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극지이야기

  • 세종과학기지
    • 세종과학기지이야기
    • 세종과학기지 주변의 지질
    세종과학기지의 활동

    우리나라는 1978/79년 남빙양에서 크릴조사를 시작하였다. 1988년 2월에는 서남극의 킹조지섬에 상주 과학기지인 세종과학기지(남위 62˚13', 서경 58˚47')를 건설하여 본격적인 남극연구를 시작하였다.

    세종과학기지에서 연구하는 분야는 대기과학, 지질학, 지구물리학, 생물학, 해양학 및 우주과학 등으로 구분된다. 매년 연구원들이 월동대원으로서 1년간 기지에 상주하며 지진파, 지구자기, 고층대기 그리고 성층권 오존 측정 등의 일상 관측을 수행하며 그밖에 하계기간에는 40여명의 연구원들이 세종과학기지를 중심으로 킹조지섬 인근 및 웨델해에서 지질, 지구물리 및 해양생물학 등의 연구활동을 펼치고 있다. 최근에는 지구환경변화와 관련한 환경모니터링, 남극에서의 환경변화연구에 주력하고 있다. 이러한 활발한 연구활동과 세종과학기지의 효과적인 운영을 통해 우리나라는 1989년 10월에 남극조약협의당사국(ATCP) 지위를 획득하였고 1990년 7월에는 남극의 과학적 연구를 조정하는 남극연구과학위원회(SCAR)의 정회원 자격도 취득하였다.

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    세종과학기지 전경

    세종과학기지 전경

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    기지 개요

    준공일 : 1988년 2월 17일

    위 치 : 남쉐틀랜드군 킹죠지섬(62°13' S, 58°47' W)

    ※ 서울로부터 17,240㎞, 남미 끝에서 1,200㎞, 극점에서 3,100㎞

    건물현황 : 연구동, 본관동 등 10개동 2관측소(총 853여평)

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    기지의 역할

    국내법이 통하는 주권지역으로서의 해외영역 확대

    남극조약협의당사국(ATCP) 자격보유국으로서의 권한행사 및 의무연구 수행

    국제 사회에서의 과학적 지위 향상과 대국민 자부심 고양

    남극관련 자료 및 연구능력 축척을 통한 기득권 보유

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    기자운영 및 남극특성

    운영방식 : 월동연구대와 하계연구단으로 운영

    제21차 월동연구대장 홍종국등 17명 상주 근무중

    제22차 월동대원들은 2009월 1월 4일 기지도착예정

    하계기간동안 년 60여명 수준의 극지관련 연구원 집중 파견

    운영방식 : 월동연구대와 하계연구단으로 운영

    면적 : 1,350만㎢(한반도의 62배) , 평균 얼음두께 : 2,150m

    지구담수량의 70% 이상 보유 (남극빙하 해빙시 해수면 60m 상승)

    하절기 : 11월 ~ 3월(평균 기온 영상 0도)

    동절기 : 4월 ~ 10월(영하 10도 ~ 약30도까지) 결빙 50~60cm 정도

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    월동대원 주요 연구 과제

    기지운영 및 타국기지와의 교류·협력

    기지주변 환경모니터링 등 기본연구활동 수행

    남극 광물자원 확보를 위한 환경특성 연구

    생태계, 지진, 빙하, 오존층 및 고층대기, 고기후 연구

    남극 유용생물자원 및 활용연구 등

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    세종과학기지 월동대원 운영현황

    인원 : 매년 17명으로 구성

    월동대장 : 1명 (극지연구소 직원)

    연구원 4명 : 생물, 지구물리, 대기과학, 고층대기

    총무반 4명 : 총무(극지연구소 직원), 조리장, 의사, 통신

    유지반 8명 : 기상(기상청직원) 1명, 해상안전요원 1명, 기계설비 2명, 발전기 담당 1명, 중장비 정비 1명, 중장비 운전 1명, 전기시설보수 1명

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    세종과학기지 시설현황

    세종과학기지 전체전경

    세종과학기지 단지 소개 : 건물명을 클릭하시면 상세 이미지가 보입니다. 시설 전체보기
    번호 건물명 번호 건물명 번호 건물명
    1 본관동 2 연구동 3 숙소1동
    4 숙소2동 5 기계동 6 발전동
    7 정비동 8 중장비보관동 9 고층대기관측동
    10 지자기관측동 11 비상숙소 12 보트창고
    13 목조창고 14 잠수동 15 콘테이너창고
    16 저유탱크 17 헬리포트 18 체육관/창고동
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    세종과학기지 주변의 지질

    남킹조지 섬은 중생대 후기부터 신생대 초기에 걸쳐 형성된 화산섬으로 화성활동은 특히 신생대 초기에 활발하게 일어났었다.

    남극대륙에서 떨어져 나온 납쉐틀랜드 군도

    남극 지도를 살펴보면 남극대륙의 서쪽에 남극반도가 꼬리 모양으로 돌출해 있으며, 남극반도의 북서쪽에는 북동-남서 방향으로 남쉐틀랜드 군도의 여러 섬들이 배열되어 있다. 이 남쉐틀랜드 군도에서 가장 큰 킹조지 섬에 세종과학기지가 위치하고 있다. 킹조지 섬은 중생대 후기부터 신생대 초기에 걸쳐 형성된 화산섬이다. 방사성 동위원소를 이용한 절대연령 측정에 의해 킹조지 섬의 화성활동은 4,000만 년 내지 6,000만 년 전인 신생대 초기에 활발하게 일어난 것으로 알려져 있다. 하지만 이 당시에 남쉐틀랜드 군도는 섬이 아니라 현재의 남극반도의 일부분이었다.

