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보스토크호
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보스토크호(영어: Lake Vostok, 러시아어: Восток)는 남극에서 발견된 400개의 지하 호수 중 가장 큰 지하 호수이다. 지상의 얼음 표면으로부터 대략 4000m(13,199ft) 아래에 위치해 있으며, 해수면보다 500m 정도 낮다. 이곳에는 지구의 최저 온도인 영하 88도가 측정된 곳으로도 유명한 러시아의 과학 기지, 보스토크 기지가 설치되어 있으며, 러시아와 영국의 과학자들이 항공 얼음 투과 레이더 영상 관찰과 우주선 레이더 고도측량법을 통합하여 1996년 발견하였다. 이 호수는 최대 길이 250km, 최대 넓이 50km로 측정되어 전 세계에서 16번째로 넓은 표면적을 가진 호수이기도 하다. 또한 호수 물의 부피순으로는 세계에서 6번째로 큰 호수가 된다.[1]
개요[편집]
보스토크호는 남극대륙에 있는 빙저호(subglacial lake). 보스토크 기지 아래에 위치해있다. 면적은 1만 4000㎢, 길이는 230㎞, 너비는 50㎞이다. 최고 깊이는 1,200m 정도로 추정된다. 남극점에서 동남쪽으로 1,260㎞ 지점에 있으며, 4,000m 두께의 빙하 밑에 있다. 1960년대 중반에 존재가 확인된 뒤, 1970년대에 비로소 호수라는 사실이 밝혀졌다. 이 외에도 남극에는 145개 정도의 크고 작은 빙하 밑 호수가 발견되었는데, 이 가운데서 보스토크호가 가장 크다. 수십만 년 전 빙하의 하부가 지열에 의해 녹아 내리면서 형성된 거대한 호수로, 호수 표면은 빙하 바닥으로부터 120m 정도 아래에 있다. 두껍고 차가운 빙하 밑에 있으면서도 호수가 얼지 않는 것은 호수를 둘러싸고 있는 두꺼운 빙하가 영하 60˚에 달하는 극지방의 공기를 차단하고, 지구 내부에서 나오는 지열이 밖으로 새나가는 것을 막아 주기 때문이다. 호수가 발견된 이후 과학자들은 이 호수에 생명체가 존재할 것인지에 대한 연구를 계속해 왔다. 과학자들이 이처럼 보스토크호에 관심을 가지는 것은 이 호수가 수십만 년 동안 외부 세계와 차단되어 있었기 때문에, 만일 생명체가 존재한다면 그 모습이 현재의 지구 생명체와는 전혀 다른 모습을 하고 있을 것이기 때문이다.[2]
1964년 보스토크 기지 아래에 폭약을 터트려서 얻은 파동을 수신하는 실험을 통해 기지 밑 지하 3700m 아래의 반사파가 이상하단 걸 알게 된 보스토크 기지의 러시아 과학자들의 연구를 통해 1977년 빙하 밑의 거대한 호수(빙저호)의 존재를 알아내게 된다. 1996년 각종 첨단기법으로 두께가 4km에 육박하는 빙하 아래에 깊이가 약 500m 정도 되는 강원도 면적의 빙저호라는 사실을 알아냈고, 더구나 이 호수가 남극이 얼어붙기 직전에 존재해온 호수란 게 밝혀지자 이 호수는 빙하기의 원인을 밝혀줄 호수이자, 수천만년간 고립되어서 사실상 외계생물이나 다름없는 고유종들이 있을 것으로 예상됐다. 특히, 태양빛을 받지 못한 채 영양소만으로 살아 남을 수 있는 생명체가 존재한다면, 지구 이외에 생명체가 존재할 가능성이 가장 높은 것으로 추정되는 목성의 제2위성 유로파의 얼음 아래 존재하는 생명체의 모습을 예측할 수 있기 때문이다. 과학자들은 이 호수의 생명체를 원생생물계인 조류(藻類)나 곰팡이류 또는 바이러스로 추정하고 있는데 아직까지 정확히 밝혀진 것은 하나도 없다. 2005년 현재 러시아 과학자들이 시추를 통한 탐사작업을 진행하고 있지만, 과학자들로 이루어진 국제 컨소시엄은 러시아의 시추 작업이 보스토크호를 되돌릴 수 없을 정도로 오염시킬 수도 있기 때문에 로봇을 이용해 호수의 오염을 피하는 방법을 제안하고 있다.[3]
역사[편집]
보스토크호의 이름은 보스토크 기지가 건설된 후 이름이 붙여졌는데 이는 러시아어로 "동쪽"에 있는 호수라는 뜻이다. 소련의 지리학자 안드레이 카피차가 1959년부터 1964년까지 기지 밑 얼음의 두께를 측정한 결과를 토대로 지하 호수가 있을 가능성을 처음으로 제기하였다. 이후 1993년에 러시아와 영국의 과학자들이 ERS-1레이저 측정기를 통해 호수의 존재를 다시 한번 확인했다. 2012년 2월 5일, 러시아의 과학자팀이 3768m(12,400ft)깊이의 아이스코어를 뚫어 호수 표면 근처의 얼음을 채취했다. 호수의 첫 번째 얼음 성분은 2013년 1월 10일에 3406m 깊이에서 채취되었지만, 이 과정에서 호수의 물이 솟아나 방빙을 위해 사용된 프레온과 케로신과 섞여버린 사건이 있었다.
