드론 잠수정, 남극 항해 본격 시작

깊은 바다 속에서 남극저층수 비밀 밝혀낼 계획

지난해 10월18일 영국 국립해양센터(NOC)는 자체 개발한 심해용 수중 드론 ‘보티 맥포트페이스(Boaty McBoatface)’의 남극해 횡단 계획을 발표한 바 있다. 남빙양(南氷洋)이라고도 하는 남극해는 남위 50~70°에 이르는 수역이다.

로스해와 웨들해에는 각각 빙붕이 있으며, 이들 대륙 연안에 있는 빙붕의 면적은 약 1000km2에 이른다. 바다 수심은 연안부를 제외하면 대체로 3000∼4000m이나, 대서양 남부 사우스샌드위치 제도 북동쪽에 있는 미티어 해연은 8,264 m에 이른다.

남극 상단에 있는 오크니 해협(Orkney Passage)의 수심은 3.5km에 달한다. 표층의 수온이 역시 매우 낮아서 150m층까지는 생물이 거의 없고, 특히 겨울에는 빙설(氷雪)로 덮여 있다. 그러나 여름에는 플랑크톤이 발생해 고래가 모여든다.

오크니 해협 등 3~8km 심해 해류 탐사   

문제는 남극해 부근에 빙산이 많아 항해가 곤란하다는 점이다. 때문에 남극해 안에 있는 심해를 탐험하는 일은 불가능한 일로 여겨져 왔다. 그러나 최근 드론 잠수정이 개발되면서 불가능한 일을 가능케 하고 있다.

17일부터 남극해 깊은 바다 속을 횡단할 드론 잠수정 '보티 맥포트페이스(Boaty McBoatface)’. 기후변화에 큰 영향을 미치는 남극저층수의 비밀을 밝혀낼 계획이다.

17일부터 남극해 깊은 바다 속을 횡단할 드론 잠수정 ‘보티 맥포트페이스(Boaty McBoatface)’. 기후변화에 큰 영향을 미치는 남극저층수의 비밀을 밝혀낼 계획이다. ⓒ NOC

13일 ‘BBC’, ‘가디언’, ‘텔레그라프’ 등 주요 언론들은 ‘보티 맥포트페이스’가 오는 17일 칠레의 푼타 아레나스 항구를 떠나 본격적인  남극 항해를 시작한다고 전했다.  ‘보티 맥포트페이스’는 로봇에 의해 조정되는 무인 잠수정(AUV)이다.

자율적으로 바다 및 상황을 판단해가면서 빙하 밑 심해를 탐험할 수 있다. 잠수정 안에는 또 첨단 전자장치가 갖춰져 있어 무선장치를 통해 실시간으로 바다 밑 상황을 지상에 있는 연구원들에게 전송할 수 있다.

연구팀에 참여하고 있는 포블 아브라함센(Povl Abrahamsen) 박사는 “보티 맥포트페이스’에 심해 탐사를 수행할 수 있는 고해상도의 데이터처리 장치가 설치돼 있다”며, “이 첨단 장치가 그동안 알려지지 않았던 남극해의 비밀을 알려줄 것”이라고 말했다.

이 잠수정의 중요한 임무는 바다 밑 수류(水流)를 측정하는 일이다. 연구팀장인 사우스햄튼대 알베르토 나베리아-가라바토(Alberto Naveira- Garabato) 교수는 특히 오크니 해협(Orkney Passage) 탐험의 중요성을 강조했다.

“이번 항해에서 가장 큰 관심을 기울이고 있는 것은 남극 상단에 있는 오크니 해협(Orkney Passage)의 3.5km 심해 탐험”이라고 말했다. 과학자들은 이 해협의 해류 흐름이 지구 기후변화에 큰 영향을 미친다고 보고 있다.

이번 심해 횡단의 가장 큰 목적은 기후변화와 관련이 있다. 수온 및 해류의 흐름 등을 측정해 바다 위에 떠 있는 빙하가 어느 정도 견딜 수 있는지, 또 바닷 속 변화가 지구 전체의 기후변화에 어떤 영향을 미치고 있는지 그 환경 조건을 알아보는 일이다.

드론으로 바다 속 무인탐사 시대 열어

이와 함께 바닷 속을 항해할 무인 수중 잠수정이 어느 정도 자율조정 능력을 갖고 있는지 로봇 기술의 능력을 테스트하는 일 역시 주요 관심사로 떠오르고 있다. 교수는 “이 험난한 항해를 통해 지구의 기후환경이 어떻게 변화하고 있는지 파악하게 될 것”이라고 말했다.

‘보티 맥포트페이스’는 17일 남아메리카 대륙 최남단에 있는 항구인 칠레의 푼타 아레나스(Punta Arenas) 항을 출발해 사상 최초의 남극해 수중항해를 시작하게 된다. 이 잠수정 옆에는 영국 남극자연환경연구소(BAS)의 ‘제임스 클락 로스’ 호를 동반하게 된다.

국립해양센터(NOC) 러셀 윈(Russell Wynn) 교수에 따르면 NOC에서는 이전에도 수중 잠수정을 투입해 남극해 150km를 탐험한 적이 있다. 그러나 이번 항해에서는 기술과 지능이 더 보강된 잠수정을 투입해 300 km가 넘는 남극해 전역을 탐험하게 된다.

이전에 탐험하지 못한 심해를 들여다보는 일 역시 큰 기대를 걸고 있는 일이다. 로봇이 움직이는 자율적인 항해 장치에 의해 낮은 수온의 해류를 타고 전·후진을 거듭해나가며 남극해 바다 밑을 탐험하게 된다.

자연환경연구위원회(Natural Emvironment Research Council)은 드론 잠수정을 이용한 이번 탐사가 지구 기후변화에 큰 영향을 미치고 있는 남극해 해류순환의 비밀을 밝혀낼 수 있는 중요한 계기가 될 것으로 보고 있다.

과학자들이 들여다보기를 원하고 있는 남극저층수(Antaractic Bottom Water, AABW)는 남극 주변에서 형성되어 전 세계 바다의 저층을 흐르는 세계 최고의 고밀도 해수다. 남극저층수는 전 세계 대양 분지의 4000m 이하에서 자주 발견된다.

과학자들은 이 저층수가 남극해 안에 있는 웨델해(Weddell Sea)와 로스해(Ross Sea)해에서 형성돼 주로 대서양과 태평양 해저로 유입되고 있다고 주장해왔다. 그리고 이번 수중 탐사를 통해 남극저층수 흐름을 파악할 수 있기를 기대하고 있다.

‘보트 맥보트페이스’ 호의 남극해 탐사 후에는 북극해 탐사가 이어진다. NOC에서는 오는 2019년 첨단 음향장치와 화학적 센서가 부착된 드론 잠수정을 투입해 북극해 탐험을 시도할 계획이라고 밝혔다.

NOC에서는 북극해 탐사를 위해 ‘보트 맥보트페이스’와 유사한 드론 잠수정을 제작 중이다.  세계 항해사에서 드론 잠수정의 탐험은 매우 중요한 의미를 담고 있다. 이번 남극해 탐험을 계기로 본격적인 심해탐험 시대가 열리는 양상이다.

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