망가니즈 단괴

3. 특징

망가니즈 단괴는 망간, 구리, 니켈, 코발트 등 유용한 금속 원소를 포함하고 있어 미래의 중요 자원으로 주목받고 있다. 현재 소비량 기준으로 망가니즈 단괴를 활용할 경우, 망간은 약 2400년, 구리는 약 640년, 니켈은 약 1600년간 사용할 수 있을 것으로 추정된다.

망가니즈 단괴는 해양 환경과 육상 환경 모두에서 발견된다. 주로 철과 망간 산화물 덩어리로 구성되며, 알루미노규산염 기질과 핵을 둘러싸고 있다.^[2][3] 일반적으로 육상 단괴는 철 함량이 더 높고, 해양 단괴는 형성 과정과 주변 퇴적물 조성에 따라 망가니즈 비율이 더 높은 경향이 있다.^[2][3] 형성 위치에 관계없이 단괴는 지각이나 주변 퇴적물에 비해 철, 망가니즈, 중금속, 희토류 원소 함량이 높다는 특징을 보인다.^[3] 그러나 주변 환경의 유기적으로 결합된 원소는 단괴에 쉽게 통합되지 않는다.^[3]

해저에서 단괴의 분포 밀도는 다양하며, 해저에 형성되는 지구화학적으로 활성적인 층의 두께와 안정성에 의해 조절되는 것으로 보인다.^[15] 원양성 퇴적물의 유형과 해저의 바티메트리(수심 지형) 또는 지형학은 이 활성층의 특성에 영향을 미칠 수 있다.

단괴의 성장은 알려진 지질학적 현상 중 가장 느린 것 중 하나로, 수백만 년에 걸쳐 1cm 정도 성장한다.^[16][59] 단괴 형성에 관여하는 과정은 여러 가지로 추정된다.

• 해양 기원 (Hydrogenous): 해수로부터 금속이 직접 침전되는 과정. 해수로부터의 화학적 침전에는 단괴에 포함된 산화철이 촉매 역할을 하는 것으로 생각된다.
• 속성 작용 (Diagenetic): 퇴적물 내에서 망간이 재이동하며 2차적으로 생성되는 과정.
• 열수 기원 (Hydrothermal): 화산 활동과 관련된 온천수에서 유래한 금속이 침전되는 과정.
• 할미롤리시스 (Halmyrolysis): 해수에 의해 현무암 파편이 분해되는 과정.
• 생물 기원 (Biogenic): 미생물(예: 박테리아, 유공충의 저서 군집)의 활동을 통해 금속 수산화물이 침전되는 과정.^[17][60]

• 수소 기원 단괴: 해수에서 직접 금속이 침전되어 형성된다. 망간 대 철 비율(Mn/Fe)이 2.5 미만으로 철과 코발트 함량이 비교적 높다.^[3] Mn²⁺ 함량이 낮으며, 주요 광물은 Fe-버나다이트, Mn-페록시하이트, 아스볼란-부세라이트이다.^[21][3]
• 속성 작용 단괴: 퇴적물 내의 화학적 변화를 통해 형성된다. 망간, 니켈, 구리 함량이 더 높으며, Mn/Fe 비율은 보통 2.5에서 5 사이이지만, 저산소 환경에서는 30 이상까지 높아질 수 있다.^[3] 주요 광물은 부세라이트 I, 버네사이트, 토도르키이트, 아스볼란-부세라이트이다.^[21][3] 단괴 중의 MnO₂는 주로 호메스광, 버네스광, 베르나드광(δ MnO₂) 형태로 존재한다. 호메스광은 2가 망간을 포함하며, 이것이 Zn²⁺, Ni²⁺, Co²⁺ 등으로 치환되어 이러한 금속을 함유할 수 있게 한다.^[61] δ-MnO₂는 결정성이 가장 낮지만^[62], 코발트를 많이 포함하는 경우도 있다.