    현재 남쉐틀랜드 군도는 남극반도에서 북쪽으로 100km 정도 떨어져 있지만, 과거에는 남극반도와 붙어 있었다. 이는 한반도에 붙어 있던 일본이 동해가 확장되면서 떨어져 나간 것과 같은 양상이다. 한반도와 일본 열도 사이에 동해가 위치하는 것처럼 남극반도와 남쉐틀랜드 군도 사이에는 브랜스필드 해협이 있다. 이 해협은 약 400만 년 전 남극반도의 일부 지역이 판구조운동에 의해 대륙으로부터 분리되면서 형성되었다.

    세종과학기지 주변 암석들이 들려주는 지질역사 이야기
    바톤-위버 반도를 구성하는 암석들

    세종과학기지 주변 바톤-위버 반도 지질도

    남쉐틀랜드 군도는 영국인에 의해 처음 발견되었기 때문에 섬의 이름들이 영국인의 이름을 따서 붙여진 경우가 많다. 세종과학기지가 위치한 킹조지 섬도 이 섬을 처음 발견한 윌리엄 스미스(William Smith)가 당시 영국 국왕이었던 조지 III세의 이름을 따서 명명하였다. 세종과학기지는 킹조지 섬의 남서부에 위치한 바톤(Barton) 반도에 자리 잡고 있으며, 빙하작용에 의해 형성된 마리안 소만을 중심으로 북쪽에는 위버(Weaver) 반도가 위치한다. 바톤과 위버는 모두 20세기 중반에 남쉐틀랜드 군도를 활발히 연구한 영국 지질학자들의 이름이다.

    바톤-위버 반도는 주로 마그마가 지표로 분출하면서 만들어진 화산암과 지하에서 고결된 심성암으로 구성되어 있고, 부분적으로 화산재나 암편들이 쌓여서 형성된 화산쇄설성 퇴적암도 분포하고 있다.

    바톤-위버 반도의 지질도를 살펴보면 세종과학기지 주변 지역에 존재하는 암석들의 분포를 파악할 수 있다. 가장 오래된 암석은 바톤 반도의 남쪽 해안과 위버 반도의 해안가에 나타나는 화산쇄설성 퇴적암이다. 그 위를 많은 용암이 흘러서 덮고 있다. 용암층 내부에 화산재나 암석 조각이 쌓여서 형성된 라필리 응회암층이 부분적으로 나타나는데, 이는 화산작용이 여러 차례 지속적으로 있었음을 보여주는 증거이다. 과거 어느 시기에 화산분출에 의해 용암이 흐르고, 일정기간의 휴지기를 거쳐 다시 화산분출이 왕성하게 일어날 때, 화산재나 암편이 쌓여서 용암층을 덮은 것이다. 이런 과정을 통해 형성된 용암층을 심성암류가 관입하고 있고, 이후에는 소규모의 암맥들이 관입했다. 이와 같이 지질도는 세종과학기지 주변의 전체적인 암상과 층서를 파악할 수 있게 해주는 좋은 자료이다.

    화석이 들려주는 따뜻했던 시절

    세종층에서 산출된 고사리화석(위)와 참나무잎 화석(아래)

    바톤 반도 남부 촛대바위 주변 해안절벽에는 층리가 수평으로 잘 발달되는 화산쇄설성 퇴적암이 분포하고 있다. 이 퇴적암층은 ‘세종층’으로 명명되었는데, 이 암석들 중 자줏빛을 띠는 작은 입자로 구성된 사암층에서 다수의 나뭇잎 화석들이 산출된다. 그리고 식물의 줄기가 암석화된 규화목이나 탄화목이 산출되기도 한다. 세종층에서 산출되는 나뭇잎 화석으로는 고사리류와 겉씨식물류 그리고 낙엽성의 활엽수들이 대부분을 차지하고 있다. 이 식물들은 호주대륙의 신생대 제3기 식물군과 잘 대비되며, 살았던 시기는 신생대 팔레오세 후기-에오세로 추정되고 열대-아열대 기후에 사는 것들이 대부분이다. 지금은 빙하와 눈으로 뒤덮여 나무 한그루 찾아볼 수 없는 세종과학기지 주변 지역이 과거에는 식생이 번창한 따뜻한 환경이었음을 동화석들이 전해 주고 있는 것이다.

    방사성 동위원소가 전해 준 화성활동 시기

    마그마 작용에 의해 형성된 암석인 화성암은 지표로 분출해서 급속히 냉각된 경우 화산암 또는 분출암이 되고, 지하에서 서서히 식었을 경우에는 심성암 또는 관입암이 된다. 화산암이나 심성암에는 방사성 동위원소를 다량 함유하는 광물들(각섬석, 흑운모, 정장석 등)이 있다. 이런 광물들을 이용해 암석의 절대연령측정이 가능하다. 바톤-위버 반도의 화산암의 절대연령은 약 6,000만 년~4,500만 년 전, 이후에 관입한 심성암은 4,200만 년 전 정도로 측정되었다. 이 시기는 신생대 에오세에 해당한다. 바톤-위버 반도의 최하부 퇴적층에서 산출된 식물화석의 상대연령이 팔레오세 후기-에오세에 해당하므로 화성암의 절대연령 측정 결과는 화석에 의한 상대연령과 잘 비교된다.

    활발한 화산활동

    바톤 반도의 남쪽과 남동쪽 해안가를 따라 연속성이 좋게 분포하는 화산쇄설성 퇴적암층인 세종층은 위버 반도의 대부분 지역에도 잘 발달되어 있다. 세종층은 화산활동과 관련된 4번의 단계를 거쳐 형성된 것으로 생각된다. 1단계는 화산분출이 활동적이지 않은 시기로, 자갈보다 모래나 점토가 많은 역암이 주로 퇴적되었다. 화산활동이 활발해진 2단계에서는 화산폭발 시 발생한 화산재와 암석 조각들이 쌓여서 형성된 라필리 응회암이 퇴적되었다. 다시 화산활동이 잠잠해진 3단계에는 다양한 크기의 역암, 수평층리가 발달한 사암과 실트암 등이 퇴적되었으며, 마지막 4단계에는 두꺼운 역암이 하부의 퇴적층을 깍으며 퇴적되었다. 퇴적암을 구성하고 있는 대부분의 자갈들이 화산암 기원이고 화산분출에 의해 형성된 라필리 응회암이 분포하는 것으로 보아 세종층이 형성된 팔레오세 후기-에오세 기간동안 이 지역에는 활발한 화산활동이 있었음을 알 수 있다.

