"주황색 이끼 보이면 파봐라"… 中 과학자, 희토류 광맥 찾는 '나침반' 지의류 발견

야외 암벽이나 시골 담장 등에서 흔히 볼 수 있는 선명한 주황빛의 지의류(이끼류와 유사한 균류·조류 공생체)가 미지의 희토류 광맥을 육안으로 찾아낼 수 있는 결정적인 '생물학적 지표(Biomarker)' 역할을 한다는 획기적인 연구 결과가 발표됐다.

광범위한 지역에 드론과 초분광 원격탐사 기술을 결합할 경우, 막대한 비용이 소요되던 전통적 시추 탐사 방식을 대신해 잠재적 희토류 매장지를 신속하고 정확하게 선별할 수 있는 길이 열릴 전망이다.

8월 24일(현지시각) 홍콩 영자지 사우스차이나모닝포스트(SCMP) 보도에 따르면, 베이징대학교와 중국과학원(CAS) 공동 연구팀은 국제 지질학 학술지 '경제지질학(Economic Geology)' 최신호에 발표한 논문을 통해 주황색 지의류인 '크산토리아 엘레간스(Xanthoria elegans)'가 희토류 원소가 풍부하게 함유된 탄산염암(Carbonatite) 지대에서 집중적으로 서식한다는 사실을 확인했다고 밝혔다.

중국 과학계에서 식물이나 균류 등 생물학적 지표를 통해 특정 광물 매장지 탐사 기술을 공식 규명한 것은 1950년대 구리 광상을 찾아내는 지표로 활용된 '구리풀(하이드란지아류)' 이후 70여 년 만에 두 번째다.

연구팀은 세계 최대의 희토류 매장지로 꼽히는 중국 내몽골 자치구의 바얀오보(Bayan Obo) 광산 일대를 정밀 조사했다. 그 결과 지질도에 표시된 67곳의 탄산염 암석 노두 중 무려 57곳(85%)에서 이 주황색 지의류가 군집을 이루며 자생하고 있음을 확인했다.

반면 화강암, 사암, 석영암 등 비탄산염 계열의 일반 암석에서 해당 지의류가 서식할 확률은 1% 미만에 불과했다.

리양(Li Yang) 베이징대 교수는 "지의류 특유의 밝은 주황색은 희토류 원소 자체의 발색이 아니라 생물체 고유의 색상이어서 원거리나 상공에서도 육안 및 광학 센서로 쉽게 식별할 수 있다"며 "이를 활용하면 무작위 시추 탐사 대신 지의류 군집 지역을 1차 타깃으로 샘플링할 수 있어 탐사 성공률을 획기적으로 끌어올릴 수 있다"고 설명했다.


화학 분석 결과에서도 지의류와 희토류 간의 밀접한 상관관계가 입증됐다.
탄산염암 위에서 채취한 지의류 조직 내 총 희토류 원소(REE) 함량은 3,500~17,000ppm에 달했으며, 기저 암석의 희토류 광물화 농도가 높을수록 지의류 내부의 희토류 축적량도 비례해 증가했다.

전자현미경 분석을 통해 지의류 유기물 내부에서 희토류와 바륨이 농축된 미세 입자들이 관찰되었으며, 이는 지의류가 성장하면서 암석 표면을 화학적으로 풍화시키는 과정에서 암석 내 희토류 성분을 체내로 흡수한 것으로 추정된다.

다만 지의류가 희토류 원소를 생물학적으로 능동 흡수하는 구체적인 대사 메커니즘은 추가 규명이 필요한 상태다.


이번 발견은 바얀오보 지역을 넘어 전 세계 다른 지질 환경으로의 확장 가능성을 보여주고 있다.

논문 발표 이후 신장 위구르 자치구 남서부 서(西)쿤룬산맥의 해발 5,000m 이상 극한 고지대 광산 탐사를 진행하던 다른 연구팀에서도 동일한 지의류-희토류 탄산염 간의 상관관계가 잇따라 보고됐다.

연구팀은 향후 무인기(UAV)에 초분광 카메라를 탑재해 지의류의 고유 반사 스펙트럼을 원격 스캔함으로써 광범위한 미개척 오지에서 친환경적이고 신속하게 희토류 탄산염 광맥을 지도화하는 차세대 원격탐사 기술 개발에 착수할 계획이다.

중국 연구진의 주황색 지의류 기반 희토류 탐사 기법 규명은, 향후 ‘글로벌 핵심광물 안보 경쟁 속에서 신규 희토류 광산의 탐사 비용 절감 및 개발 속도 단축’과 더불어 ‘생물지구화학(Biogeochemistry) 기반의 차세대 친환경 자원 탐사 패러다임 전환’을 이끌 핵심 과학기술 지표로 작용할 전망이다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com