이 외에도 소량의 칼슘, 나트륨, 마그네슘, 칼륨, 티타늄, 바륨 등이 포함되며, 수소와 산소, 그리고 결정수와 자유수도 함유한다. 일반적으로 망가니즈 단괴에는 이산화 망간(MnO₂) 2 부분당 산화철(FeO 또는 Fe₂O₃) 1 부분 정도의 비율로 존재한다.^[23] 또한, 다양한 미량 원소와 미량 광물이 발견되는데, 이들은 주로 해저 퇴적물에서 유래하며, 이 퇴적물 자체에는 전 세계에서 먼지 형태로 운반되어 해저에 쌓인 입자들도 포함된다.^[5]

육상 망가니즈 단괴는 극심토, 현탁토, 미숙토, 회갈색토, 흑색토 등 다양한 토양 유형에서 형성된다.^[2] 해양 단괴와 마찬가지로 철과 망가니즈 함량 및 조합에 따라 층이 구분된다.^[2] 철 함량이 높은 단괴는 붉은색이나 갈색을, 망가니즈 함량이 높은 단괴는 검은색이나 회색을 띤다.^[2] 주로 함유된 금속 산화물에 따라 풍부한 원소도 달라진다. 망가니즈가 우세한 단괴에는 바륨, 스트론튬, 니켈, 코발트, 구리, 카드뮴, 납, 아연 등이 풍부하며,^[2] 철이 우세한 단괴에는 바나듐, 인, 비소, 크롬 등이 더 많이 포함된다.^[2]

망가니즈 단괴의 크기는 매우 다양하여, 미세한 입자부터 지름 20cm가 넘는 것까지 발견된다. 하지만 대부분은 지름 5cm에서 10cm 정도의 크기이다.^[58] 단괴의 핵은 이전에 부서진 단괴 조각, 암석 파편, 또는 가라앉은 생물 기원 물질 등 주변 환경의 다양한 작은 물체로 이루어질 수 있다.^[3] 단괴의 표면은 대체로 매끄럽지만, 거칠거나 울퉁불퉁한 유두 모양, 불규칙한 형태를 띠기도 한다.^[58] 해저 퇴적물에 묻혀 있는 바닥면은 윗부분보다 더 거친 경향이 있다.

4. 분포

망가니즈 단괴는 주로 해저 퇴적물 위에 놓여 있으며, 때로는 부분적으로 또는 완전히 묻혀 있기도 하다. 분포 밀도는 지역에 따라 매우 다양하여, 어떤 곳에서는 단괴들이 서로 맞닿아 해저 표면의 70% 이상을 덮기도 한다. 1981년 런던 지질 박물관의 앨런 A. 아처(Alan A. Archer)는 전 세계 다금속 단괴의 총량을 약 5000억ton으로 추정했다.^[6][63]

단괴는 발트해와 같은 얕은 바다^[7], 태평양 중앙부와 같은 깊은 바다^[8], 심지어 호수에서도 발견된다.^[63] 이는 최소한 에디아카라기 시대 이후, 즉 약 5억 4천만 년 전부터 심해에 산소가 공급된 이후 바다에 존재해 온 것으로 여겨진다.^[9] 가장 밀도가 높은 분포 지역은 수심 4000m에서 6000m 사이의 심해 평원이다.^[5][63]

역사적으로 망가니즈 단괴는 1868년 시베리아 북극해의 카라해에서 처음 발견되었다.^[10][63] 이후 영국의 해양 탐사선 HMS ''챌린저''호가 1872년부터 1876년까지 진행한 과학 탐사를 통해 전 세계 대부분의 바다에 분포한다는 사실이 밝혀졌다.^[10][63]

단괴의 구성 성분은 위치에 따라 다르며, 경제적으로 중요한 매장지는 다음과 같은 지역에서 확인되었다.

이러한 매장지 대부분은 쿡 제도의 배타적 경제 수역 내에 있는 Penrhyn 분지를 제외하고는 국제 수역에 존재한다.^[5]

4. 1. 클라리온-클리퍼톤 구역 (CCZ)

5. 형성과 성장

망가니즈 단괴의 성장은 알려진 지질학적 현상 중 가장 느린 과정 중 하나로, 방사성 동위원소 분석 결과 1cm 성장하는 데 수백만 년이 걸리는 것으로 추정된다.^[16][59] 단괴는 다양한 과정을 통해 형성되는데, 크게 해수에 포함된 금속이 침전하는 방식(수소 기원), 퇴적물 내에서 속성 작용을 통해 망간이 재이동하는 방식, 화산 활동과 관련된 열수 활동에 의한 방식, 현무암의 분해, 그리고 미생물의 활동에 의한 생물 기원 방식 등이 있다.^[17][60] 이러한 과정들은 단독으로 또는 복합적으로 작용하여 단괴를 성장시킨다.

