[IF] 뜻밖의 노다지 된 '옐로스톤' 푸른 눈동자

이영완 과학전문기자  

입력 : 2017.08.26 03:02

무지개 온천, 리튬 寶庫로
배터리 핵심 원료 '리튬' 美 '옐로스톤' 온천 호수진흙 속 다량으로 발견
세균이 호수 색 결정?
시아노박테리아의 색소… 노란색에서 붉은색으로 호수 온도 따라 달라져

지난 19일 미국 스탠퍼드대와 미국지질조사국 공동 연구진은 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션'에 과거 엄청난 규모로 폭발했던 옐로스톤국립공원 등의 초화산(超火山·supervolcano)에 배터리의 핵심 원료인 리튬이 엄청난 양으로 매장돼 있다는 연구 결과를 발표했다. 초화산은 한 번에 1000㎦ 이상의 마그마를 분출한 초대형 화산을 말한다.

리튬은 스마트폰이나 노트북은 물론, 전기자동차에도 필수적인 물질이어서 공급이 수요를 따라가지 못하고 있다. 지금까지는 칠레와 호주가 세계 리튬 수요의 대부분을 충당했다. 미국으로선 뜻밖의 노다지를 발견한 셈이다.

미국 지구과학 대학연합연구소

연구진은 화산 폭발 당시 마그마에 섞여 나온 리튬이 분화구에 생긴 호수에서 수천 년에 걸쳐 온천수와 빗물을 통해 진흙으로 스며 나왔다고 밝혔다. 대표적인 예가 옐로스톤국립공원의 '그랜드 프리즈매틱 스프링(Grand Prismatic Spring)'〈사진〉이다. 호수의 색이 프리즘을 통과한 빛이 일곱 가지 무지개 색으로 나뉜 것처럼 다양하다고 해서 이 같은 이름이 붙었다. '무지개 온천'이라고도 한다. 호수 지름은 110m이고 깊이는 50m이다.

옐로스톤의 초화산 호수 색은 리튬과는 상관이 없다. 그보다는 시아노박테리아(cyanobacteria)라는 광합성 세균과 연관이 있다.

먼저 호수 한가운데가 새파란 것은 바닷물이 파란 것과 같은 이치다. 빛은 물을 통과하면서 파장이 긴 붉은색부터 흡수된다. 가장 늦게 흡수되는 빛이 파장이 짧은 파란색이다. 결국 깊은 바다에서는 물 입자와 부딪혀 반사돼 우리 눈에 들어오는 빛은 파란색뿐이어서 바다가 파랗게 보인다. 무지개 호수 가운데에는 섭씨 87도의 뜨거운 온천수가 솟아 생명체가 살지 못한다. 빛을 낼 생명체가 없으므로 바닷물처럼 파란색이 된다.

호수는 가장자리로 가면서 온도가 낮아지고 시아노박테리아가 살 수 있다. 이에 따라 호수의 색이 노란색, 붉은색으로 다양해진다. 시아노박테리아의 초록색을 내는 엽록소와 노란색을 내는 카로티노이드(carotenoid) 색소의 상호작용 덕분이다.

광합성을 하는 엽록소는 초록색을 내지만 카로티노이드가 더 강할 때도 있다. 오렌지나 당근에 많은 카로티노이드 색소는 햇빛이 강할 때 자외선과 같은 강력한 빛의 에너지를 흡수해 엽록소로 전달한다. 따라서 햇빛이 강한 여름에는 시아노박테리아의 카로티노이드가 많아 노란색을 띠며, 햇빛이 약한 겨울에는 초록색이나 파란색이 우세해진다. 호수 색도 같은 변화를 겪는다고 한다. 호수 맨 바깥쪽은 온도가 가장 낮은 만큼 다양한 미생물이 살 수 있다. 이들이 내는 다양한 카로티노이드 때문에 호수는 짙은 갈색과 붉은색을 띤다.

 

출처 : http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2017/08/25/2017082502250.html