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남극 빙하 밑 미생물, 산소 농도 따라 에너지원 활용…특이 생존법 '눈길'

한미 연구진이 서남극 빙하아래 메르세르 빙저호에서 수천 년 간 외부와 단절된 채 진화한 미생물을 처음 발견하고 대사 체계를 분석해 관심이다. 19일 극지연구소에 따르면 김옥선 박사 연구팀은 미국 몬태나 주립대학교 존 프리스쿠(John Priscu)교수, 플로리다 대학교 브렌트 크리스트너(Brent Christner) 교수 등으로 구성된 공동 연구팀과 서남극 1,087m 두께의 빙하 아래에 있는 메르세르 빙저호를 탐사, 이 같은 성과를 확보했다. 빙저호는 남극과 북극의 두꺼운 빙하 아래 존재하는 호수다. 고립된 환경에서 장기간 독특한 진화를 겪기 때문에 과학적 가치가 높다. 그러나 막대한 탐사 비용과 기술적 난이도 탓에 온전한 시료 확보 사례는 극히 드물다. 탐사는 미국팀 주도로 2018-19년 이뤄졌다. 분석은 김옥선 박사 연구팀이 주도했다. 청정 열수시추(hot-water drilling) 기술을 이용해 오염 없이 빙저호 시료를 확보한 것은 2013년 윌란스 빙저호 이후 인류 역사상 두 번째이다. 메르세르 빙저호에서 확보한 1,374개의 단일세포 유전체 분석 결과, 해양· 지표 미생물과 유전적으로 고립된 새로운 종이 발견됐다. 이들은 산소 농도에 따라 다양한 에너지원을 활용하는 방식으로 살아 남은 것으로 파악됐다. 극지연구소 황규인 박사는 “대사적 유연성이 암흑·저영양·고압의 환경에서 미생물들이 수천 년간 생존할 수 있었던 핵심 요인”이라고 설명했다. 황 박사는 "앞서 시료를 확보했던 윌란스 빙저호에서 예상외로 다양한 미생물이 발견된 이후, 메르세르 빙저호에서 찾은 시료는 한 단계 더 진전된 것"이라며 "단일세포 유전체 분석은 한국팀 제안으로 시작됐으며, 빙저호 연구를 한층 끌어올린 성과"로 평가했다. 이번 성과는 남극의 초극한 환경에서 생명체가 어떻게 적응, 진화하는지 규명했을 뿐 아니라, 얼음 아래 바다가 존재하는 유로파(Europa), 엔셀라두스(Enceladus) 등 외계 천체의 생명 가능성 연구에도 기초 자료로 활용될 것으로 기대됐다. 이번 연구는 극지연구소와 미국 과학재단 SALSA(Subglacial Antarctic Lake Scientific Access) 프로젝트 지원으로 수행됐다. 연구 결과는 국제 학술지 네이처 커뮤티케이션즈(8월)에 게재됐다. 신형철 극지연구소 소장은 “우리 연구팀의 아이디어와 미국의 탐사 기술이 만나 거둔 성과”라며, “남극에는 아직도 인간이 접근하지 못한 600여 개의 빙저호가 존재한다. 국제 협력을 강화해 미지의 극지 생태계를 개척하는 데 선도적 역할을 해나갈 것"이라고 말했다.

