흙

서호주 필간구라 광산에서 리튬광석이 채굴되고 있다. 리튬이 묻혀 있는 땅속 30m아래를 드릴로 뚫고 폭파시킨 후 지표면의 흙을 커다란 굴삭기가 걷어내고 있었다. 앞으로 330m까지 더 깊게 파들어갈 예정이다.

흙(土, Soil)은 암석이나 동식물의 유해가 오랜 기간 침식과 풍화를 거쳐 생성된, 땅을 구성하는 물질이다. 토양과는 다소 다른 의미이며 한자로는 '土'라고 쓴다.

미국 전기자동차 회사 테슬라의 일론 머스크 최고경영자(CEO)는 2020년 9월 배터리데이 행사에 미국 2대 리튬 회사 경영자들을 불러 놓고 흙에서 리튬을 자체 생산하겠다고 선언했다. 머스크 CEO는 "땅에서 진흙을 한 움큼 집어 리튬을 제거하고 흙을 다시 원래 자리로 돌려 놓을 것"이라고 말한 바 있다.

개요

흙은 땅거죽의 바위가 분해되어 이루어진 무기물과 동식물에서 생긴 유기물이 섞여서 이루어진 물질을 가리키는 과학용어이다.

토양학적으로는 이러한 정의는 흙의 본질을 이해하는 데 도움을 줄 수 있기는 하지만 완벽하다고는 말할 수 없다. 흙의 근원은 원천적으로 화성암이 비, 바람 및 생물학적 작용으로 일컬어지는 풍화작용으로 분해된 물질이 주가 되고, 여기에 물과 공기가 침투되어 흙의 성분을 이루는 것이다.

흙의 작은 입자에 결합되어 있는 물은 물에 용해된 가스뿐만 아니라 여러 종류의 염류를 함유하고 있는 까닭에, 흙은 토양학적 측면에서 네 부분으로 구성된다고 이해하는 것이다.

첫째는 암석의 분해 또는 암석 이외 물질의 분해에서 생겨난 광물질(mineral matter)인데, 이것은 결정구조나 산화물의 형태를 취하고 있다.

둘째는 화석시대에서부터 생물에서 유래된 성분으로 간주하는 탄산석회와 인산화합물 및 비교적 환경요인에 영향을 덜 받는 유기물이 그것이다.

셋째는 시간적으로 볼 때 최근에 토양에 첨가된 식물과 미생물의 잔존 물체를 들 수 있다.

넷째는 흙의 구성부분으로 중요하게 취급하고 있는 물, 소위 결합수(bound water)이다.

토양에 존재하는 물은 두 가지의 형태로 존재하는데, 흙의 작은 입자에 결합되어 있는 상태의 결합수와 비교적 물의 이동이 자유롭게 이루어지는 자유수(free water)가 그것이다. 흙의 성분인 물의 형태는 전자인 결합수이며, 후자는 흙의 성분으로 취급하지 않는다.

자유수란 쉽게 말하여 펌프 따위의 인양기구로 퍼올려지는 일반적인 지하수를 생각하면 된다. 결합수는 여러 종류의 가스와 무기염류를 물에 녹아 있는 상태로 보존하는 구실을 한다.

그러므로 흙이란 암석에서 유래된 광물질, 장구한 세월에 걸쳐 생물에서 생겨난 탄산칼슘·인산화합물·유기물, 비교적 시간적으로 일천한 생물체의 잔존물, 그리고 결합수가 작은 입자로 모여서 이루어진 것이다.

한편, 흙과 땅·토지의 상관관계를 살펴보면 다음과 같다. 흙이란 앞에서 본 바와 같이 물질 또는 생물체의 분해물과 물로써 된 작은 알갱이의 집합체인 반면, '땅'이라는 낱말은 다분히 개념적인 뜻을 가진다고 볼 수 있다.

즉, 하늘［天］과 대립된 뜻의 온갖 사물이 존재한다는 의미와, 일반적으로 경제성과 생산의 터전을 의미하는 소유관계를 내포하고 있는 것이다.

그러므로 흙과 땅은 흙의 존재와 구성을, 그리고 인간의 경제적 소유성을 다분히 내포하는 상호관계가 있는 셈이다. 한편, 토지라는 어휘는 일정한 구획을 가진 땅거죽 부분과 법률에서 정한 한도 안의 땅속을 생산, 특히 농업생산의 요소가 되는 특질로서 이르는 말로, 사법상 소유권의 대상이 되는 땅의 부분적 구획을 말한다.

희토류

희토류(Rare-Earth Element)는 '희귀한 흙'이라는 뜻이다. 또 희토류는 존재하는 수가 많지 않아 희귀한 금속이다.

땅에서 구할 수 있으되 거의 없는 성분(rare earth elements)이다. 란타넘(lanthanum), 세륨(cerium), 디스프로슘(dysprosium) 등인데 땅속 함유량이 '100만분의 300'에 불과하다. 양이 적다 보니 '숨어 있다(란타넘)'거나 '얻기 어렵다(디스프로슘)'는 말 자체를 이름으로 얻었다. 열과 전기가 잘 통하기 때문에 전기 · 전자 · 촉매 · 광학 · 초전도체 등에 쓰인다. 매년 희토류 12만5,000여 톤이 소비되는데 중국이 97%를 공급한다. 이런 환경 덕에 희토류는 중국 산업과 외교에 유용한 자원이 됐다. 단순 조립형 제조산업구조에서 벗어나겠다는 이유를 들어 2006년부터 희토류 수출을 줄이기 시작한 것. 희토류를 마냥 수출하지 않고 휴대폰 · 태블릿PC · 디스플레이 · 전기자동차 같은 고부가가치 제품을 직접 만드는 데 쓰겠다는 뜻이다.

또 중국은 2021년 전략 광물인 희토류를 더 이상 '흙값에 팔지 않겠다'고 경고했다. 미국과 동맹국들의 전방위 압박에 맞서 중국이 사실상 '희토류의 무기화'를 선언한 것이다. 실제 수출이 통제되면 희토류가 꼭 필요한 첨단 무기와 전기차 등의 제조업에 타격이 예상된다. 반중에 앞장서고 있는 미국, 일본, 호주, 인도 등 '쿼드' 4개국은 공동 대응을 모색하고 나섰다. 영미권 5개국 '파이브 아이즈' 동맹에서는 북극지 역 그린란드섬의 희토류 개발 논의도 나왔다. 중국과 대립하고 있는 호주는 한국에 희토류 가공 공장을 짓기로 했다. 호주 광물회사 ASM이 호주에서 희토류를 들여와 우리나라 충청북도에서 제품화하는 방식이다.

중국은 이미 희토류의 무기화를 선언하고 실행 준비도 거의 마쳤다.

동영상

테슬라는 어떻게 흙에서 리튬을 뽑을까? 자동차용 반도체 부족 사태 4680 배터리 벌집 구조

참고자료

• 〈흙〉, 《한국민족문화대백과》
• 〈희토류〉, 《네이버 지식백과》
• 〈희토류〉, 《네이버 지식백과》
• 김선미 기자, 〈"테슬라 '리튬 자체 생산' 선언, 업계에 생산 늘리라는 압박"〉, 《뉴스핌》, 2020-10-21
• 강성웅 기자, 〈(국제)중국 "희토류, 흙값에 팔지 않겠다"...사실상 '무기화' 선언〉, 《와이티엔》, 2021-03-12

같이 보기

• 리튬
• 희토류

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