    화산암은 세종과학기지 주변 지역에서 가장 넓은 분포를 보인다. 이 화산암의 화학성분을 분석해 보면 서로 다른 조성의 화산암이 섞여 있음을 알 수 있다. 이 화산암들은 앞에서 언급했듯이 약 6,000만 년~4,500만 년 전에 여러번의 화산폭발에 의해 흘러내린 용암이 굳어져 만들어진 것이다. 화산암의 화학성분이 다르다는 것은 화산활동을 유발한 마그마의 성분이 달랐음을 의미하고, 동시에 그 근원이 되는 화산분화구도 하나가 아니라는 것을 암시한다.

    킹조지 섬은 대부분 빙하와 만 년설에 의해 덮여 있다. 하지만 겨울철에도 빙하 위로 드러난 봉우리들이 있는데, 이런 지형을 누나텍(nunatak)이라 한다. 킹조지 섬에서 이 누나텍들은 화산분출시 형성된 분화구가 침식된 이후 남겨진 잔재로 생각된다. 이 누나텍들은 몇 가지 서로 다른 성분의 화산암들로 이루어져 있다. 그러므로 과거 세종과학기지 주변에 화산작용이 활발했을 때, 여러 지점에서 분출된 용암이 여러 차례에 걸쳐 화산암층을 형성한 것임을 알 수 있다.

    지표로 분출하지 못한 마그마

    마화산활동에 의해 용암이 흘러 화산암을 형성한 이후, 지하 심부에는 또다른 종류의 마그마가 형성되었다. 이 마그마는 지표까지 분출하지 못하고 지하 심부에서 천천히 냉각되는 과정을 거쳐 광물결정이 큰 심성암이 되었다. 심성암체는 세종과학기지 동측 설악봉 부근과 위버 반도의 서측 해안가에 주로 분포하고 있다.

    이 심성암은 지역에 따라 서로 다른 암상으로 산출된다. 동일시기에 관입한 암체가 이렇게 다른 암상을 가지는 것은 마그마가 고결되는 과정 동안 초기에 정출된 광물들로 구성된 암석과 후기에 정출된 광물들로 구성된 암석의 조성이 다르기 때문이다. 고온에서 초기에 정출된 감람석, 휘석, Ca-사장석 등을 많이 함유하면 반려암이나 섬록암이 되고, 후기의 보다 저온에서 안정한 광물(각섬석, 흑운모, 석영, 정장석 등)을 포함하면 화강섬록암 또는 화강암이 되는데, 이를 결정분화작용이라 한다. K-Ar 방사성 동위원소법으로부터 이 심성암체의 형성 시기를 측정한 결과 약 4,200만 년 전에 형성되었음을 알게 되었다. 지하에서 고결된 심성암이 현재 육상으로 드러나 있다는 것은 과거에 바톤-위버 반도를 구성하고 있던 상부의 암석층이 풍화-침식작용에 의해 깎여나갔음을 의미한다.

    떠오르는 세종과학기지

    지바톤-위버 반도의 해안에는 융기지형에서 잘 나타나는 계단상의 절벽인 해안단구가 발달한다. 또 세종과학기지 주변 고지대에는 해변에서나 볼 수 있는 둥글둥글한 자갈들이 관찰된다. 이런 해빈자갈이 높은 봉우리에서 발견된다는 사실은 과거에 이곳이 해변이었다는 것을 말해준다. 따라서 현재 육상으로 드러난 바톤-위버 반도는 과거 지질시대에는 바다 속에 잠겨져 있었다는 것을 알 수 있다. 이런 자갈들의 분포를 조사한 결과 세종과학기지가 위치한 바톤-위버 반도는 신생대 제4기 동안 약 250m 이상 융기되었음을 알게 되었다. 또 세종과학기지 주변에는 동결작용에 의해 종잇장처럼 갈라진 암편들이 잘 관찰된다.

    신생대 제4기 동안 지구상에는 여러번의 빙하기와 간빙기가 있었는데, 세종과학기지 주변에서도 빙하작용과 관련된 현상을 잘 관찰할 수 있다. 빙하가 흐르면서 지표면을 깎아 만든 빙하조흔은 과거의 빙하 흐름 방향을 알 수 있게 해주는 중요한 지질학적 정보이다. 또 빙하가 후퇴하면서 편평한 지형위에 퇴적시킨 자갈 언덕인 모레인(moraine)도 관찰되는데, 이 모레인은 분급이 불량하고 각진 역들이 모래 또는 진흙과 섞여 있다.

    지금까지 세종과학기지 주변지역을 구성하는 암석들에 대한 야외지질조사, 암석 연대측정 및 화학성분 특성들로부터 현재의 바톤-위버 반도가 형성되기까지 경험한 몇 가지 지질학적 사건들을 유추해 보았다. 지질학은 자연현상을 있는 그대로 바라보는 것에서부터 시작되는 학문이다. 주변에 널려 있는 돌맹이 하나라도 관심을 가지고 보면 우리에게 많은 정보들을 제공해 준다. 세종과학기지 주변지역이 겪어온 무수히 많은 지질학적 사건들 중 우리는 현재까지 일부분을 파악했을 뿐이다. 앞으로 새로운 증거들이 발견됨에 따라 이 지역에 대한 좀더 구체적인 형성과정이 밝혀지게 될 것이다.

