최근 중국과학원 심해과학공정연구소가 주도한 국제 연구팀이 북서태평양의 쿠릴-캄차카 해구와 알류산 해구에서 세계에서 가장 깊고 분포 규모가 가장 큰 화학합성 생태계를 발견하였다고 밝혔다. 깊이가 9533미터에 이르는 심연 해저에는 현재 알려진 것 중 가장 깊은 화학합성 생명 군집과 거대한 메탄 저장소가 존재한다. 관련 연구 성과는 7월 30일 국제 학술지 '네이처(Nature)'에 게재되었다.

연구팀은 “펜떠우저(분 투자, 奋斗者)”호 유인 잠수정을 이용하여 심연에서 끊임없이 이어져 왕성하게 성장하는 화학합성 군락을 밝혀냈다. 이 생명체들은 태양빛이 아닌, 지질 유체 내의 화학 반응을 통해 대사에 필요한 에너지를 얻는다. 이번 발견은 극한 깊이에서의 생명체 생존 능력에 대한 기존 인식을 깰뿐만 아니라, 심해 탄소 순환의 복잡한 메커니즘을 이해하는 새로운 시각을 제공하였다.

심연(Abyss)은 수심 6000미터부터 약 11000미터 사이의 해구 지역을 의미한다. 이번 연구에서는 9533미터라는 심연 그리고 2500km에 걸친 광활한 해구저에서 세계에서 가장 깊고 규모가 가장 큰 화학합성 생명 군락을 처음으로 관측하였다. 이러한 군락은 주로 심해 관벌레와 이매패류 연체동물로 구성되어 있으며, 황화수소와 메탄이 풍부한 유체에 의존하여 생명을 유지한다.

이번 연구는 지구 심층 탄소 순환을 이해하는 데에 깊은 의의를 지닌다. 지구화학적 분석을 통해, 연구팀은 이러한 환경에서의 메탄이 퇴적층 깊은 곳에서 이루어지는 미생물 활동에 의해 생성된다는 사실을 발견하였다. 이는 심연 해저 아래에는 아직 알려지지 않았으며, 거대하고 활발한 심층 생물권(biosphere)이 존재하며, 이는 침강하는 유기물질이 분해되며 생긴 이산화탄소를 지속적으로 메탄으로 전환하고 있음을 시사한다. 이러한 과정은 상층 해양에서 침강하는 대량의 유기 탄소를 포집 했을 가능성이 있으며, 천연 가스하이드레이트 형태로 심연 해저에 거대한 규모의 메탄 저장고를 형성하고 있어, 기존의 심해 탄소 순환 모델에 도전장을 내밀고 있다.

이번 연구는 '글로벌 심연 탐사 계획(Global Abyss Exploration Plan)'의 일환이다. 해당 계획은 중국과학원이 발의 및 주도하고UN Ocean Decade 실행위원회의 승인을 받았으며, 첨단 심해 잠수 기술을 이용하여 지구 심해의 무인 지대의 신비를 밝혀내는 것을 목표로 한다. 연구 팀은 화학합성 생태계의 글로벌 분포 구조, 심연 탄소 순환 모델 및 이들이 전지구 탄소 순환에 미치는 영향에 대해 앞으로 더욱 탐구해 나갈 예정이다.

[키워드 : 중국과학원 심해과학공정연구소, 화학합성 생태계, 심해탄소순환, 심층생물권]

[본문 URL : http://ocean.china.com.cn/2025-08/04/content_118010053.htm]