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Achievements of Researchers

김진욱 교수 연구팀

미생물-광물 반응에 의한 새로운 철 공급원 제시 김진욱 교수 연구팀

김진욱 교수 연구진(지구시스템과학과, 생지구화학연구실)과 극지연구소 고환경연구부 공동연구팀의 미생물-광물 반응에 의한 새로운 철 공급원 제시 연구가 12월 19일 과학 분야 저명 국제학술지인 「네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)」에 게재됐다. 본 연구는 독창성을 인정받아 네이처 저널에서 매년 최고 수준의 연구를 엄선하여 공유하는 ‘네이처 인덱스(Nature index)’에 선정되었고, 2019년 Nature Communications ‘Top 50 Earth and Planetary Science Articles’ 에도 선정되었다.


공동연구팀은 남극 라슨 C 빙붕 지역에서 채취한 해양 퇴적물에서 마지막 빙하기 이후 남극 빙붕의 후퇴와 관련된 저온성 미생물 (남극같은 저온의 온도에서도 생존하는 미생물)의 철 환원 작용에 의한 새로운 철 공급원을 제시했다.


해당 분야는 40여 년 전부터 연구자들의 관심분야였다. 김진욱 교수는 2004년 국제 학술지인 「사이언스(Science)」에서 기존의 고온-고압 조건 외에도 미생물에 의해 광물이 변화할 수 있음을 시사했다. 이는 미생물의 철 환원 작용, 즉 유기적 반응에 의한 광물 상전이 반응에 대한 것으로 당시 학계에 새로운 패러다임을 제시했다. 지속적인 연구 이후 2013년 ‘Chikyu+10 International Workshop’에서 기조발표자로 초청되어 실험실이 아닌 자연계에서도 이러한 유기적 광물 상전이 반응이 발생할 수 있음을 학계에 공표하기도 했다. 본 연구결과는 지난 12년간 지질학 분야의 1위 (IF 5.006/98.94%) 학술지로 알려진 “Geology” (2019년 4월15일)에 ‘Naturally occurring, microbially induced smectite-to-illite reaction’ 이라는 제목으로 게재 되었다.


이러한 흐름에 발맞춰 극지연구소 고환경연구부는 지난 2013년 세계 최초로 라슨 C 빙붕 지역에서 해양 퇴적물을 채취했다. 최근까지 연세대학교-극지연구소 고환경연구부 공동 연구팀은 빙하기-간빙기 기후 변화 관점에서 퇴적 환경의 변화와 관련하여 극한 환경에서의 미생물-광물 반응에 대한 연구를 진행했다.


특히, 일차생산력(Primary Production)과 직결되는 철이 부족한 남빙양(Southern Ocean)에서 미생물-광물 반응이 새로운 철 공급원으로 작용할 수 있는지에 대해 연구해왔다. 극지연구소가 채취한 남극 빙붕 지역의 해양 퇴적물에는 과거 마지막 빙하기부터 간빙기에 걸친 퇴적 환경의 변화가 잘 기록되어 있는데, 퇴적물 안에 포함된 점토광물을 분석함으로써 이들의 상관관계에 대한 실마리를 제시했다.


김진욱 교수 연구진은 극지연구소 고환경연구부의 지원으로 2013년부터 꾸준히 남극 탐사 프로젝트에 참여했다. 김진욱 교수는 "남극 탐사를 통해 후속 연구를 진행 중이며, 이를 기반으로 생물권의 확장과 “생명의 기원 (Origin of Life)”의 해답을 찾는 거시적 목표를 가지고 있다” 라고 밝혔다.

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