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  • 남극의 자연
    세종과학기지
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  • 북극의 중요성과 가치
    • 북극의 중요성과 가치
    • 우리나라의 북극진출
    북극의 중요성

    북극의 과학적, 경제적 중요성은 최근에야 알려지기 시작했다. 지구온난화에 의해 현재 북극 해빙의 규모는 10년에 4%씩 감소하고 있으며, 툰드라 지역에서 방출되는 메탄가스는 온실효과를 증대시키고 있다. 또한 풍부한 지하자원, 수산자원과 북극해 항로 개방 등 경제적 잠재성이 커지고 있다.

    븍극해는 유라시아, 아메리카 대륙고 그린랜드로 둘러싸인 바다로 그 면적이 지중해의 4배에 달한다

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    북극의 과학적 중요성은?

    북극은 지구의 기상, 기후, 해류의 순환 등 지구의 환경에 커다란 역할을 하고 있다. 북극은 비교적 인간의 손길이 미치지 않은 곳이기 때문에 남극처럼 조그마한 환경변화에도 쉽게 영향을 받을 뿐만 아니라, 반대로 북극에서 일어나는 변화가 지구 전체에 중대한 영향을 미치고 있어 북극을 ‘지구의 기후를 만들어 내는 곳’이라고 부르기도 한다. 지난 50년간 북극에서 관측된 겨울철 평균 기온의 변화를 보면 지표 온도의 경우 무려 10∼15℃나 상승했음을 볼 수 있다.이 같은 현상은 정도의 차이는 있지만 지표만이 아니라 대류권 전반에 걸쳐 관측되었다. 이것은 지구의 전반적인 온난화 현상이 극지역에서 증폭되어 나타나고 있다는 것을 의미한다. 같은 현상으로 남극에서도 지구 온난화에 따른 빙하 감소 현상이 특히 남극반도지역을 중심으로 뚜렷이 관찰되고 있다.

    이러한 북극의 과학적 중요성은 세계적으로 비교적 최근에 와서야 알려지게 되었다. 최근 쏟아져 나오는 북극관련 연구결과를 보면 1970년대 초반부터 북극해 중앙부의 바다 얼음의 두께가 30% 이상 감소되었으며 또한 북극 얼음의 면적은 매 10년간 4%씩 감소하고 있다고 한다. 이 같은 북극에서의 얼음 변화는 태양열의 지표 반사율을 감소시킴으로써 기후에 더욱 영향을 미치게 된다. 또한 북극 툰드라 지역에 기온이 상승하면 그 곳에 매장된 메탄이 공기 중으로 다량 방출되어 온실효과를 증대시키게 된다. 이 같은 지구 온난화 현상과 더불어 환경오염에서 야기되는 오존층 파괴가 남극에 이어 북극에서도 관측되고 있다.

    시베리아를 통해 북극해로 흐르는 예니세이, 오비, 레나강은 세계에서도 손꼽히는 큰 강들로서 지구상에서 바다로 유입되는 모든 강물의 10%를 차지한다. 이는 실로 엄청난 양으로서 북극해와 대서양, 태평양 사이의 해수 교환과 북대서양 열염분 순환에도 큰 영향을 미치고 있다. 이는 곧 북유럽에 따뜻한 기후를 가져다주는 걸프난류에 영향을 미친다는 것을 의미하기 때문에 유럽지역의 기상 이변을 일으키고 있는 주범으로 주목 받고 있다. 이와 같이 북극에서 기원한 기후변화에 대해서 대서양쪽에서는 비교적 잘 알려져 있는 반면 우리와 가까운 태평양쪽에서의 영향은 거의 알려져 있지 않다.

    지금까지 북극은 우리에게서 멀리 떨어져 우리와 별로 관련이 없는 지역으로 인식되고 있었으나, 실제 북극의 차가운 대기가 우리나라가 위치한 중위도 지역까지 밀려 내려옴으로써 주기적으로 기후에 이상 현상을 일으키고 있음이 밝혀졌다. 이외에도 최근 발견된 북극권에서의 오존 감소, 기온상승에 따른 해빙감소 및 기류변화 등이 우리나라에 미치는 영향이 매우 클 것으로 짐작된다.

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    국제북극과학위원회(IASC)

    북극은 북극해와 8개 주변국(러시아, 미국, 캐나다, 핀란드, 노르웨이, 스웨덴, 덴마크, 아이슬랜드)의 북방 영토 일부로 구성되어 있다. 시베리아를 포함한 북극권은 2차 세계대전이후 냉전기간 동안 군사적 이유로 전혀 개방되지 않았다. 그 후 1987년 10월 구소련 대통령 고르바쵸프의 무르만스크 선언에서 북극권의 개방과 북극 평화지역의 설립이 제안되었다.

    무르만스크 선언의 주요 내용은 북극의 비핵지대화, 군함의 활동제한, 자원 이용의 평화적 협력, 과학조사와 환경보호의 공동 노력, 북극항로의 개발 등이다. 무르만스크 선언을 계기로 8개 북극권 국가들은 과학조사를 수행하고, 동 지역의 자연을 보호하는 것이 인류의 이익을 위해 필요하다는 점을 인식하고 1990년 8월 국제북극과학위원회 (IASC: International Arctic Science Committee)를 설립하였다. 그 후 IASC에는 북극권 8개국 외에 일본, 프랑스, 영국, 독일, 네덜란드, 폴란드, 이탈리아, 스위스, 중국 등 비북극권 국가들이 추가로 가입하여 현재 17개국이 참여하고 있다.