형성 메커니즘, 예를 들어 해수로부터 직접 금속이 침전되는 수소 기원 방식과 퇴적물 속에서 형성되는 속성 작용 방식에 따라 단괴의 화학적, 광물학적 구성과 성장 속도에 차이가 나타난다.^[3][4][21] 일반적으로 단괴는 기존의 암석 파편이나 생물 기원 물질 등을 핵으로 하여 그 주위에 금속 산화물이 층을 이루며 성장한다.^[3] 해양뿐만 아니라 육상의 특정 토양 환경에서도 유사한 산화·환원 과정을 거쳐 철망간 단괴가 형성되기도 한다.^[2]

5. 1. 해양 기원

• 수소 기원 단괴: 해수로부터 직접 금속이 침전되어 형성된다. 망간 대 철(Mn/Fe) 비율이 2.5 미만으로 철과 코발트 함량이 비교적 높다. 주요 모 광물은 버나다이트이다.^[3] 성장 속도는 100만 년당 약 2mm에서 5mm 정도로 느리다.^[3]
• 속성 작용 단괴: 퇴적물 공극수에서 금속이 침전되어 형성된다. 망간, 니켈, 구리 함량이 더 높으며, Mn/Fe 비율은 일반적으로 2.5에서 5 사이지만, 저산소 환경에서는 30 이상까지 높아질 수 있다. 주요 모 광물은 부세라이트이다.^[3] 성장 속도는 100만 년당 약 10mm 정도로 수소 기원 단괴보다 빠르다.^[3]

5. 2. 육상 기원

육상 철망간 단괴의 형성은 철 및 망간 산화물의 축적과 그에 따른 환원 용해 및 산화 침전의 반복적인 산화 환원 주기를 포함한다.^[2] 이 진동하는 산화 환원 주기는 pH, 미생물 활동, 유기물 농도, 지하수위, 토양 포화도, 그리고 산화 환원 전위에 의해 제어된다.^[2] 인위적인 활동, 예를 들어 비료 사용을 통한 영양분 부하 증가는 이러한 주기에 영향을 미칠 수 있다.^[2] 토양 진화 동안 변화하는 고기후 조건을 평가하는 것은 단괴의 응결 구조를 연대 측정 기술과 결합하여 분석함으로써 탐구할 수 있다.^[2] 망간 층은 일반적으로 철 층에 비해 더 높은 산화 환원 전위에서 형성되지만, 산화 환원 전위가 빠르게 증가하는 기간에는 혼합 층이 형성될 수 있다.^[2] 단괴가 형성됨에 따라 니켈, 코발트, 구리, 아연을 포함한 미량 원소가 포함된다.^[2] 미량 금속 조성은 주변 토양의 모재 흡수, 미생물 철 또는 망간 환원 박테리아의 생성물 축적, 그리고 단괴 표면에서의 착화 반응이라는 세 가지 과정의 결과이다.^[2]

6. 개발

1960년대와 1970년대에 망가니즈 단괴의 잠재적 가치가 주목받으면서, 여러 국가와 기업들이 참여하는 초기 개발 활동이 시작되었다. 미국, 캐나다, 영국, 서독, 벨기에, 네덜란드, 이탈리아, 일본 등의 기업들이 참여한 4개의 다국적 컨소시엄과 프랑스, 일본의 민간 기업 및 기관 그룹, 그리고 소비에트 연방, 인도, 중국의 공공 기관들이 주도하여 잠재 매장량 조사 및 채굴, 처리 기술 연구 개발에 약 5억달러가 투자되었다.^[15]

1970년대 후반에는 국제 합작 투자를 통해 태평양 심해 평원(수심 약 5500m 이상)에서 수백 톤의 망가니즈 단괴를 실제로 채취하는 성과를 거두었다.^[15] 채취된 단괴에서는 고온 야금법과 습식 야금법을 이용하여 주요 목표 금속인 니켈을 비롯해 구리, 코발트 등을 추출하는 데 성공했다. 이 과정에서 해저 단괴의 분포 밀도를 측정하기 위한 사이드 스캔 소나 기술이나 해저 지층 구조를 파악하는 저주파 음파 탐사 기술 등 관련 기술 개발도 함께 이루어졌다.