2025.08.19 07:46박희범

한화오션, 얼음길 뚫는다…차세대 쇄빙연구선 2029년 건조

한화오션이 북극항로 시대를 선도할 차세대 쇄빙연구선 건조에 나선다. 해양수산부 극지연구소와 한화오션은 29일 오후 서울 영등포구에 위치한 한국해운협회 대회의실에서 차세대 쇄빙연구선 건조 계약을 체결했다고 밝혔다. 차세대 쇄빙연구선은 쇄빙능력시험을 포함해 2029년 12월까지 건조를 완료하고 이후 우리나라 극지 연구 임무를 맡게 된다. 이날 계약식에는 전재수 해양수산부 장관과 김희철 한화오션 대표이사를 비롯해 신형철 극지연구소 소장, 최동한 한국해양과학기술원 기후솔루션연구본부장 등 30여명이 참석했다, 전재수 해양수산부 장관은 축사를 통해 “세계 최고 수준의 우리 기술력으로 건조될 차세대 쇄빙연구선은 과학연구, 자원협력 등 북극 협력을 촉진할 수 있는 인프라”라며 “차세대 쇄빙연구선을 시작으로 북극항로의 지속 가능한 이용과 안전한 운항을 위해 필요한 인프라와 실측 기반 데이터를 꾸준히 쌓아가겠다”고 말했다. 김희철 한화오션 대표는 건조사에서 “차세대 쇄빙연구선 건조 사업은 단순한 극지연구 차원을 넘어 중장기적 국익이 걸린 중대 현안”이라며 “이번 차세대 쇄빙연구선 건조 사업을 통해 국가의 미래, 그리고 더 나아가 인류 번영에 기여하는 뜻 깊은 여정에 동참하게 된 것을 진심으로 감사하게 생각한다”고 강조했다. 그러면서 “모든 역량을 동원해 감동을 주는 결과물을 도출해 내도록 최선을 다하겠다”고 의지를 밝혔다. 우리나라는 첫 쇄빙연구선 아라온호를 2009년 건조해 독자적으로 남·북극해 연구를 수행할 수 있게 됐다. 하지만, 극지방 환경 변화로 인한 연구범위의 확대와 친환경 규제 강화 등으로 인해 후속 쇄빙연구선에 대한 필요성이 지속적으로 제기돼 왔다. 해양수산부 등 관련 부처에서는 대한민국 극지 연구의 미래를 열어갈 차세대 쇄빙연구선에 거는 기대가 남다를 수밖에 없다. 해양수산부 관계자는 “이번 계약 체결을 통해 우리나라 북극 진출도 탄력을 받을 것”이라고 기대감을 나타냈다. 차세대 쇄빙연구선은 총 톤수 1만6천560톤으로 아라온호(7,507톤)의 두 배가 넘고, LNG 이중연료 전기추진체계가 탑재된다. 또한 1.5m 두께의 얼음을 깨고 나아갈 수 있는 양방향 쇄빙 능력과 함께 영하 45도의 내한 성능도 갖췄다. 한화오션은 차세대 쇄빙연구선이 극지 연구의 차원을 끌어올릴 최첨단 연구선이자 녹색 지구를 위한 친환경 연구선이 될 것으로 자부하고 있다. 한화오션은 차세대 쇄빙연구선 건조 사업과 함께 향후 쇄빙선 분야에 더욱 역량을 집중한다는 방침이다. 이는 북극해 해양 패권 경쟁을 위해 미국이 극지에 대한 전략적 가치를 강조하는 기조와 무관치 않다. 이와 관련, 한화오션 특수선사업부 김호중 상무는 “신항로 개척에서 자원개발에 이르기까지 극지가 가진 무궁무진한 잠재력을 선점하기 위한 수단이 쇄빙선”이라며 “한화오션은 미국과의 협력을 통해 발 빠르게 쇄빙선 분야를 미래 성장동력의 하나로 키워나갈 것”이라고 강조했다.

2025.07.29 16:42류은주

KAIST 차세대 소형위성2호 2년간 1200회 '구름속' 지구관측…미션 끝났지만 촬영 계속

지난 2023년 누리호에 탑재돼 지구 궤도로 올라갔던 차세대소형위성2호가 2년 임무기간을 모두 채웠다. 그럼에도 현재 정상 운영 중이다. KAIST 우주연구원은 차세대소형위성2호가 핵심 임무인 국산 영상레이다(SAR, 합성개구레이더)의 기술검증 및 전천후 지구관측 등을 지난 2년간 성공적으로 수행했다고 25일 밝혔다. 지난 2023년 5월25일 18시 24분 나로우주센터에서 누리호 3차에 실어 발사한 위성2호는 KAIST 우주연구원이 국내 최초로 설계, 제작, 지상 시험․평가를 거쳐 국산화했다. 이 위성 임무 기간은 이달 25일까지 2년이지만, 현재도 정상 작동 중이다. 이 영상 레이다는 전자파를 이용하는 능동 센서를 탑재했다. 어두운 밤이나 구름 또는 비가 많은 기상 환경에서도 한반도 관측이 가능하다. 위성 발사 이후, 차세대소형위성2호는 하루 평균 3~4회 영상 촬영을 수행하며 기능점검과 기술검증을 진행해 왔다. 현재까지 1천200회 이상 지구관측을 완료했다. 위성의 임무 수명이 지난 현재에도 영상레이더의 성능은 양호, 관측 임무를 안정적으로 이어가고 있다. 국산화 기술 검증 단계임에도, KAIST 우주연구원은 극지연구소(소장 신형철) 및 국립공원연구원(원장 김진태)과 협력해 지닌해 3월 이후에는 북극 빙권 변화분석과 산림 영역 변화탐지를 위한 관심 지역을 우선 촬영했다. KAIST 우주연구원은 북극 해빙 관심지역에 대한 반복 관측을 수행 중이다. 극지연구소 원격탐사빙권정보센터는 기후변화로 인한 해빙 면적 및 구조 변화를 정밀 추적하고 있다. 최근, 극지연구소는 차세대소형위성2호와 유럽 우주청(ESA) 센티넬-1호(Sentinel-1) 관측 데이터를 융합, 캐나다 밀른(Milne) 빙붕(Ice Shelf, 육지에서 흐른 빙하가 바다로 흘러 들어가면서 바다 위에 떠 있는 거대한 얼음층)에서 2021년부터 2025년 사이에 빙붕 뒤편의 얼음 호수 면적이 무려 15㎢나 증가한 사실을 포착했다. 극지연구소 원격탐사빙권정보센터 김현철 센터장은 "이로 인해 구조적 불안정성이 심화되고 있으며, 이는 북극의 기후 변화가 가속화되고 있음을 보여주는 중요한 신호로 분석된다"고 설명했다. 차세대소형위성2호의 영상자료는 기후변화에 따른 생물계절 변화탐지, 고지대 침엽수 고사 및 산사태와 같은 산림 생태계 변화 모니터링 연구에도 활용 중이다. 또 산림지역 탄소 저장량 공간 분포를 위성 영상으로 분석하고, 이를 현장 측정값과 비교하여 분석 정밀도를 높이는 연구도 병행 중이다. KAIST는 위성에서 수신된 기술 검증 중심의 데이터를 연구기관들이 쉽게 활용할 수 있도록 표준 영상 제품으로 가공하는 시스템도 개발 중이다. 우주연구원 한재흥 원장은 “차세대소형위성2호는 실제 환경 분석과 국가 연구에 직접 활용됐다는 점에서 더욱 큰 의미가 있다”며 “앞으로도 차세대소형위성2호 영상레이다 데이터의 활용에 힘쓸 것”이라고 밝혔다.

