바다의 금이며 대부분의 해양 생명체의 희소 영양분인 철 분진(iron dust)이 강이나 바다에서 휩쓸려 내려오거나 해저로부터 떠오른다고 새로운 연구는 밝혔다. Nature Geoscience 2009년 2월 8일자 온라인 판에 발표된 이 연구 결과는 깊은 심해와 극한의 압력에서 발생하는 사건이 표면에 생명체와 관련이 있다는 사실을 보여 주었다. 두 세계는 오랫동안 상호 작용이 거의 없는 것으로 간주되어 왔다.

미국 USC(University of Southern California) 우주홀 해양과학 연구소(Woods Hole Oceanographic Institution) 연구진과 로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory) 연구진으로 구성된 연구팀은 화산성 중앙 해령 지대인 동태평양 해령(East Pacific Rise)으로부터 시료를 채집했다.

연구진은 유기 화합물이 열수 분출공(hydrothermal vent)에 의해 분출된 일부 철을 포함하고 있으며, 이러한 유기 화합물은 해수에서 이동될 수 있다는 사실을 발견했다. 이러한 방법으로 붙잡혀 있는 철은 녹이 슬지 않는다.

과학자들에게는 해양에서 이러한 유형의 철을 발견한 것이 욕조에서 건조한 스펀지를 건져 올리는 것과 같다, 철의 화학적 특성에 관하여 우리가 알고 있는 모든 지식은 철이 산화될 수 있으며, 부식될 수 있다는 점이라고 연구팀의 책임자인 USC 소속의 Katrina Edwards는 밝혔다. 금속의 순도는 실제적인 가치를 갖는다. 해양 유기체는 부식된 형태의 철보다 순수한 철을 신진 대사시킨다고 Edwards는 밝혔다.

포획된 철이 얼마나 많이 표층수로 부유하는지는 규명되지 않았다. 그러나 순수한 철은 산화된 철보다 훨씬 더 효율적으로 해양 생명체에 영양을 공급할 수 있다. 이것은 완전하게 규명되지 않은 자연적인 철 비옥화 메커니즘(natural iron fertilization mechanism)을 생성시키는 하나의 메커니즘일 가능성이 있다고 Edwards는 밝혔다.

일부 해양 과학자들은 수중 먹이사슬에서 금속의 중요한 위치 때문에 철 비옥화가 필요하다고 생각한다. 철은 해양 대부분에서 제한적인 영양분이며, 이러한 사실은 철의 결핍이 더 빠른 성장을 저해하는 유일한 원인임을 의미한다. 육지에서 철과 동등한 위치에 있는 원소는 질소(nitrogen)이다. 증가된 질소 영양분 때문에, 농작물 산출량은 20세기동안 비약적으로 증가했다.

연구팀은 철을 붙잡아 두는 현상을 우연해 발견했다. 연구팀은 철 부식 반응을 촉매화 하는 해저 박테리아를 연구한 바 있다. 암석 위에 미생물 군집을 지탱하는 가능한 반응들로 철 산화(iron oxidation)가 가장 중요한 반응 중 하나라고 Edwards는 설명했다. 이 과정은 미생물 세계에서 최소한 가장 잘 규명된 주요 대사 경로일 것이라고 Edwards는 덧붙였다.

박테리아가 포함된 경우 배양에서 성장이 잘 이루어지지 않는다. 따라서 과학자들은 철 산화와 관련된 유전자를 찾기 위하여 다양한 분자 기술을 이용하고 있다.

전 세계 철의 얼마나 많은 양이 박테리아와 관련된 공정을 돕기 위하여 침전될 것인가? 그리고 얼마나 많은 철이 박테리아가 관여하는 공정과 자연적인 산화 공정에서 자유롭게 분리될 것인가? 라는 의문이 남는다. 이 질문의 답은 해저에 있다. 원격 시료 포집 장치를 이용하여 연속적으로 채집된 시료는 2006년 5월 15일부터 6월 27일 사이에 연구 선박인 Atlantis호에 배치되어 회수됐다.

출처 : http://www.sciencedaily.com/releases/2009/02/090208133137.htm

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