 3호 
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 <img alt="물리탐사선 탐해3호가 탐사를 위해 항해하고 있다. 한국지질자원연구원 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/daejonilbo/20260528183053347rmlg.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="xqoMDMKprS" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/daejonilbo/20260528183053347rmlg.jpg" width="658">
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 물리탐사선 탐해3호가 탐사를 위해 항해하고 있다. 한국지질자원연구원 제공
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 탐해3호(6926톤)는 지난해 7월14일 오후 5시 경남 창원시 진해항 제2부두를 떠나 첫 대양 탐사에 나섰다. 탐해3호는 2024년 건조된 한국지질자원연구원(지질자원연)의 최첨단 물리탐사선이다.
 탐해3호는 한번에 4.2㎢(축구장 590개, 여의도 면적의 1.5배)를 3D(입체)로 탐사한다. 탐해3호는 괌 북동쪽 서태평양 공해상에서 탐사를 마치고 지난해 8월10일 귀항했다.
 5개월여 뒤인 지난 1월15일, 지질연은 탐해3호가 서태평양 5800m 해저 진흙에서 최대 3100ppm, 평균 2000ppm 이상의 고농도 희토류를 확인했다고 발표했다.
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 <img alt="탐해3호가 배꼬리에 탄성파 수신 스트리머를 달고 항해하면서 반사파를 탐지하고 있다. 한국지질자원연구원 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/daejonilbo/20260528183054691zxhd.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="yWpX9XCEEl" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/daejonilbo/20260528183054691zxhd.jpg" width="658">
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 탐해3호가 배꼬리에 탄성파 수신 스트리머를 달고 항해하면서 반사파를 탐지하고 있다. 한국지질자원연구원 제공
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 ◇해저 진흙은 어떻게 채취할까
 망망대해 수천m 해저에 지름 약 200㎜ 강철 파이프를 꽂고 연구 목적에 맞는 퇴적물(진흙)을 채취하는 일은 사막에서 바늘 찾기보다 어렵다.
 연구팀의 1단계 업무는 출항에 앞서 연구할 목적지를 찾는 것이다. 연구팀은 국내외의 다양한 자료를 분석해 대상지를 7곳으로 압축했다. 김윤미 해저지질연구센터장은 "분석 신뢰도를 높이려면 대상지에 희토류가 많은 곳은 물론 없는 곳도 포함시켜 분석이 맞았는지 확인한다"고 전했다.
 2단계는 정교한 해저지형도를 제작하고 퇴적물을 채취할 포인트를 찍는다.
 괌 인근 해상에 도착한 탐해3호는 배꼬리에 6㎞ 길이의 탄성파 수신 스트리머를 달고 탐사 항해속도인 시속 5노트로 항해를 시작했다. 스트리머는 에어건으로 발사한 인공 음파(탄성파)의 반사파를 감지한다. 연구팀은 확보한 데이터를 분석해 해저 5000~6000m의 지층의 입체(3D) 지도를 완성했다.
 마침내 탐해3호는 '피스톤 코어러'(강철 파이프)로 해저 퇴적층 15m까지 파고 들어가 심해 진흙을 채취했다. 이번 탐사에서는 대상지 7곳에서 진흙 코어 약 105m를 성공적으로 확보했다.
 탐해3호는 OBN(해저 설치형 탄성파 수신기) 400대도 갖추고 있어 시간의 흐름에 따른 해저면 변화를 정밀하게 분석하고 4D(시간변화추적) 지형 지도를 제작할 수 있다.
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 <img alt="한국지질자원연구원 해저지질연구센터 시료보관실에서 연구원이 보관된 시료의 보관상태를 확인하고 있다. 한국지질자원연구원 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/daejonilbo/20260528183056022kevy.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="WUrbibtWrh" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/daejonilbo/20260528183056022kevy.jpg" width="658">
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 한국지질자원연구원 해저지질연구센터 시료보관실에서 연구원이 보관된 시료의 보관상태를 확인하고 있다. 한국지질자원연구원 제공
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 ◇진흙 코어 보관·분석법
 탐해3호는 섭씨 4도, 습도 70%를 유지하는 냉장저장고가 있다. 이곳에 해저에서 채취한 진흙 코어를 보관한다.