초기 개발 이후 심해 탐사 및 채굴 기술은 눈부시게 발전했다. 위성 항법 시스템(GPS)과 수중 음향 측위 시스템(USBL 등)을 이용한 정밀한 위치 측정, 멀티빔 음향측심기(MBES)와 자율무인잠수정(AUV)을 활용한 효율적인 해저 탐사, 원격 조종 잠수정(ROV)과 고성능 엄빌리컬 케이블을 통한 정밀 작업 등이 가능해졌다. 또한 펌프, 무한궤도 또는 스크류 방식의 해저 로버, 강성 및 유연 라이저, 초고분자량 폴리에틸렌 로프 등 실제 채굴에 사용될 수 있는 다양한 기술들이 개발되고 개선되었다. 실제 채굴 방식은 육지에서 감자 수확과 유사하게, 해저면을 일정한 구역으로 나누어 채굴 장비로 단괴를 수집하는 방식이 연구되고 있다.^[24][25][26]

그러나 초기 개발 노력은 당시 육상 니켈 공급이 충분했고 막대한 초기 투자 비용(1978년 추산 35억달러) 부담 등으로 인해 상업적 생산으로 이어지지는 못했다. 스미토모 금속 광산 등 일부 기업은 소규모 연구를 지속하기도 했다.

망가니즈 단괴는 니켈, 구리, 코발트 등 첨단 산업에 필수적인 금속들을 함유하고 있어 경제적 가치가 주목받는다. 특히, 태평양의 클라리온-클리퍼턴 지역(CCZ)은 경제성 있는 자원 등급(니켈, 구리, 코발트 함량 3% 이상^[3])의 단괴가 풍부하게 분포하는 유망 지역으로 알려져 있다.^[4] 하지만 망가니즈 단괴는 형성 속도가 백만 년당 약 2mm~5mm에 불과한 비재생 자원이며,^[3] 심해 채굴이 가져올 환경 영향에 대한 우려도 제기되고 있다.^[33][34] 최근 핵심 광물 수요 증가로 다시 상업적 관심이 높아지고 있으나,^[27] 실제 개발은 국제 해저 기구(ISA)의 규제와 환경 문제 등 여러 요인을 고려하여 신중하게 접근해야 할 과제이다.

6. 1. 대한민국의 망간단괴 개발

• 2006년: 우선채광지역 40000km² 선정
• 2008년: 시험채광시스템 개발
• 2009년: 실해역 통합채광 실증시험 성공
• 2010년: 1차 채광지역 20000km² 선정

6. 2. 국제 협력 및 규제

7. 경제적 가치

망가니즈 단괴는 망간, 구리, 니켈, 코발트 등 다양한 금속 원소를 함유하고 있어 미래의 중요 자원으로 주목받고 있다. 현재 소비량 기준으로 망가니즈 단괴를 활용할 경우, 망간은 2400년, 구리는 640년, 니켈은 1600년간 사용 가능할 것으로 추정된다. 이러한 잠재력 때문에 1960년대와 1970년대에 망가니즈 단괴 채굴에 대한 관심이 크게 높아졌으며, 잠재 매장량 확인 및 채굴·처리 기술 연구 개발에 약 5억달러가 투자되었다. 이 연구는 미국, 캐나다, 영국, 서독, 벨기에, 네덜란드, 이탈리아, 일본 기업들로 구성된 4개의 다국적 컨소시엄과 프랑스, 일본의 2개 민간 그룹, 그리고 소련, 인도, 중국의 3개 공공 기관 주도로 이루어졌다.

1970년대 후반, 두 개의 국제 합작 투자는 태평양 심해 평원의 5500m 이상 깊이에서 수백 톤의 망가니즈 단괴를 성공적으로 채취했다.^[15] 이 과정에서 채취된 단괴로부터 니켈(주요 목표 금속), 구리, 코발트 등을 고온 야금법과 습식 야금법을 이용해 추출했다. 또한, 해저 근처에서 예인된 사이드 스캔 소나 배열을 이용해 단괴 분포 밀도를 측정하고, 저주파 음파 빔으로 하부 지층을 탐사하는 등 부수적인 기술 개발도 이루어졌다. 이후 심해 기술은 위성 항법 시스템(GPS), 초단거리 기준선(USBL), 멀티 빔 음향 측심기(MBES), 자율 수중 차량(AUV), 원격 조작 수중 차량(ROV), 고출력 엄빌리컬 케이블, 개선된 펌프, 드릴 라이저, 초고분자량 폴리에틸렌 로프 등 다양한 분야에서 크게 발전했다. 채굴 방식은 육지의 감자 수확과 유사하게, 해저 채굴 도구가 특정 경로를 따라 이동하며 단괴를 수집하는 방식으로 구상되었다.^[24][25][26]