환경[편집]
환경 자체가 목성의 유로파 위성의 얼음 지각 아래 환경과 유사한 것으로 추측되고 있다. 보스토크호는 산소가 과포화 상태인데, 지구 상의 다른 일반 호수들의 물보다 약 50배가 높다. 상층부를 덮고 있는 빙원이 산소 집중도를 높였을 것으로 추측된다. 평균 수온은 약 영하 3도이며, 높은 압력으로 인해 영하의 온도에서 액체 상태를 유지하고 있다. 2005년 4월, 독일, 러시아, 일본이 연구를 통해 이 호수는 조석력이 있어 태양과 달의 위치에 따라, 호수 수면이 1~2cm 변동한다고 발표하였다. 보스토크호에 있는 유기체들은 산소가 과포화 상태이기 때문에 매우 높은 산소 스트레스를 극복해야 한다. 2013년 3월 8일, 러시아 과학자들이 과학계에 알려지지 않은 새로운 종류의 미생물을 발견했다고 발표하기도 하였다. 2005년 5월, 호수 중앙에 호수를 분리시키는 섬이 하나 있음을 발견하였으며 이 섬으로 인해 호수가 분리되어 양측의 생태계가 서로 다를 것으로 추측된다.
탐사[편집]
보스토크 호수는 빙하가 산소를 가둬둔 덕택에 과거 석탄기에 맞먹을 만큼 풍부한 산소량을 가져서 호수 안에 생물이 존재할 가능성을 예측하는 의견이 많이 나왔고 특히 보스토크 호수와 비슷하게 두꺼운 얼음층 아래 바다가 있을 것으로 짐작되는 목성의 위성 유로파와 토성의 위성 엔셀라두스에 외계생물이 있을 가능성을 연구하는 데에도 크게 참고가 될 것으로 기대되었다. 러시아 극지 연구소장이자 남극탐험대 총책임자 발레리 루킨 박사의 지도 하에 러시아, 프랑스 합동 연구팀 주도로 보스토크 기지 아래의 빙하를 시추하여 뚫어내고 빙하 코어를 채굴하는 탐사가 시작되었다. 그러나 시추 과정에서 외부의 세균이 샘플 및 외부와 단절된 생태계를 파괴할 위험성을 지적하는 의견이 많이 나오게 된다.
호수의 비밀을 밝히기 위해 1989년부터 러시아는 프랑스와 손잡고 직접 땅을 파고 들어가는 작업을 시작했다. 시추 작업은 순조롭게 진행됐는데, 그 유명한 보스토크 빙심(Vostok Ice Core)이 바로 그것. 보스토크 빙심은 지난 40만년 동안 이산화탄소 양의 증가와 대기 사이의 상관관계를 처음으로 보여줬고, 그동안 지구 기후가 네 차례 바뀌었다는 사실을 알려주었다.그러나 1999년 3600여m까지 얼음층을 파고 들어가 호수를 불과 150m 남겨놓은 상태에서 시추 작업이 중단됐다. 남극탐사 관련 국제위원회에서 시추 작업을 계속하면 깨끗한 물이 보존돼 있는 보스토크 호수를 심각하게 오염시킬 수 있다고 문제를 제기했는데, 이를 러시아가 받아들였기 때문이었다.
그런데 보스토크 호수에 대한 소유권을 주장하면서도 최근 6년간 잠잠했던 러시아가 다시 움직이기 시작했다. 러시아는 최근 보스토크 호수 시추 작업을 다시 진행한다는 의사를 공식 표명한 것. 남극에 여름이 찾아오는 올해 11월 중순부터 시추 작업을 재개한다는 내용이다.
러시아 남극탐험대 책임자인 발레리 루킨 박사는 “2005~2006년 남극 여름 시즌에 50m를 파내려가고, 2006~2007년 여름 시즌에도 50m를 더 시추할 계획이다”면서 “2007~2008년에 나머지 50m를 파내려가면 드디어 호수의 물과 만날 수 있을 것으로 예상한다”고 밝혔다. 이와 함께 루킨 박사는 러시아 과학자들이 호수를 오염시키지 않는 시추 방법을 고안했다고 주장했다.
