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연세소식

[연구 프론티어] 김진욱 교수 연구팀, 남태평양지역 심해 해저면에서 기저면까지의 퇴적층 안에 존재하는 호기성 미생물 군집 발견

연세대학교 홍보팀 / news@yonsei.ac.kr
2015-04-01

 

김진욱 교수 연구팀, 남태평양지역 심해 해저면에서 기저면까지의 퇴적층 안에 존재하는 호기성 미생물 군집 발견

 

이과대학 지구시스템과학과 김진욱 교수 연구팀은 국제해저시추사업과의(IODP 329차 탐사) 공동연구에서 남태평양지역 심해 해저면에서 퇴적층의 기저면까지의 퇴적층 안에 존재하는 호기성 미생물 군집을 발견했다. 이는 기저면과 인접한 퇴적층에 선택적 환원작용이 일어남을 시사한다. 이번 연구는 해양수산부에서 주관하는 한국국제해저지각시추사업(Korea International Ocean Discovery Program, K-IODP)의 지원으로 수행되었다.

이번 연구 결과는 과학분야 최고 권위지 중 하나인 <Nature Geoscience>지에 2015년 3월 16일 발표되었다(논문제목: Presence of oxygen and aerobic communities from sea floor to basement in deep-sea sediments).

해양 퇴적물에서의 산소 침투 깊이는 지역마다 상당한 차이가 난다. 미생물의 호흡이 많은 지역에서는 퇴적물 내에 산소가 침투되는 깊이가 밀리미터에서 센티미터 정도 밖에 되지 않는다. 하지만, 이 해저 퇴적물 밑으로 수백 미터 혹은 그 이상의 깊이에서도 혐기성 미생물 군집이 존재한다. 퇴적층 내의 호흡이 적은 지역에서는 산소가 훨씬 더 깊이 침투하지만 이것이 미생물 집단이 있는 깊이에서도 계속되는지 이전에는 알려지지 않았다.

이번 IODP 329차 탐사지역인 남태평양 환류대(South Pacific Gyre)지역은 환형으로 흐르고 있는 해류의 영향으로 육지로부터 퇴적물들이 운반, 퇴적되기 힘들어 이 지역에 존재하는 퇴적층은 호흡률이 매우 낮은 지역이다. 이번 연구 지역에서는 미생물 세포와 산소 호흡이 해저면 아래 75m까지 전체 퇴적층에서 나타나고 있음을 확인하였다. 또한 레드필드(Redfield)의 용해 산소와 질산염의 화학량론에 기초하여 이 퇴적물 안에서 순산소호흡(Net aerobic respiration)이 해양 유기물의 산화와 같이 일어난다고 한다.

뿐만 아니라, 산소 투과 깊이와 퇴적층 두께 사이의 관계를 확인하고, 이 관계로부터 산소와 호기성 미생물 군집이 태평양 전체의 퇴적층 중 15~44%, 전 세계 해저면의 9~37%에서 발생될 수 있다고 한다. 또한 이러한 지역의 퇴적물과 현무암의 섭입은 맨틀에 있는 산화 물질의 기원이 될 수 있다.

 

vol. 577
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