[지질자원연의 젊은 연구원들⑦]광물자원연구본부 박계순 박사
국민 1인당 광물자원 소비량 최상위권…광물자원 특성 정량화 기술 개발 필요

"눈에 보이는 자원은 거의 다 찾아냈다고 보면 됩니다. 이제는 눈에 안 보이는, 땅 속 깊은 곳에 있는 자원을 찾아야 할 때입니다."

자원다소비형인 우리나라 산업의 특성상 광물자원의 확보는 국가의 지속적인 발전에 중요한 요소로 여겨질 수 밖에 없다. 더군다나 국민 1인당 광물자원 소비량 세계 최상위권을 기록하고 있는 우리나라 입장에서는 더욱 더 절실한 시점이다.

그러나 광물자원 개발은 그 특성상 많은 불확실성을 전제로 하고 있기 때문에 많은 예산 투자가 담보돼야 한다. 이런 이유로 관심 지역의 정보를 보다 정확하게 획득해 분석하는 것은 자원개발에 있어 핵심 기술로 꼽혀왔다. 이를 위해 광물자원 조사 및 탐사를 위한 여러 요소기술 개발과 통합된 모델 상에서 광상조사, 시추조사, 지질조사, 융합물리탐사 결과 등을 융합해석해 광물자원의 특성을 정량화 하는 기술 개발이 필요하다.

지질 조사를 통해 획득된 여러 지질 정보들과 물리 탐사 결과들을 효과적으로 복합해석하는 연구를 진행 중인 박계순 한국지질자원연구원 광물자원연구본부 박사는 "자원에 대한 단서를 볼 수 있는 것은 실질적으로 지표밖에 없다"며 "물리탐사를 통해 지하의 구조를 알게 되면 지표와 지하가 어떻게 연장돼 있는지를 알 수 있다"고 설명했다.

물리탐사란 지하에 존재하는 물질의 성질과 자연 발생적 또는 인위적으로 나타나는 현상을 측정하고 그 자료를 해석해, 지질구조의 양상과 광상의 존재 등 지하의 상태를 규명해내는 것을 말한다. 보다 구체적이고 정밀한 조사라는 점에서 응용지구물리학과 같은 의미로 쓰인다.

박 박사가 주로 하던 업무는 이와같은 물리탐사였다. 물리탐사는 넓은 대상지역에서 전반적인 자료가 없을 때 개략적인 정보를 얻기 위해 개략탐사를 수행해 이들 결과로부터 주 관심대상을 추출하고, 여러가지 탐사방법을 적용하는 정밀탐사로 이행해간다.

물리탐사 과정은 크게 자료획득과 자료처리, 자료해석으로 구분된다. 현재는 컴퓨터 등의 발전으로 자료 처리과정이 하나의 주요한 단계로 구축되고 있는 상황이다. 또한 근래에는 수치 역산법이 다양하게 개발되어 자료 해석을 더욱 정확하게 수행할 수 있게 되었다.

그런 면에서 주목받고 있는 것이 바로 3D 지질 모델링이다. 지질도에서 한 차원 업그레이드 된 개념으로, 지표와 지하를 한 번에 볼 수 있는 3차원 맵이라고 생각하면 된다. 그는 "수치적으로 많이 하려는 추세에 있다. 물리탐사 자료를 이용하면 하나의 단서가 추가되니까 불확실성을 줄일 수 있다는 장점이 있다"며 "지질도와 연속성이 있다. 국가 기본 자료로 구축해 지하 광물 자원 개발의 불을 지필 수 있을 것으로 기대되고 있다"고 설명했다.

일종의 천리안을 통해 땅 속을 훤히 들여다 볼 수 있다는 것. 박 박사가 차세대 지질자원연의 천리안인 셈이다. 그는 "지표에 있는 자원은 거의 다 찾았다고 보면 된다. 요즘 추세는 고심도화, 즉 깊게 들어가는 것"이라며 "깊어질수록 정보는 많이 들어가야 한다. 정량적인 분석을 하기 위해선 지질학적으로 가장 타당한 것을 찾는 노력이 기반돼야 한다"고 덧붙였다.

가장 쉬운 예로 '씽크홀'을 들 수 있다. 씽크홀은 지반이 무너지면서 생기는 원형구멍이나 지반침하현상을 말하는데, 석회암층 탄산칼슘(CaCO3)이 지하수에 닿아 녹으면서 형성된 공간이 상부 압력을 견디지 못하고 무너지면서 발생한다. 특별한 전조 현상이 없고, 구멍 주변이 무너지면서 규모가 계속 커지는 것이 특징이다.

박 박사는 "씽크홀을 지하 공동이라고 하는데, 사회적 문제로 대두된 적이 있었다. 요즘에도 빈번하게 발생하고 있는 것으로 알고 있다"며 "지하공동이 나타나면 시멘트를 주입해 없애야 하는데, 아무 곳이나 시멘트를 넣을 수 없다. 이같은 공동을 찾아내기 위한 탐사와 해석이라고 생각하면 된다"고 설명했다.

광물자원 개발을 효과적으로 할 수 있도록 돕기위해 그가 세운 전략은 치밀하다. 광물자원 조사 탐사 기술 개발 분야에서는 광물자원 조사의 초기 단계에서 광상 조사의 기초 자료로 이용될 수 있는 광역 탐사 기술 개발을 위해 박 박사가 특허 출원한 자력탐사용 휴대용 무인비행선 시스템을 고도화하고, 이를 이용해 지질 구조 해석 기술 연구를 수행한다는 계획이다.

또한 지구통계학적인 광체물성 특성 분석 기술을 연구해 효과적인 광물자원 조사 및 탐사 해석 기법을 개발하려고 시도 중이다.

광물자원 조사·탐사 결과를 정량적으로 복합 해석할 수 있는 기법 개발은 그에게 주어진 숙제와도 같다. 그는 "광상 정보와 지질 구조의 연속성·방향성을 고려한 지구통계학적 복합 해석 기법을 개발할 것"이라며 "또한 지구통계학의 장점인 공간분포 해석 및 공간 분포 자료 추정 기술을 이용해 3차원 광상 모델의 정밀 영상화를 통해 결과를 정량적으로 분석할 수 있는 해석 툴을 개발할 것"이라고 포부를 밝혔다.

박 박사는 "자원이 없어 우리나라에서는 자원 개발을 활발히 하지 못한다. 해외 자원 개발이 활발해진 이유다"며 "자원이 무기화 되는 시대에 기술 획득을 통한 축적이 제대로 준비돼 있어야 한다. 국내에서 가양하려고 노력 중인 광산들이 있다. 광산을 탐사하려면 기술이 있어야 한다. 쉬운 일은 아니지만 꾸준히 노력해 나가야 한다고 생각한다"고 피력하기도 했다.

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