하지만 다른 국가의 과학자들은 호수를 시추하는 이번 계획이 너무 서둘러 진행되고 있다고 문제를 제기했다. 러시아가 사용하려는 기술이 지금까지 테스트된 적이 전혀 없어 시추가 진행되면 보스토크 호수의 물을 돌이킬 수 없는 상태로 오염시킬 것이라는 주장이다.
영국 남극조사단의 시넌 엘리스에반스 박사는 “러시아의 시추공은 60t이 넘는 기름(기계 안에 들어 있는)과 부동액, 박테리아로 가득 차 있다”면서 “만일 이 물질들이 호수로 흘러 들어가면 호수를 망치게 될 것”이라고 밝혔다.
- (과학동아)남극의 잃어버린 세계 개봉 박두?(2005년 자료)
1998년에 이미 호수까지 130m만을 남겨 놨음에도 작업을 중단한 적이 있는데, 이는 수만년간 외부와 단절된 생태계에 오염을 초래할 수 있다는 지적 때문이며, 2006년에 작업이 재개된 것도 부동액 등유와 프레온 가스를 혼합한 액체를 이용한 기존의 채굴 방식이 오염을 거의 일으키지 않는다는 2004년 덴마크 연구진의 연구 결과가 있었기 때문이다(관련 기사). 외부 요인과 차단된 환경에 접근하는 것은 표본을 오염시킬 확률을 줄이는 방향으로 나아가는 것이 연구의 기본이다.
탐사 작업은 빙하를 시추해서 얻은 빙하 코어를 연구하기 위해 진행되었다. 빙하 코어란 작은 구멍을 뚫어 얼음을 뽑아서 채취한 얼음을 분석하여 연구하는 것이다. 채취한 빙하 코어를 통해 이산화탄소 농도의 변화를 확인할 수 있었다. 마침내 2012년 빙하 밑 호수의 수면까지 시추하여 호수 물을 채취하는 데 성공했다. 시추에 성공한 지 1년 후인 2013년에도 미국 연구진이 빙하 코어 시추에 성공해 박테리아를 비롯한 미생물의 존재를 확인했다. 2020년에는 채취한 표본에서 어류의 RNA가 검출되었다는 연구결과가 나왔다.
관련 뉴스[편집]
- 2014년 8월 20일자에 유명저널 네이처(Nature) 미국, 영국 등 국제공동연구팀은 남극 빙하 아래 800m 지점에 사는 약 4000종의 새로운 미생물을 확인했다고 발표했다. 외계 생명체를 찾는 천문학자들에게도 큰 관심을 불러 일으킨 이번 논문은 남극의 빙저호인 훨런스호에서 채취된 물을 분석해 얻어졌다. 남극처럼 기온이 낮은 지역에서만 나타나는 빙저호(氷底湖)는 빙하 밑에 위치한 호수를 말한다. 빙저호에 대한 연구가 시작된 것은 지난 1977년. 남극 호수 중 가장 큰 보스토크호를 필두로 학계의 본격적인 연구가 진행됐으며 2013년 초 미국 대학 연구팀은 이곳 훨런스호에서 미생물을 찾아냈다고 발표해 세상을 깜짝 놀라게 했다. 이번 연구는 이보다 한발 더 나아가 이 미생물의 정체를 밝혀냈다. 연구팀은 훨런스호 800m 아래에서 최소 3,931종의 미생물을 확인했으며 이 미생물들은 바위와 침전물로부터 에너지를 얻은 것으로 드러났다. 논문의 선임저자 미국 루이지애나 주립대학 브렌트 크리스트너 교수는 우리가 모르는 세상이 빙하 밑에 있었다 면서 많은 미생물들이 살고있는 것은 물론 새로운 생태계가 존재하고 있다는 사실이 밝혀졌다고 의미를 부여했다. 학계가 빙하 밑 세상에 관심을 기울이는 것은 이곳이 햇볕은 물론 대기도 미치지 못한 채 수천 만 년간 나홀로 존재해 왔기 때문이다. 크리스트너 교수는 이번 논문은 빙저호 연구에 있어 하나의 이정표라면서 원시 지구의 모습을 살펴보고 생명체 진화 과정을 연구할 수 있는 살아있는 자료가 될 것라고 설명했다. 이어 빙저호와 유사한 환경을 가진 것으로 추정되는 태양계 내의 유로파, 타이탄 등에 외계 생명체가 존재할 가능성을 더욱 높인다고 덧붙였다.[4]