그러나 초기 프로젝트에서 개발된 기술은 상업화되지 못했는데, 이는 당시 니켈 공급이 충분했고 35억달러(1978년 기준)에 달하는 막대한 투자 비용이 부담으로 작용했기 때문이다. 스미토모 금속 광산 등 일부 기업은 소규모 연구를 지속했다.

최근 니켈을 비롯한 금속 수요가 증가하면서 육상 광산의 채산성이 낮아지자, 망가니즈 단괴에 대한 상업적 관심이 다시 높아지고 있다. 국제해저기구(ISA)는 새로운 탐사 계약을 승인하고, 특히 클라리온-클리퍼턴 구역(CCZ)을 중심으로 채굴 규정 개발을 진행하고 있다.^[27] 2011년 이후 록히드 마틴, DEME(Global Sea Mineral Resources, GSR), 케펠 공사, 더 메탈스 컴퍼니, 중국광산(China Minmetals)의 자회사 및 나우루, 통가 등의 국가 기업들이 탐사 계약을 체결했다.^[15][28]

경제적 가치가 높은 망가니즈 단괴는 주로 망간(27%-30%), 니켈(1.25-1.5%), 구리(1-1.4%), 코발트(0.2-0.25%)를 함유한다. 이 외에도 철(6%), 규소(5%), 알루미늄(3%) 및 소량의 칼슘, 나트륨, 마그네슘, 칼륨, 티타늄, 바륨 등이 수산화물 형태로 포함되어 있다. 자원 등급으로 간주되려면 니켈, 구리, 코발트의 합계 중량이 3% 이상이어야 하며^[3], 탄산염 보상 심도 이하의 산화 환경에서 형성된 수성 기원 단괴가 희귀 금속 함량이 높아 가치가 크다.^[3][4] 북동 태평양의 클라리온-클리퍼턴 구역은 이러한 자원 등급 단괴가 가장 풍부한 지역으로 알려져 있다.^[4] 망가니즈 단괴는 육상 광석 등급 감소 추세 속에서 증가하는 희귀 금속 수요를 충족할 대안으로 여겨지지만^[4], 성장 속도가 100만 년당 2mm~5mm에 불과해 사실상 비재생 자원으로 분류된다.^[3][59]

전기 자동차 배터리, 풍력 터빈, 태양광 패널 등 첨단 기술과 에너지 전환에 필요한 구리, 니켈, 코발트 등의 수요가 급증하면서 망가니즈 단괴의 중요성은 더욱 커지고 있다.^[33] 특히 코발트는 망가니즈 단괴의 주요 함유 금속 중 하나이다. 이러한 경제적 가치 때문에 여러 국가가 이미 해저 자원에 대한 권리를 주장하고 있다.

하지만 2021년 7월, 나우루가 클라리온-클리퍼턴 구역에서의 단괴 채굴 계획을 발표하자 환경 파괴에 대한 우려가 커졌다. 이 발표는 국제해저기구가 2023년 7월까지 공해에서의 채굴 규정을 마련하도록 압박하는 효과를 낳았다. 환경 운동가들은 심해 생태계에 대한 이해가 부족한 상태에서의 채굴은 예측 불가능한 피해를 초래할 수 있다고 비판했으며, 삼성과 BMW를 포함한 일부 주요 기술 기업들은 망가니즈 단괴에서 추출된 금속을 사용하지 않겠다고 선언하기도 했다.^[29] 일부 과학자들은 망가니즈 단괴의 경제적 가치에 의문을 제기하며, 단괴와 주변 생태계가 가진 생명공학 및 의학적 잠재력을 고려할 때 무분별한 개발보다는 보존이 우선되어야 한다고 주장한다.^[34]

망가니즈 단괴 개발이 유망한 지역으로는 자원량과 금속 함유량을 고려할 때 하와이와 중앙 아메리카 사이 동 적도 태평양의 클리퍼톤 단열대가 가장 주목받고 있으며, 이 외에도 북중앙 태평양, 남태평양의 페루 해분, 중앙 및 북 인도양, 미나미토리시마 동쪽 해저 등이 잠재적 매장 지역으로 꼽힌다.

