기획·칼럼

“지질자원 연구로 4차 산업혁명 이끈다”

[국민 생활 도움 주는 과학기술센터] (26) 한국지질자원연구원

경남 합천군에 위치한 약 7km 직경의 적중·초계분지는 독특한 그릇 모양의 지형이다. 그동안 운석 충돌의 흔적이 여러 차례 발견됐으나, 직접적인 증거를 찾지 못해 국내·외 지질학계의 숙원으로 남아 있었다.

그런데 이 같은 숙원을 최근 국내 연구진이 해결하여 화제가 되고 있다. 현장조사를 통해 이 지형이 한반도 최초의 ‘운석 충돌구’임을 확인한 것이다. 운석 충돌구란 운석이 충돌할 때 지하에 강한 충격파가 일어나면서 생긴 거대한 웅덩이를 말한다.

초계 분지가 운석 충돌구임을 증명하는 암석들 ⓒ 지질자원연구원

거대한 웅덩이는 여러 가지 원인으로 발생한다. 하지만 운석 충돌로 인한 웅덩이는 주변 암석과 광물 속에 ‘충격 변성에 의한 흔적(shock metamorphic effects)’이 남는다. 이런 흔적에 대한 암석학과 지구화학적 변형 구조를 추적함으로써 과거에 운석 충돌이 있었는지를 판별할 수 있는 것이다.

국내·외 지질학계의 숙원을 푼 연구진은 한국지질자원연구원(KIGAM) 소속 과학자들이다. 지질자원연구원은 지진 같은 자연재난에서부터 천연자원에 이르기까지 국민 생활과 밀접한 지질 관련 이슈들을 담당하고 있는 정부출연연구기관이다.

지진 같은 사회 현안 해결 연구에 집중

한국지질자원연구원은 지난 1948년 중앙지질광물연구소로 창립되었다. 이후 50여 년이 흐른 2001년에 한국지질자원연구원으로 명칭을 변경한 뒤 오늘날에 이르렀다.

지질자원연구원은 오랜 세월 국토 개발과 자원 확보를 통해 국가 산업 발전과 국토 보전을 책임져 왔다. 특히 국토지질과 광물자원을 기본으로 지질환경 및 기후변화 대응 등 다양한 지구과학 연구를 수행하고 있다.

지질자원연구원은 ICT와의 융합을 통해 4차 산업혁명을 선도하고 있다 ⓒ 지질자원연구원

최근 들어서는 4차 산업혁명 시대를 맞아 과학기술계와 출연 연구기관에 대한 역할이 새롭게 조명되고 있다. 주어진 임무와 역할을 원점에서 재설정하고, 이를 수행하기 위한 추진 전략을 수립함으로써 국가 현안과 국민 생활 문제 해결에 적극 나서고 있는 것이다.

특히 지질자원연구원은 지진이나 활성단층 등 사회 현안을 해결하는 연구에 집중하고 있다.  자원 탐사 신기술 개발과 미래형 지질 신소재 개발, 그리고 북한 자원 공동 개발 및 자원 활용 기술 등에도 모든 구성원들의 역량을 모아 미래를 준비하고 있다.

4차 산업혁명 시대에 적합한 지질자원 연구기관으로 변신

현재 지질자원연구원은 담당하는 업무에 따라 △국토지질연구본부 △광물자원연구본부 △석유해저연구본부 △지질환경연구본부 △지오플랫폼연구본부로 이루어져 있다.

국토지질연구본부는 국토의 기초 지질자료를 관측하고 수집하는 것이 주요 업무다. 이를 통해 지질 현상을 이해하고, 환경을 보전하며, 국토를 효율적으로 개발하기 위한 필수적인 기반 자료를 제공하고 있다.

국토지질연구본부 내 지진연구센터의 곽상민 연구원은 “대표적 기술인 지진재해 신속 대응 기술은 지진 조기 분석 기술을 활용하여 지진 발생 지역과 지진파 전파 시간을 파악할 수 있다”라고 소개하며 “지반운동 세기를 고려한 최대 가속도와 진도를 실시간으로 자동 생성하여 지진 피해 범위에 대한 신속 예측이 가능하다”라고 설명했다.

광물자원연구본부는 부존자원이 부족한 우리나라의 국가 경쟁력 제고를 위해 광물자원의 안정적 확보와 효율적 이용에 대한 연구를 수행하고 있다.

광물자원연구본부가 개발한 저탄소 고기능성 그린 시멘트는 미래형 시멘트로 주목받고 있다. CSA 시멘트로 불리는 그린 시멘트는 알루미나 성분이 다량으로 함유된 광물로 제조하는데 국내에서는 이러한 광물들의 매장량이 작아서 대부분 외국에서 제조한 CSA 시멘트를 수입하여 사용하고 있다.

지질자원과 관련된 과학 분야의 인식 확산을 위해 청소년들을 대상으로 한 교육사업도 진행하고 있다 ⓒ 지질자원연구원

석유해저연구본부는 석유해저자원 탐사 및 개발 생산, 그리고 해저지질 및 해양과학 연구개발을 맡고 있다. 기술 개발 선진화와 과학지식 정보를 창출하고 있으며 국가정책 수립과 대국민 정보 제공에 기여하고 있다.

석유해저연구본부가 개발한 융복합 탐사기술은 그중에서도 국내 유일의 3D 물리탐사연구선인 탐해2호를 활용하여 확보한 탐사기술이다. 기존의 탐사기술이 개별적인 방식이었다면 석유해저연구본부는 두 가지 이상의 탐사를 동시에 수행하여 개별 탐사 결과의 불확실성을 줄이는 융복합 탐사 기술의 개념을 도입했다.

지질환경연구본부는 ‘지하수 자원의 탐사 및 보전 연구개발’과 ‘지질재해 및 지구환경 변화 대응 연구개발’, 그리고 ‘지하공간의 효율적 이용과 지하 에너지자원 확보 연구’를 수행하고 있다.

지금까지 개발된 대표적 기술로는 지질환경재해 산사태나 지질환경 오염 등 지질재해 리스크 관리 기술을 들 수 있다. 이 외에도 산사태 조기경보 시스템과 지질환경 리스크 관리 플랫폼 구축 등도 지질환경연구본부가 개발한 우수 기술로 꼽힌다.

마지막으로 지오플랫폼 연구본부는 지난 100년 동안 연구원에 축적된 연구결과와 데이터를 종합하여 빅데이터를 조성하는 업무를 담당하고 있다. 광물자원 개발은 물론 미래에너지 자원 개발과 국토개발 등에 활용할 수 있는 신뢰도 높은 정보를 제공하는 것이 지오플랫폼 연구본부의 주요 임무다.

이를 위해 본부는 지질자원 빅데이터와 사물인터넷(IoT), 그리고 인공지능(AI) 및 가상물리시스템(CPS) 등을 활용한 ‘스마트 지오데이터 플랫폼’ 구축을 추진하고 있다. 이런 4차 산업혁명 기술을 이용한 플랫폼 구축을 통해 새로운 광산과 유전을 확보하거나, 지진재해 등을 예측하는 등의 미래 신기술을 창출할 수 있을 것으로 지오플랫폼 연구본부는 기대하고 있다.

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