2025.05.25 12:15박희범

대한민국, 남극 깊숙히 닿는다···남극내륙기지 후보지 도착

우리나라가 남극 내륙 연구를 위한 교두보를 놓았다. 장보고기지에서 남극내륙기지 후보지까지 1천 512㎞의 육상 루트를 확보했다. 극지연구소(소장 신형철)는 K-루트 탐사대가 남극내륙기지 후보지에 도착했다고 2일 밝혔다. K-루트는 남극 내륙에서 연구 및 보급 활동을 하기 위해 개척하는 육상 루트를 말한다. 우리나라는 2032년 세계 6번째 남극내륙기지 건설을 추진하고 있다. 내륙 기지에 비행기로 물자를 공급하면 기상 변동에 대응하기 어렵고 비용도 비싸 육상 루트가 꼭 필요하다. 남극내륙기지 후보지는 남위 76도 11분, 동경 117도 36분에 위치한다. 지난해 11월 16일 장보고 기지를 떠난지 46일만인 지난달 31일 도착했다. 이 지역 빙하 두께는 최소 3천 200m 이상이라 100만 년 전 기후 복원이 가능하다. 최저 기운이 영하 80도 밑으로 내려가기 때문에 우주 등 극한지 탐사 기술 연구에 적합하다. 탐사대는 이번에 장보고기지와 남극내륙기지 후보지를 잇는 1천 512㎞의 육상 루트를 확보했고, 기지로 복귀하며 270㎞의 신규 루트를 추가 개척할 예정이다. 과거 다른 연구 목적으로 개척한 과학루트 433㎞까지 더하면, 대한민국이 남극에서 확보한 육상 루트는 2천 200㎞에 이를 전망이다. 남극은 평균 2㎞ 두께의 얼음이 덮여 있는, 지구에서 평균 고도가 가장 높은 대륙이다. 빙하가 움직이며 형성된 크레바스나 영하 수십 도까지 떨어지는 극한 환경 때문에 대륙 안쪽으로 접근이 어렵다. 남극 내륙에 독자 루트를 보유한 나라는 미국과 중국, 일본 등 5곳 뿐이다. K-루트 탐사대는 남극내륙기지 건설에 필요한 국제사회의 동의를 얻기 위해 후보지에서 환경영향평가를 위한 환경시료 채집, 기상관측장비 설치 등 연구 활동을 수행할 계획이다. 우리나라는 '제1차 극지활동 진흥 기본계획'에 따라 2032년 남극내륙기지를 건설한다는 목표다. 이번 K-루트 탐사는 극지연구소 미답지연구단이 해양수산부 연구과제 '남극내륙 연구거점 구축과 기지후보지 선정을 위한 빙원탐사'의 지원을 받아 수행했다. 탐사대는 활동을 마치고 다음 달 중순 장보고기지로 돌아올 예정이다. 신형철 극지연구소장은 "이번 K-루트 개척으로 몇몇 선진국들만 가능했던 남극내륙 연구의 문이 활짝 열렸다"라며 "K-루트를 활용해 미래 발전 가능성이 높은 연구 거점을 선점, 남극연구 선진국들과 경쟁하고 대한민국의 극지연구 역량을 끌어올리겠다"라고고 말말했다.

2024.01.02 10:56한세희