- 2012년 2월 6일(현지시간) 러시아 연구자들이 30년 이상의 시추 작업 끝에 남극 얼음 밑 담수호 '보스토크(동쪽)'에 도달하는데 성공했다고 리아노보스티 통신이 과학계 소식통을 인용해 보도했다. 이 소식통은 어제 우리 학자들이 남극 얼음을 3천768m 깊이까지 뚫고 내려가는 굴착 작업을 마무리했다며 이로써 얼음 및 호수의 표면에 도달하는데 성공했다고 밝혔다. 현지 '기상관측 및 환경감시청' 관계자도 러시아 학자들이 보스토크 호수 표면까지의 굴착 작업에 성공했다고 확인했다. 연구자들은 시추공을 통해 호수의 얼음물을 채취해 분석할 예정이다. 두꺼운 남극 얼음 밑에 숨어있는 보스토크 호수는 수백만년 동안 지구 대기 및 지상 생태계와 단절된 채 존재해온 신비의 호수로 과학자들은 보스토크 탐사를 외계 행성 탐험에 비유하며 흥분을 감추지 못하고 있다. 연구자들은 보스토크호 연구가 수천만 년에 걸친 지구 기후 변화와 향후 수천년간의 기후 변화 가설을 구축하는데 커다란 공헌을 할 것으로 기대하고 있다. 나아가 비슷한 환경을 가진 외계를 이해하는 데도 새로운 장을 열 것으로 관측하고 있다. 과학자들은 호수에서 100% 어둠 속에서도 생존하는 박테리아 등의 새로운 생명체를 발견할 가능성이 크다고 믿는데 이미 시추공을 통해 올라온 얼음에서 미생물이 발견됐다. 지구 밖에도 생명체가 있을 수 있다는 가설의 설득력을 높이는 대목이다. 목성과 토성의 위성도 보스토크 호수처럼 얼음으로 덮여 있고 안에는 물이 있다. 하지만 일부 학자들은 호수가 완벽한 청정수로 채워져 있을 것이란 가정도 내놓고 있다. 러시아는 소련 시절인 1970년대부터 남극 얼음 시추 작업에 착수했다. 당시는 고생대 기후 연구가 목적이었다. 그러다 1996년 러시아 연구자들이 영국 학자들의 도움으로 얼음 밑에서 거대 담수호 보스토크를 발견하는 데 성공했다. 이후 지진파 탐사 등을 통해 호수의 크기와 형태, 호수 바닥 지형, 호수 위 얼음 두께 등에 관한 자료를 얻었다. 그러다 1998년 호수 표면까지 130m를 남겨 둔 지점에서 굴착이 중단됐다. 호수 오염을 최소화할 수 있는 특수 기술이 발견될 때까지 호수 표면까지의 시추 작업을 중단해야 한다는 국제사회의 여론이 거세진 때문이었다. 시추공에 넣는 부동액 등유가 호숫물을 오염시킬 수 있다는 주장에 근거한 것이었다. 이 난관은 2000년 상트페테르부르크 광산대학 학자들이 호수 오염을 방지할 수 있는 새로운 굴착 기술을 개발하는 데 성공하면서 극복되는 듯했다. 시추공 안에 부동액으로 등유와 프레온 가스를 혼합한 액체를 주입하되 윗부분 50m 정도는 비워둠으로써 시추공이 호수 수면에 닿는 순간 압력차에 의해 물이 시추공 밖으로 뿜어져 나오게 함으로써 호수 오염을 막는 기술이었다. 2004년 덴마크 학자들이 러시아 학자들이 개발한 기술을 이용해 북극 그린란드의 2천m 두께 얼음을 뚫는 실험을 한 결과 이 기술이 거의 오염을 일으키지 않는다는 것이 증명되면서 돌파구가 뚫렸다. 국제사회의 반대 여론이 수그러들면서 8년간의 중단 끝에 2006년 보스토크 시추가 재개됐다.[5]
지도[편집]
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동영상[편집]
각주[편집]
- ↑ 〈보스토크호〉, 《위키백과》
- ↑ 〈보스토크호(Lake Vostok)〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 〈보스토크 호〉, 《나무위키》
- ↑ 박종익 기자, 〈“남극 빙하 800m아래 ‘4000종 미생물’ 새로 확인” (네이처紙)〉, 《나우뉴스》, 2014-08-21
- ↑ 유종철 기자, 〈러' 30년만에 남극 얼음 밑 호수 시추 성공〉, 《연합뉴스》, 2012-02-07
참고자료[편집]
- 〈보스토크호〉, 《위키백과》
- 〈보스토크 호〉, 《나무위키》
- 〈보스토크호(Lake Vostok)〉, 《네이버 지식백과》
- 박종익 기자, 〈“남극 빙하 800m아래 ‘4000종 미생물’ 새로 확인” (네이처紙)〉, 《나우뉴스》, 2014-08-21
- 유종철 기자, 〈러' 30년만에 남극 얼음 밑 호수 시추 성공〉, 《연합뉴스》, 2012-02-07
같이 보기[편집]