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    북극의 경제적 가치

    치북극해 대륙붕에는 대규모 에너지 자원이 매장되어 있다. 기 개발 중인 미국, 캐나다 측 북극해역에서만 120억 배럴의 석유와 4.5조㎥ 의 천연가스 매장량이 확인되었으며, 그 서쪽의 척치(Chukchi) 해의 미국측 해역에서만 약 70억 배럴의 석유 매장량이 추정되고 있다. 현재 미국 북극해 알래스카 연안에서만 하루 150만 배럴의 원유가 생산되고 있으며, 미국 석탄 매장량의 50%도 알래스카에 있다. 현재 북극해를 포함한 북태평양, 북대서양에서 잡히는 수산자원의 연간 총 어획고는 4천6백만 톤 정도에 달하는 것으로 추정되는데, 이는 전 세계 생산량의 약 37%에 해당하는 양이다. 북극해 주변해역에서 잡히는 주요 어종으로는 베링해 명태, 그린랜드 대구, 노르웨이 북해지역 대구, 청어, 알래스카 연어 등이 있다.

    전 세계 공업생산의 80%는 북위 30°이북 지역에서 이루어지고 있으며, 모든 중요한 공업지역은 북극에서 6,000km 이내에 위치하고 있기 때문에 향후 북극해를 통한 국제간 물자 수송은 경제성이 있을 것으로 전망된다. 북극권을 통해 유럽과 극동 아시아를 잇는 북극항로는 19세기말에 이미 탐험에 성공하였다. 북극해 해운항로는 동쪽의 베링 해협에서 서쪽의 무르만스크까지 약 5,400km에 이르는 수로이다. 이 수로를 이용하는 경우 극동지역에서 유럽으로 가는 선박 항로의 40%가 단축될 수 있을 것으로 기대된다.

    러시아의 무르만스크 선언 이후 북극항로의 상업적 이용을 위해 1993∼1999년 사이에 국제북극항로 프로그램(INSROP)이 수행되어 해상 운송로 개통에 따른 수로개발, 자연환경, 오염영향과 경제성 검토 등이 집중적으로 이루어졌다. 북극해 항로개발은 단기적으로 러시아 북극해 연안의 석유, 천연가스, 원목 등 자원개발과 수송을 위해서 요구되고 있으며, 장기적으로는 유럽과 아시아, 북미 서해안을 연결하는 최단 해운 항로로 활용될 전망이다. 이와 관련하여 앞으로 쇄빙선의 확보 및 도로, 항만시설 등 사회 간접자본의 확충이 중요한 역할을 하게 될 것이다.

    최근 러시아의 시베리아 개발이 예상되고 있는데, 이에 따른 항공수요의 요구도 급격히 증가될 전망이다. 현재는 대부분 러시아 공항의 관제, 통신시설 등이 서방 항공기 기준에 맞지 않음으로 직항로 개설이 지연되고 있으나, 시베리아 개발을 위해서는 외국과의 직항로 개설이 필수적인 만큼 외국 자본과 기술이 공항시설 현대화에 투자되고 있다. 우리나라에서도 북미와 유럽으로 가는 최단 항공로는 북극항로를 이용하는 방법이 될 것이다.

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    우리나라의 북극진출

    현재 우리나라 북극연구의 중요성은 한반도 환경변화에 직간접적인 영향을 미치는 북극권 환경변화를 연구하는 데 있다. 극지방의 환경은 조그만 변화에도 쉽게 영향을 받기 때문에, 극지환경변화 연구는 저위도 지방의 향후 환경변화에 대한 조기경보라는 점에서 의미가 있다.

    우리나라는 1960년대 중반부터 아북극권 베링 해에서의 명태잡이에 참여한 바 있으나 미국과 러시아의 배타적 경제수역 선포 등으로 1993년 이후 조업이 제한되고 있다. 앞으로 우리나라가 북극권에서 효과적인 실리를 추구하기 위해서는 우선 북극에서의 기술과 경험을 갖춘 북극권 국가의 일원으로 인정을 받아야 하며, 이를 통해서만이 추후 북극해 자원 개발을 위한 국제공동노력에 참여가 가능할 것이다. 이를 위해서는 우선 북극에 대해서도 남극 지역에서와 같이 실질적인 과학 연구 수행을 통한 선행 투자가 이루어져야 할 것이다.

    스발바드군도 스피츠 베르겐섬 니얄스에 위치한 국제 북극과학기지촌

    북극해는 중앙부를 제외하고 경제적 관심지역이 대부분 주변 국가들의 배타적 경제수역에 속하기 때문에 단독 개발이 불가능하다. 따라서 향후 북극개발에는 주변국들과 공동 참여가 불가피하다. 이를 위해서는 우선적으로 현재 북극에 대한 유일한 국제기구인 국제북극과학위원회(IASC)에의 가입이 필수적이며, 이에 필요한 실질적인 과학연구활동이 선행되어야 할 것이다. 특히 북극해 해안의 절반과 시베리아의 방대한 미개발 영토를 갖고있는 러시아와의 공동보조가 무엇보다 필요하다.

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    남극과 북극은 무엇이 다를까?

    남극은 거대한 대륙으로서 남빙양이라는 광활한 바다로 둘러싸여 있는 반면 북극은 유라시아대륙과 북아메리카대륙으로 둘러싸인 넓은 바다이다. 남극대륙은 호주대륙 다음으로 지구상 육지면적의 9.2%를 차지하는 제 7 대륙이다. 남극대륙은 평균두께 2,160m의 두꺼운 얼음으로 눌려 있다. 따라서 현재 얼음 밑 대륙의 많은 부분은 해수면이나 혹은 그 아래에 놓여 있지만, 얼음이 다 녹는다면 남극대륙은 다시 융기되어 산과 계곡을 갖춘 땅으로 바뀔 것이다.

    남극이 북극보다 좀 더 춥다. 남극에서는 인류가 관측한 최저온도인 -89.6℃가 러시아 보스토크(Vostok) 기지에서 기록되었다. 이 기지의 연평균온도는 -55.4℃로 물은 얼음으로만 존재한다. 그러므로 이 기지에서는 얼음을 잘라 물을 만드는 일이 아주 큰일과 가운데 하나이다. 한편 북극에서 관측된 최저온도는 베르호얀스크에서 -70℃ 정도가 관측되었다고 한다.