8. 환경 문제

망가니즈 단괴 채굴은 심해 생태계에 심각하고 광범위한 환경 문제를 야기할 수 있다는 우려가 크다.^[48][29] 단괴가 풍부한 지역은 생물 다양성이 높은 취약한 핫스팟으로 간주되며, 많은 생물들이 단괴 자체나 주변 환경에 의존해 살아가고 있다.^[48][29] 그러나 심해 생태계와 채광이 미칠 잠재적 영향에 대해서는 아직 알려진 바가 매우 적어, 섣부른 개발에 대한 비판이 제기된다.^[48][29]

주요 환경 문제점은 다음과 같다.

• 서식지 파괴 및 생물 다양성 손실: 채광 작업은 해저면을 물리적으로 파괴하여 서식지를 영구적으로 변경하고, 저서생물의 직접적인 폐사를 초래한다.^[49][64] 특히 단괴는 수백만 년에 걸쳐 겨우 센티미터 단위로 성장하는 극히 느린 속도를 가지므로^[16], 한번 채굴되면 단괴를 기반으로 살아가는 생물들의 서식지는 사실상 재생 불가능하다.^[34] 이는 일부 종의 멸종으로 이어질 수 있다는 경고도 있다.^[55]
• 퇴적물 기둥 발생 및 확산: 채광 로봇은 해저에서 다량의 퇴적물 기둥을 발생시키며, 이는 넓은 지역으로 확산되어 여과 섭식 생물의 호흡을 방해하고 해저 생태계를 뒤덮을 수 있다.^[33][54] 채광 면적은 매년 대도시 크기(200km² ~ 600km²)에 달할 수 있으며,^[34] 퇴적물 기둥의 영향 범위는 이보다 훨씬 넓을 수 있다.^[54] 선박에서 배출되는 과잉수 역시 오염 문제를 일으킬 수 있다.^[34]
• 소음 및 빛 공해: 채광 장비와 선박에서 발생하는 강한 소음과 빛은 자연적으로 어둡고 조용한 심해 환경을 교란하여, 소리에 의존하는 해양 생물의 의사소통이나 먹이 찾기, 번식 활동을 방해하고 스트레스를 유발할 수 있다.^[34][50][55]
• 수질 오염: 채광 과정에서 화학 물질이 유출되거나 수온 변화가 발생하여 생태독성 문제를 일으킬 가능성도 제기된다.^[50]

8. 1. 심해 생태계 파괴

• 채굴 과정에서 발생하는 부유 퇴적물 기둥은 플랑크톤 등의 먹이 섭취를 방해할 수 있다.^[50]
• 채굴 장비의 소음과 빛 공해는 포식자의 사냥 능력 등을 저해할 수 있다.^[50]
• 수질의 생태독성 변화나 화학적·온도 변화 역시 생태계에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.^[50]

8. 2. 해양 오염

• 배출된 기둥은 플랑크톤의 먹이 섭취를 방해할 수 있다.^[50]
• 채광 장비와 선박에서 발생하는 소음과 빛 공해는 포식자의 가시성을 낮추고, 소리에 의존하는 해양 생물의 의사소통을 방해하며 청각 시스템에 손상을 줄 수 있다.^[34][55] 특히 소음은 해저 생산 도구, 광석 운반 시스템, 표면 선박(프로펠러, 엔진 등)에서 발생하며, 채광 기간(보통 20~30년) 동안 거의 지속적으로 발생할 수 있다.^[34]
• 강력한 인공조명은 자연적으로 어두운 심해 생태계에 빛 공해를 일으켜 심해 생물의 먹이 섭취와 번식을 방해하고, 일부 종을 유인하거나 쫓아내며 실명시킬 수도 있다. 선박의 강한 빛은 표층 근처의 동물이나 조류에게도 영향을 미칠 수 있다.^[34][55]
• 수질의 생태독성 변화나 화학적, 온도 변화를 유발할 수 있다.^[50]

