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해저 5km 깊이의 열수 분출공을 가다



 바다 깊은 곳에 위치하는 열수 분출공 (Hydrothermal vent) 은 해저 지각의 갈리진 틈에서 뿜어져 나오는 뜨거운 화학 물질이 함유된 열수가 나오는 지형입니다. 열수 분출공 자체는 해저와 육지에 다 존재할 수 있지만 해저 열수 분출공의 존재는 1977 년 처음으로 잠수정 Alvin 호에 의해 직접 탐사 되기 전까지는 자세히 알 수 없었습니다. 


 과학자들은 지하 수천미터의 높은 압력으로 인해 끓어오르지 못한 섭씨 수백도에 달하는 뜨거운 황 화합물이 함유된 열수 분출공 주위에서는 아무런 생명체도 살지 못할 것으로 예상했으나 실제 이를 직접 탐사했을 때 엄청난 수의 생명체를 발견하고 크게 놀라지 않을 수 없었습니다. 이 열수 분출공에서 분출되는 메탄이나 황화 수소등의 화합물을 분해해 그 에너지로 살아가는 미생물이 번성하고 있고 다시 이 미생물에 기반에서 생태계가 형성되어 있었던 것입니다. 



 (열수 분출공의 지구 화학적 순환  This image is in the public domain because it contains materials that originally came from the U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration, taken or made during the course of an employee's official duties.   ) 



 현재까지 발견된 가장 깊은 위치에 있는 열수 분출공은 카리브 해에 있는 영국령 카이만 제도 (Cayman Islands) 남쪽의 카이만 주상 해분 (Cayman trough : 주상해분은 해구 (Trench) 보다 더 넓고 덜 가파른 해저의 함몰 지형) 에 위치하고 있습니다. 


 영국의 사우스 햄프턴 국립해양학 연구소의 Dr Doug Connelly 와 사우스 햄프턴 대학의 Dr Jon Copley 는 탐사선 HyBIS 를 이용해서 이 카이만 주상 해분의 Beebe Vent field 라고 부르는 지역을 집중 탐사했습니다. 이 지역에서는 특히 구리의 함유량이 높은 열수가 분출되는 데 심해저 5000 미터의 높은 압력 덕분에 섭씨 450 도 이상의 뜨거운 열수가 액체 상태로 존재할 수 있습니다. 


 이 뜨거운 열수 분출공에는 역시 수많은 미생물들이 살고 있으며 블랙 스모커 (Black smoker ) 라고 부르는 뜨거운 열수가 나오는 기둥 주변에 온도가 상대적으로 낮은 곳에는 이 미생물에 의존해 살아가는 거대한 새우의 무리가 살고 있습니다. 연구진은 이 새우들이 최대 제곱 미터당 2000 마리 이상 존재하는 것으로 확인했습니다. 



(Beebe Vent field 에서 새롭게 발견된 눈이 없는 새우  (Credit: Image courtesy of National Oceanography Centre, Southampton (UK)) ) 


 이 새우들은 새롭게 발견된 종으로 연구진은 탐사선의 이름을 따서 Rimicaris hybisae 라는 명칭을 붙였습니다. 어두운 심해 환경에 적응해 이 새우들은 눈이 퇴화되었으나 대신 등에 빛을 감지하는 기관이 있어 희미한 빛을 내는 심해의 열수 분출공을 찾아 가는 것으로 생각됩니다. 연구팀은 이외에도 이 열수 분출공에 존재하는 여러 생명체를 확인했습니다. 


 과학자들은 열수 분출공의 위치에 따라 다른 종의 생명체가 독자 진화 했다는 여러 증거들을 발견했으며 이와 같은 생명 다양성이 심지어 해저 수심 5000 미터 에서도 존재한다는 사실을 역시 발견했습니다. 그러나 더 깊은 곳에 열수 분출공이 자리 잡았을 가능성이 존재하기 때문에 아직도 탐사는 계속 진행되고 있습니다.  


 이들의 연구는 Nature Communications 에 실렸습니다. 

 
출처 




Journal Reference:

Douglas P. Connelly, Jonathan T. Copley, Bramley J. Murton, Kate Stansfield, Paul A. Tyler, Christopher R. German, Cindy L. Van Dover, Diva Amon, Maaten Furlong, Nancy Grindlay, Nicholas Hayman, Veit Huhnerbach, Maria Judge, Tim Le Bas, Stephen McPhail, Alexandra Meier, Ko-ichi Nakamura, Verity Nye, Miles Pebody, Rolf B. Pedersen, Sophie Plouviez, Carla Sands, Roger C. Searle, Peter Stevenson, Sarah Taws, Sally Wilcox. Hydrothermal vent fields and chemosynthetic biota on the world's deepest seafloor spreading centre. Nature Communications, 2012; 3: 620 DOI: 10.1038/ncomms1636
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