    남극에는 황제펭귄 등 남극에만 사는 고유한 생물이 있다. 남극의 연평균온도는 -23℃로, 나무는 전혀 없고 꽃피는 식물은 두 종류만이 남극반도 지역에 있을 따름이다. 지의류라고 부르는 하등식물이 남극에 있는 식물의 대부분을 차지한다.

    포유류로 바다생활에 적응한 고래는 북극해 또는 남빙양에 모두 살고 있다. 해표류 가운데 물개와 해표는 남북극에 다 있지만 길이 40∼60cm의 두 개의 긴 어금니가 위턱에 난 월러스 (Walrus)는 북극에만 있다. 월러스는 ‘바다의 말’이라는 뜻으로 ‘해마’라고도 부르나 외모가 말보다는 코끼리에 가깝다. 북극은 여름에는 기온도 올라가고 육지에는 여러 종류의 아름다운 색깔의 꽃이 피며, 곤충과 새와 동물들이 뛰논다. 생물들은 2∼3주의 짧지만 따뜻한 여름을 이용해 짝짓기를 해 후손을 번식시키려고 힘쓴다. 엄청난 숫자의 큼직한 모기가 떼를 이루고 눈토끼, 여우, 순록, 늑대, 사향소, 뇌조 등등이 나타난다. 북극에서의 상징적인 동물은 물론 하얀 털을 가진 북극곰이지만, 남극에는 곰이 없다. 북극에는 흔히 에스키모라고 부르는 이누이트 족이 살고 있다. 그들은 사냥을 해 살아가며 자신들만의 고유하고 독특한 문화와 역사가 있는 북극의 원주민이다. 반면 남극에는 원주민이 없다. 남극에 있는 사람들은 모두 연구 등을 위해 일시 방문하는 사람들이다.

    남극은 국제기구인 남극조약에 의해 영토권, 이용, 자원, 환경보호 등이 전반적으로 관리된다. 현재 남극조약에 가입한 국가는 우리 나라와 북한을 포함 모두 45개국이다. 반면 북극은 과학연구에 관한 사항만을 논의하는 국제북극과학위원회(IASC)가 있을 뿐이다. 남극조약 이전에는 남극에 대해 영국 등 7 개국이 영토권을 주장했으나 남극조약은 이를 인정도 부정도 하지 않은 채 남겨두었다. 한편 과학연구를 위해서는 어느 나라도 남극에 갈 수 있도록 규정하고 있다. 반면, 북극해에 있는 섬들은 모두 주인이 있다. 예컨대 그린랜드는 덴마크 영토이며, 스발바드군도는 노르웨이 영토, 프란츠 죠셉 랜드는 러시아 영토이다.

    남극은 거대한 대륙으로서 남빙양이라는 광활한 바다로 둘러싸여 있는 반면 북극은 유라시아대륙과 북아메리카대륙으로 둘러싸인 넓은 바다이다. 남극대륙은 호주대륙 다음으로 지구상 육지면적의 9.2%를 차지하는 제 7 대륙이다. 남극대륙은 평균두께 2,160m의 두꺼운 얼음으로 눌려 있다. 따라서 현재 얼음 밑 대륙의 많은 부분은 해수면이나 혹은 그 아래에 놓여 있지만, 얼음이 다 녹는다면 남극대륙은 다시 융기되어 산과 계곡을 갖춘 땅으로 바뀔 것이다.

    남극이 북극보다 좀 더 춥다. 남극에서는 인류가 관측한 최저온도인 -89.6℃가 러시아 보스토크(Vostok) 기지에서 기록되었다. 이 기지의 연평균온도는 -55.4℃로 물은 얼음으로만 존재한다. 그러므로 이 기지에서는 얼음을 잘라 물을 만드는 일이 아주 큰일과 가운데 하나이다. 한편 북극에서 관측된 최저온도는 베르호얀스크에서 -70℃ 정도가 관측되었다고 한다.

    남극에는 황제펭귄 등 남극에만 사는 고유한 생물이 있다. 남극의 연평균온도는 -23℃로, 나무는 전혀 없고 꽃피는 식물은 두 종류만이 남극반도 지역에 있을 따름이다. 지의류라고 부르는 하등식물이 남극에 있는 식물의 대부분을 차지한다.

    포유류로 바다생활에 적응한 고래는 북극해 또는 남빙양에 모두 살고 있다. 해표류 가운데 물개와 해표는 남북극에 다 있지만 길이 40∼60cm의 두 개의 긴 어금니가 위턱에 난 월러스 (Walrus)는 북극에만 있다. 월러스는 ‘바다의 말’이라는 뜻으로 ‘해마’라고도 부르나 외모가 말보다는 코끼리에 가깝다. 북극은 여름에는 기온도 올라가고 육지에는 여러 종류의 아름다운 색깔의 꽃이 피며, 곤충과 새와 동물들이 뛰논다. 생물들은 2∼3주의 짧지만 따뜻한 여름을 이용해 짝짓기를 해 후손을 번식시키려고 힘쓴다. 엄청난 숫자의 큼직한 모기가 떼를 이루고 눈토끼, 여우, 순록, 늑대, 사향소, 뇌조 등등이 나타난다. 북극에서의 상징적인 동물은 물론 하얀 털을 가진 북극곰이지만, 남극에는 곰이 없다. 북극에는 흔히 에스키모라고 부르는 이누이트 족이 살고 있다. 그들은 사냥을 해 살아가며 자신들만의 고유하고 독특한 문화와 역사가 있는 북극의 원주민이다. 반면 남극에는 원주민이 없다. 남극에 있는 사람들은 모두 연구 등을 위해 일시 방문하는 사람들이다.