 진흙은 채취 지점에 따라 색깔이 다르다. 서태평양 심해(~6000m)의 진흙은 유기물과 미생물이 적고 산소는 넉넉한 환경상 철산화가 진행돼 적갈색이고 입자가 곱다. 상대적으로 수심이 얕은 동해(2200m) 진흙은 유기물이 많아 산소가 부족한 탓에 회녹색을 띤다.
 진흙 코어들은 지질자원연 해저지질연구센터로 운송된다. 이 센터는 우리나라 연안에서 전 세계의 공해상 심해저까지 바다 밑 지형과 지질을 조사하고 바닷속 자원들을 찾는 연구를 한다.
 연구자들은 아이스크림 떠내듯 코어의 진흙을 파서 성분을 분석한다. 분석을 마친 시료는 고유 번호를 붙여 분말 상태로 보관한다.
 지질학자들은 지질자원연이 지난해 8월 탐해3호를 통해 확보한 서태평양의 진흙 코어를 분석해 지난 1월 결과를 발표한 것은 지질자원연의 우수한 연구 역량을 보여준 사례라고 입을 모은다.
 정경우 지질자원연 자원활용연구본부장은 "지질연은 국내 유일의 광물자원 전주기 연구기관으로서 희토류 가공 K-플랜트 구축을 통해 국내 핵심광물 공급망 자립기반 확보에 나서고 있다"며 "서태평양 희토류 탐사를 통한 희토류 확보에 나서는 등 탄소중립 기반 핵심광물 산업 전환과 미래 친환경 금속시장 역량 강화에 박차를 가하고 있다"고 말했다.
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 <img alt="지난해 수행한 서태평양 대양탐사 당시 연구원들이 탐해3호 선상 연구실에서 회의하고 있다. 한국지질자원연구원 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/daejonilbo/20260528183057383caah.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="Y30NvNMVwC" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/daejonilbo/20260528183057383caah.jpg" width="658">
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 지난해 수행한 서태평양 대양탐사 당시 연구원들이 탐해3호 선상 연구실에서 회의하고 있다. 한국지질자원연구원 제공
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 ◇희토류는 어떤 광물인가
 희토류는 네오디뮴(Nd), 디스프로슘(Dy), 세륨(Ce), 란타넘(La), 프라새오디뮴(Pr) 등 주기율표 57번부터 71번까지 란타넘계 원소 15종과 21번 스칸듐(Sc), 39번 이트륨(Y) 등 17종이다.
 희토류는 전자제품 등의 성능을 크게 향상시켜 전기차 모터, 스마트폰, 카메라, 디스플레이, 반도체, 방위산업, 풍력발전 등 현대 첨단산업 핵심 부품에 거의 다 들어간다.
 희토류는 중국이 전 세계 물량을 독점한다. 희토류 매장량은 중국 4400만톤, 브라질 2100만톤, 일본 미나미토리섬 일대 1600만톤(추정) 등이다. 그러나 희토류는 원소들의 성질이 비슷하고 섞여 있어 정제하려면 용매추출-이온교환-침전반응을 수백~수천번 반복해야 하고 일부 원소는 가공 과정에서 방사성 폐수 등이 발생해 기술력과 경제성을 갖춘 중국과 경쟁하는 게 사실상 불가능하다고 한다.
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 <img alt="한국지질자원연구원의 바나듐, 티타늄 정광 회수·선광 공정 설비. 송인걸 선임기자" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/daejonilbo/20260528183058744egbj.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="GQJX9XCEwI" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/28/daejonilbo/20260528183058744egbj.jpg" width="658">
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 한국지질자원연구원의 바나듐, 티타늄 정광 회수·선광 공정 설비. 송인걸 선임기자
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 지질연은 탐해3호 탐사는 물론 희토류 추출 기술을 축적하기 위해 폐배터리·반도체·스마트폰 등에서 핵심광물을 회수하는 자원회수연구센터, 광석에서 유용한 광물을 분리하는 선광 제련 일관작업장을 운영하고 있다.
 권이균 지질연 원장은 "자원은 언제나 첨단 기술을 요구한다. (중국을) 따라잡고 다음을 선도해 희토류 자립을 향한 기술에 도전하는 노력을 멈추지 않을 것"이라고 밝혔다.
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