망가니즈단괴

요약 심해저에서 발견되는 망가니즈 (Mn)를 주성분으로 하는 금속덩어리를 말한다. 동그란 구 모양의 외관을 보이며 흑갈색, 흑색을 띠는데, 주로 망가니즈, 철, 구리, 니켈, 코발트의 금속 원소로 구성된다.

망간단괴

수심 4000m 이하의 깊은 심해저에서 발견되는 망가니즈(Mn)를 주성분으로 하는 구 모양의 금속덩어리를 망간 단괴라고 부른다. 해저산의 기반암 표면을 덮으며 형성되는 망간각 (manganese crust)와 구별된다.

동그란 공 모양의 외관을 보이며 흑갈색, 흑색을 띠는데, 주로 망가니즈(Mn), 철(Fe), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co) 등의 금속원소들로 구성된다. 핵 주변을 따라 철과 망간 수산화물이 동심원 층(layer)을 형성하는 비결정질(非結晶質)의 암석 집합체라고 할 수 있다. 망간 단괴 자체는 연하고, 마르면 굳어서 부서지기 쉽기 때문에 형태를 온전히 유지하기 위해서는 채집 시 세심한 주의가 필요하다. 철, 구리, 니켈, 코발트 등의 금속원소와 규산, 수분을 주로 하여, 단괴에 포함된 미량성분의 양에는 지역적으로 조금씩 차이가 있다.

형성의 원인으로는 대부분이 해수에 포함되어 있는 콜로이드 상태인 수산화물로부터의 침전설과 산화철의 촉매작용에 의한 침전설, 이렇게 두가지에 의한 형성된다고 알려져 있다. 단괴의 크기는 현미경에서만 볼 수 있는 작은 입자에서부터 직경 20 cm 크기까지 발견된다. 대부분의 망간단괴는 3~10 cm로 달걀이나 감자의 크기, 모양과 비슷하다. 성장속도는 1000년에 0.01∼1mm로 굉장히 느리기 때문에 흔히 발견되는 크기의 망간 단괴도 수천년~수만년의 기간에 걸쳐 생성된 것이다. 단괴의 표면은 부드러운 것부터 거칠은 것까지 다양하게 나는데 이는 침전물이 형성될 때 바닥면은 퇴적층에 묻혀 있는데 이로 인해 단괴의 상부면에 비해 거친 표면을 가지게 된다.

챌린저호의 심해탐험을 통해 심해저에 있음이 최초로  알려졌다. 그 후 추가적인 심해저 해양 탐사를 통해 하와이 앞바다 및 남태평양 타히티 앞바다에서 약 2000 kgt의 샘플을 채취한 바 있다. 여러 연구를 진행했지만 1981년 런던 지질 박물관(London Geological Museum)의 알란 아처(Alan A. Archer)에 의해 해저에 있는 망간 단괴의 총량은 5,000 억 톤으로 추정되었다. 최근 밝혀지고 있는 조사에 따르면 남서태평양에만도 1조 t에 이르는 망가니즈단괴가 있을 것으로 추정되며, 장래의 자원으로 크게 주목되고 있다. 육상 자원을 위주로 개발되던 금속자원의 미래 자원으로서 주목받고 있으며, 만약 현재의 소비량대로 망간 단괴를 소비할 경우, 망간은 2400년, 구리는 640년, 니켈은 1600년간 사용할 수 있다고 추정된다. 국내에서도 한국해양과학기술원을 중심으로 1990년대 초반부터 심해저 망간단괴 탐사 및 개발에 집중 투자하고 있다.