    남극은 국제기구인 남극조약에 의해 영토권, 이용, 자원, 환경보호 등이 전반적으로 관리된다. 현재 남극조약에 가입한 국가는 우리 나라와 북한을 포함 모두 45개국이다. 반면 북극은 과학연구에 관한 사항만을 논의하는 국제북극과학위원회(IASC)가 있을 뿐이다. 남극조약 이전에는 남극에 대해 영국 등 7 개국이 영토권을 주장했으나 남극조약은 이를 인정도 부정도 하지 않은 채 남겨두었다. 한편 과학연구를 위해서는 어느 나라도 남극에 갈 수 있도록 규정하고 있다. 반면, 북극해에 있는 섬들은 모두 주인이 있다. 예컨대 그린랜드는 덴마크 영토이며, 스발바드군도는 노르웨이 영토, 프란츠 죠셉 랜드는 러시아 영토이다.

  • 한국의 극지연구

    남극은 과학연구를 통해서만 국가이익이 보장되는 지구상 유일한 지역이다.

    극지연구의 중요성은 전 지구적 환경변화 연구의 최적지라는 사실과 부존자원 등 경제적 가치에 있다.

    우리나라는 1988년 2월 17일 남극에 세종과학기지를 건설하고 대한민국 남극연구 프로그램 (KARP: Korea Antarctic Research Program)을 시작한 이래 15차에 걸친 월동연구대와 하계연구대의 활동으로 극지연구의 지역과 대상을 점진적으로 확대해 왔다. 초기에는 연구지역이 킹조지 섬 맥스웰 만 주변에 국한되었으나 90년대 이후에는 브랜스필드 해협과 웨델 해 지역으로 확대되었고, 최근에는 북극지역까지 연구지역을 확장하여 명실상부한 극지연구의 형태를 갖춰가고 있다.

    연구 내용면에서도 세종과학기지를 중심으로 기상, 지진, 지자기 관측과 아울러 고층대기 온도관측, 오존층 관측, 주변지역 지질조사, 해양환경변화 관측 등 장기적으로 실시되어야 하는 정상관측으로부터 지구규모의 환경변화를 감지하고, 이해하고, 그 대책을 강구하는 데 필요한 문제 해결 중심의 연구까지 그 범위가 점차 확대되고 있다.

    이외에도 기지주변 환경모니터링 계획에 의해 연안생태, 해수특성, 대기, 토양환경에 대한 조사연구가 계속되고 있다. 이러한 지속적인 관측 자료는 전 지구적 환경변화와 연관되어 남극지역의 역할과 변화를 이해하는 데 매우 귀중한 자료로 활용될 것이며, 특히 환경모니터링은 기지주변에서 인간의 활동이 남극 생태계에 미치는 영향을 지속적으로 관찰하는 연구로서 남극조약에서도 적극 권장되고 있다.

    극지연구의 중요성
    전 지구적 환경변화 연구

    극지는 지구표면의 약 9% (남극대륙, 남빙양, 북극해 포함)를 차지하고 있을 뿐만 아니라 대기와 해수순환과정에서 중요한 역할을 담당하고 있다. 극지는 인간이 접근하기 어려운 지역이었으므로 극지에 관한 연구는 아직도 초기단계이나 최근 기후 온난화 등 지구환경변화에 대한 연구가 인류의 주요 관심사로 대두되면서 연구의 중요성이 크게 부각되고 있다. 즉, 극지는 지구상에 남은 유일한 비오염 지역으로서 조그마한 환경변화에도 매우 민감하게 반응하는 생태계를 이루고 있어 과거 지구환경변화에 대한 기록을 간직하고 있을 뿐만 아니라 현재의 환경변화도 정확히 알려주는 지구환경변화 감지의 전초기지 역할을 하고 있다. 또한 극지는 지구환경 자체에도 지대한 영향을 미치고 있다. 예를 들어 지구온난화에 따라 남극 대륙빙하가 감소하는 것과 함께 북극 해빙의 두께가 감소되고 있는데, 이러한 극지방 해빙면적의 감소는 태양 복사에너지 유입량을 증가시켜 온난화를 더욱 증폭시키는 효과가 있다.

    지구온난화에 따라 북극지역의 동토층이 감소되면 지반 침하와 토양 유실이 촉진되고 물의 순환 과정이 변화되며, 온실가스인 이산화탄소와 메탄가스가 대기 중으로 다량 방출되어 다시 온난화가 가속화된다. 또한 오존층 감소 현상은 현재 극지방에서만 두드러지게 관찰되고 있는데, 이는 프레온 가스가 오존을 파괴하는 작용이 극지라는 특수한 대기환경 하에서 증폭되어 나타나기 때문인 것으로 밝혀졌다. 이에 따라 1987년 몬트리올 의정서가 체결되어 프레온 가스의 사용을 국제적으로 규제하게 되었으며, 결과적으로 극지는 지구 오존층 파괴에 대한 조기 경보장치로 작용하여 지구의 오존층 파괴를 막을 수 있게 한 것이다.

    극지의 경제적 이용과 부존자원의 개발

    남극은 지구 육지면적의 10%를 점유하는 큰 대륙이며 남빙양은 전 세계 해양의 5.5%에 달한다. 북극 역시 세계 최대의 대륙붕을 갖고 있으며 북극해는 전 세계 해양의 3.3%를 점유하고 있다. 따라서 남북극 해양은 전 세계 해양의 8.8%를 차지하고 있다. 남극에는 석유 등 에너지자원 이외에도 광물자원이 풍부하고 지구 담수의 약 70%에 해당하는 풍부한 수자원이 빙하의 형태로 존재하고 있으며, 남빙양 크릴새우는 다음 세대의 인류가 선택할 수 있는 마지막 식량자원으로 여겨지고 있다. 북극에도 풍부한 지하자원과 수산자원이 있으며, 특히 항공, 해운항로의 개발 등에 대해서는 이미 앞에서 논의된 바 있다.

