망간단괴는 수심 4,000 ~ 6,000m의 해저면에 분포하고 있는 감자모양의 산화물로 40여종에 달하는 유용금속을 함유하고 있으며, 이 중 망간(Mn), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co) 등은 주요전략 금속광물로써 활용된다. 주로 북동태평양 클라리온-클리퍼톤 해역(Clarion-Clipperton Fracture Zone)에 집중적으로 분포하고 있으며 해수와 퇴적물 내에 함유되어 있는 금속성분이 침전되면서 생성되며 나무의 나이테처럼 동심원 형태로 백만년에 1 ~ 수십mm씩 성장한다. 이러한 망간단괴 개발을 위한 심해저 광물자원 개발사업은 인류의 공동유산인 공해상 자원을 선점하고 개발함으로써 자원빈국인 우리나라가 해외 자원개발 경쟁에서 선진국과 동등하게 어깨를 견줄 수 있는 국가 주도의 자원개발 사업이다. 심해저 광물자원 개발사업은 1982년 한국해양연구원의 "심해저 광물자원 개발방안 연구"가 시초였으며, UN 심해저제도, 우리나라의 사업 참여방안 연구, 심해저 자원개발 정책 연구 등 정책적인 면에 초점을 맞추어 과학기술부 연구과제로 수행 되었다.

▲ 심해저 망간단괴 개발시스템 개념도

1992년 온누리호의 건조를 기점으로 본격적인 연구가 시작되어 1994년 UN으로부터 세계에서 일곱 번째로 유망광구 150,000㎢를 확보하고 8년간의 부단한 노력을 통해 2002년 대한민국 영토의 3/4에 해당하는 75,000㎢ 면적의 독점개발권을 갖는 단독개발광구를 확정함으로서, 향 후 금속광물자원의 안정적인 확보를 위한 디딤돌을 마련하게 되었다. 우리나라가 확보하고 있는 단독개발광구에 부존되어 있는 망간단괴의 매장량은 약 5억 1천만 톤으로 연간 300만 톤 생산 시 100년 동안 채광할 수 있는 막대한 양이며 연간 15억불의 수입대체효과가 기대된다.

  

▲ 국제해저기구(ISA)에 등록된 세계 각국의 망간단괴 개발 광구 및 우리나라 광구크기

망간단괴 개발에 필수적인 요소들은 충분한 시료채취 및 좁은 범위 내에서의 정밀탐사를 위해 많은 비용과 시간이 소요된다. 정밀탐사는 유망탐사지역을 대상으로 조사를 수행하며, 1) 상세 수심 자료의 도면화, 2) 사면경사, 해저산과 장애물의 빈도, 계곡의 깊이 등의 해저지형 분석 및 평가, 3) 관입, 분출, 단층과 같은 퇴적물과 기저면의 관계, 4) 퇴적상 및 토질역학, 5) 망간단괴의 평균부존량과 금속함량, 입도분포, 유형과 형태, 6) 망간단괴 분포 경향성과 환경과의 연관성 등 망간단괴 개발과 관련된 필수적 요인에 대한 상세한 정보를 획득 ？ 분석한다. 탐사에서는 음향 및 영상장비의 운용으로 얻어지는 수심, 음향특성, 영상자료가 획득되어 후처리 및 Mapping 작업이 이루어지며, 단괴특성, 금속함량, 퇴적물 특성 등의 연구를 위한 망간단괴, 퇴적물 등의 시료를 획득한다. 이를 통해 망간단괴 광상의 변수들을 통계학적 처리하기 위한 자료들을 확보하여 상관성 분석을 통해 우선 개발지역을 선정한다.

▲ 지구물리 및 영상탐사



▲ 탐사현장에서의 시료채취

2007년에는 40,000㎢ 규모의 우선채광지역을 선정하였으며, 올 12월에는 1차 채광후보지역 20,000㎢ 선정으로 목표로 하와이대학의 DSL-120을 이용한 Deeptow Side Scan 탐사를 포함한 정밀탐사가 예정되어 있다. 2010년 이후로도 연간 300만 톤 생산규모의 환경친화적 심해광업 기반 구축을 목표로 자원량 평가시스템을 개발하여 연구지역 내 개발등급을 부여하고 채광장애지역 및 채광기 사양을 고려한 채광도를 개발할 예정이다.

▲ 2007년 선정한 우선채광지역(40,000 ㎢, 붉은실선)

2010-06-07