인도양 중앙 해령에서 열수 분출수 탐지: 생지화학적 추적자의 활용

Abstract

인도양 중앙 해령에서 CTD, CTD-TOYO 그리고 Miniature Autonomous Plume Recorder (MAPR) 장비를 운영해 수층 내 부유물질 농도 변화를 관측하였다. 또한 부유물질 이상 농도를 보인 수심을 중심으로 수소이온(pH), 영양염, ATP(adenosine triphosphate) 그리고 메탄(CH4) 농도를 분석하였다. 본 연구의 목적은 인도양 중앙 해령을 대상으로 생지화학적 추적자를 이용해 열수 분출수(hydrothermal fluid)의 징후를 감지하고 열수 분출구(hydrothermal vent) 위치를 파악하는 것이다. 인도양 중앙 해령(9°∼13°S, 65°∼67°E)에서 해령확장축과 변환단층을 하나의 Segment로 구분해 총 5개의 Segments에서 35개의 정점을 선정하였다. CTD(Model 911 plus and carousel-24, Sea-Bird Inc.) 및 CTD-TOYO system으로부터 수온, 염분, 용존 산소, 투과도(light transmission) 등의 자료와 해수 시료를 획득하였으며, CTD 및 CTD-TOYO 운영 시 MAPR를 장착해 탁도(light backscattering) 자료도 측정하였다. 해수 시료 내 영양염은 자동분석기 Proxima(Alliance Ins.)로 분석하였고, 미생물 생체량을 지시하는 ATP는 고온 추출법을 이용해 전처리 후 Luminometer(Model 20e, Turner)를 이용해 측정하였다. 메탄은 headspace 방법으로 메탄가스를 분리한 후 InO2 반도체 검출기가 장착된 가스크로마토그래프(GC/SCD)로 분석하였다. 연구 해역 중 가장 북쪽에 위치한 Segment 1 해역에서는 유일하게 CTD-TOYO 관측을 수행하였고, CTD-TOYO 관측 시 부유물질 이상 농도를 보인 지점에 CTD 정점을 선정하였다. CTD-TOYO 관측 결과 뚜렷한 부유물질 농도 증가 현상이 남-북 방향에 걸쳐 수심 약 3,400 m에서 나타났으며, 해수 시료에서도 추적자의 이상 농도가 분석돼 열수 분출수의 영향을 강하게 지시했다. Segment 2 해역에서는 일부 지역에서 부유물질과 추적자의 이상 농도가 관측됐지만, 전반적으로 메탄 농도는 이상 농도가 나타나지 않아 열수 분출수에 의한 영향은 미미한 것으로 판단됐다. Segment 3 해역에서는 부유물질과 추적자의 이상 농도 결과가 뚜렷하게 관측돼 열수 분출수의 기원이 가까이 존재하는 것으로 생각됐다. Segment 4 해역에서는 부유물질 및 추적자의 이상 농도가 해저면에서 관측됐지만 그 세기는 다른 Segments에서 보인 결과와 비교해 상대적으로 약했다. 조사 해역 중 가장 남쪽에 위치한 Segment 5 해역에서는 부유물질