    남극조약은 역사적으로 국제공동연구를 기반으로 발전된 국제조약이며, 조약의 기본 정신은 남극에서의 자유로운 과학 활동을 보장하는 것이다. 북극도 1987년 과학연구를 위한 접근이 허용된 이래 북극권 국가들과 기타 국가들과의 공동연구가 활성화되고 있다. 이와 같이 극지연구는 국제공동연구를 기반으로 하고 있으므로, 우리나라의 극지연구도 국제공동연구를 통한 발전을 꾀하여야 할 것이다. 이러한 관점에서 볼 때 우리나라의 극지진출은 고립된 발전이 아니라 국제협력을 통한 새로운 과학기술의 발전으로 전 세계 인류의 공영에 이바지한다는 데 의미가 있다.

    미국은 이미 1970년 남극연구를 재점검하기 위하여 전문가들로 구성된 위원회를 구성하였는데, 그 보고서에서 남극은 과학연구의 결과가 미국의 국가이익과 정책에 직접 반영되는 지구상 유일한 지역이라고 천명한 바 있다. 이와 같이 극지에서는 과학연구가 정치, 경제, 사회, 국방 등 모든 분야에 우선한다. 따라서 우리나라의 극지 정책도 과학 연구 발전에 최우선 목표를 두어야 할 것이다.

    실제 극지에서의 과학 활동을 위해서는 이를 지원하기 위한 보급, 수송 등 체계화된 대규모 지원체제가 갖추어져 있어야 한다. 많은 경우 쇄빙선, 수송기, 헬리콥터 등 대형 수송 장비의 운영이 요구되는데, 이는 단일 연구소나 민간 기구에서 운영하기에는 어려움이 많기 때문에 군(軍)의 적극적인 협조가 요구된다. 이외에도 남극조약협의당사국회의에서 우리나라의 국익을 대표하기 위한 외교노력이 요구되며, 남극환경보호, 남빙양 수산자원 개발, 미래 관광자원, 수(水)자원 개발 정책의 수립 등에 많은 관련 부처의 참여가 있어야 할 것이다. 일본의 경우, 이미 1955년 문부대신을 단장으로 방위청, 과학기술청, 외무성, 대장성, 운수성 차관이 참여하는 남극지역 관측통합추진본부를 설립하여 범국가적인 지원체제를 갖추었다.

    미국은 남극에서 과학, 정치, 경제적 이익 추구를 위하여 미국의 적극적인 영향력을 유지한다는 정책기조 하에 국가안보회의 결의문, 대통령 지시각서 등을 통해 지속적으로 각 부처의 협조와 업무조정을 시행하고 있다. 따라서 우리나라도 극지개발을 위해서 우선 극지에 대한 국가정책의 수립이 요망된다. 또한 수립된 극지정책의 효율적인 집행을 위해서 범부처적인 지원체제를 갖추어야 한다.

    이제 남극에 세종기지를 건설하고 연구를 시작한지 14년째인 우리나라는 남극정책과 연구의 방향을 재정립해야 할 시기에 놓여 있다. 우선 국가적으로 남극과 북극에 관한 정책을 재점검하고 이에 따라 우리나라 극지연구의 방향을 재정립해야 할 것이다. 더구나 1998년 발효된 남극환경보호의정서를 이행하기 위해서는 이를 집행할 수 있는 법적 장치를 필요로 하고 있다. 남극환경보호를 목적으로 하는 입법은 남극조약의 강력한 주문사항이기도 하므로 이를 늦추어서는 안 될 것이다. 우리나라와 같이 극지관련 법이 전무한 상황에서 향후 남극관련법은 환경보호를 수반한 연구 활동의 확대와 이를 통한 국가 이익의 추구에 목표를 두어야 할 것이다.

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    향후 우리나라 극지연구개발

    첫째, 남극반도 북단의 킹조지 섬에 위치하고 있는 우리나라 남극 세종기지는 주변에 7개국의 상주기지가 밀집해 있으므로, 주변국과 긴밀한 연구협조체제를 갖추어 조사항목이 서로 중첩되지 않도록 조정할 필요가 있다.

    둘째, 남극과학연구를 크게 세종기지를 중심으로 한 조사관측 업무와 문제 해결을 위한 연구과제 수행으로 구분해야 한다. 조사관측사업은 단기적으로 실시되는 항목과 장기적으로 실시할 내용으로 구분하고, 조사관측 내용도 국제공동관측 프로그램의 일부로 참여하여 국제적으로 권장하는 항목과 방법을 정립하여 실시해야 한다.

    셋째, 매년 동계 및 하계에 얻어지는 과학 자료를 보다 체계적으로 수집, 처리, 보관, 활용하기 위해 극지데이터센터 등을 설립하는 방안을 적극 검토해야 한다.

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    극지연구의 과제

    문제 해결을 위한 연구과제의 수행은 정부에서 지원되는 정책과제와 한국해양연구원 자체에서 개발되는 과제로 구분될 수 있다.

    전자의 경우 정부차원에서 연구목표, 내용, 결과의 활용 등이 검토되어야 할 것이나, 이 역시 극지 전문가가 제한되어 있는 우리나라 현실에서는 한국해양연구원 연구원들의 지혜가 모아져야 할 것이다.

    연구원 자체에서 계획되는 과제들은 우선 국제수준의 결과를 낼 수 있는 연구주제를 선정하고, 이에 대한 엄격한 사후 관리가 이루어질 수 있도록 연구원들이 협력하여야 할 것이다.

    그리고 연구과제들이 원활히 추진되기 위해서는 극지의 특성을 반영한 연구지원체제가 뒷받침되어야 하므로, 이를 위한 노력 역시 체계적으로 이루어질 필요가 있다. 또한 극지환경의 과학적 이해와 지구환경변화에 있어 극지의 역할 규명 그리고 부존자원 파악과 극지권 활용 등의 극지연구의 목표를 고려할 때, 극지연구는 남극 이외에도 향후 북극으로 연구대상을 확대하려는 노력이 무엇보다 필요 할 것이다.

담당
운영지원과 해양정보화 서대현
전화번호
051-400-4374

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