8. 3. 환경 영향 완화 노력

• 채광 차량 무게 감소: 일부 과학자들은 채광 차량의 무게를 줄여 해저 퇴적물 다짐 현상을 줄이고, 교란되는 퇴적물의 양을 최소화할 것을 제안한다.^[56]
• 일부 단괴 보존: 많은 심해 생물들이 먹이 사슬 내에서 망가니즈 단괴의 단단한 표면에 의존하여 살아가므로, 채광 시 일부 단괴를 남겨두는 방안이 제시되었다. 단괴는 성장 속도가 매우 느려 한번 채굴되면 수백만 년 동안 재생되지 않기 때문이다.^[56]
• 인공 단괴 배포: 채굴된 단괴를 대체하기 위해 인공적으로 만든 단괴를 배포하는 방법도 고려될 수 있으나, 이 방안의 실현 가능성과 효과에 대해서는 더 많은 연구가 필요하다.^[56]
• 퇴적물 플룸(plume) 확산 제어: 채광 과정에서 발생하는 부유 퇴적물 기둥(플룸)의 확산을 줄이는 것이 가장 중요한 완화 조치로 꼽힌다. 플룸은 채광 지역뿐만 아니라 멀리 떨어진 생태계에도 영향을 미칠 수 있기 때문이다.^[56]

9. 논란과 윤리적 문제

니켈 등 금속 가격 상승과 수요 증가로 육상 자원의 고갈이 우려되면서, 심해 망가니즈 단괴에 대한 상업적 관심이 다시 높아지고 있다. 국제해저기구(ISA)는 새로운 탐사 계약을 승인하고, 특히 클라리온-클리퍼턴 구역(Clarion-Clipperton Zone, CCZ)을 중심으로 채굴 규정 개발을 진행 중이다.^[27] 2011년 이후 록히드 마틴, DEME(Global Sea Mineral Resources, GSR), 케펠 공사, 더 메탈스 컴퍼니, 중국광산(China Minmetals) 등 여러 다국적 기업과 나우루, 통가 등의 국가가 후원하는 회사들이 탐사 계약을 체결했다.^[15][28]

그러나 심해 채굴은 심각한 환경 및 윤리적 논란을 동반한다. 2021년 7월, 나우루는 클라리온-클리퍼턴 구역에서 단괴 채굴을 시작할 계획을 발표하며, 국제해저기구가 2023년 7월까지 채굴 규정을 마련하도록 압박했다.^[29] 이에 환경 운동가들은 심해 생태계에 대한 이해가 부족한 상태에서 채굴을 강행할 경우 예측 불가능한 환경 재앙을 초래할 수 있다고 강력히 비판하고 있다. 이러한 우려를 반영하여 삼성, BMW 등 일부 주요 기술 기업들은 망가니즈 단괴에서 추출된 금속을 사용하지 않겠다고 선언하기도 했다.^[29]

망가니즈 단괴는 전기 자동차 배터리, 풍력 터빈, 태양광 패널 등 친환경 기술에 필수적인 니켈, 구리, 코발트 등을 풍부하게 함유하고 있다.^[4][33] 특히 육상 광산의 품위가 점차 저하됨에 따라^[4], 망가니즈 단괴는 저탄소 경제로의 전환에 필요한 핵심 광물 자원의 안정적인 공급처가 될 수 있다는 기대를 받고 있다. 하지만 단괴의 성장 속도가 수백만 년에 수 밀리미터에 불과해 사실상 비재생 자원이라는 점과 더불어^[3], 채굴 과정에서 발생할 수 있는 심해저 퇴적물 교란, 소음 공해, 생물 다양성 파괴 등의 환경 문제가 심각하게 지적된다.^[33]

일부 과학자들은 망가니즈 단괴의 경제적 가치에만 주목하는 시각에 의문을 제기하며, 단괴와 주변 심해 생태계가 지닌 생명공학 및 의학적 잠재력 등 아직 밝혀지지 않은 가치를 보존해야 한다고 주장한다.^[34] 이처럼 망가니즈 단괴 채굴은 자원 확보와 경제 발전이라는 측면과 심해 환경 보호 및 윤리적 책임이라는 측면이 첨예하게 대립하는 복잡한 문제이다.

9. 1. 생명 기원 이론과의 연관성

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