<사진. 마콘도 유정 주변의 유출된 오일 추적자인 호판의 분포. 높은 호판 농도 지역은 붉은 색으로 나타냈다.
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>

딥워터 호라이즌 오일 유출 사고로 배출된 오일의 추적

2010년 멕시코 만에서 발생했던 딥워터 호라이즌 오일 유출(Deepwater Horizon oil spill) 사고로 발생했던 오일은 어디에 남아 있을까? 깊은 심해에 붙잡혀 있을 것으로 여겨지는 2 백만 배럴에 해당하는 오일의 위치는 아직까지 수수께끼로 남아 있다. 약 75%에 해당하는 오일은 회수되지 않았으며, 연소도 되지 않았다. 새로운 연구는 오일이 이전에 인식했던 것보다 해저(sea floor)에 훨씬 더 광범위하게 분포됐다고 제안했다.

재난으로부터 배출된 오일의 궁극적인 운명을 밝히는 것은 환경 피해를 최소화하기 위하여 미래 유출에 어떻게 반응하는 것이 최적인지를 결정할 뿐 아니라, 유출의 생태학적 효과를 이해하는 데 중요하다. 예를 들면 최소 3곳의 심해 산호 군집이 딥워터 호라이즌 오일 유출 사건에 부정적인 영향을 받았다.

미국 캘리포니아 대학 산타바바라 캠퍼스(UCSB; University of California, Santa Barbara) 소속의 과학자인 David Valentine과 우즈홀 해양학 연구소(WHOI; Woods Hole Oceanographic Institution), 캘리포니아 대학 어바인 캠퍼스(University of California, Irvine) 소속의 연구진 등은 멕시코 만 해저 위에 오일의 매장지에 이어 오일의 경로를 발견했다.연구결과는 2014년 10월 27일 미국 국립과학원회보(PNAS; Proceedings of the National Academy of Sciences) 저널에 발표됐다.

이 분석은 우리에게 “오일이 어디로 갔으며, 어떻게 도달했는가?”라는 질문에 일부 해답을 처음으로 제공했다고 국립 과학 재단(NSF; National Science Foundation)의 지구 과학부와 함께 연구를 지원한 국립 과학 재단 해양 과학부에서 프로그램 책임자를 맡고 있는 Don Rice는 밝혔다.

연구를 위하여, 과학자들은 미국 해양 대기 관리처(National Oceanic and Atmospheric Administration)가 수행한 천연 자원 피해 평가로부터 얻은 자료를 사용했다. 미국 정부는 4월부터 유정이 덮여진 7월까지 마콘도 유정(Macondo Well)의 전체 방출이 5 백만 배럴에 이르는 것으로 추정하고 있다.

12회에 걸친 탐험 중 534 곳의 위치에서 수거된 3,000개 이상의 시료로부터 얻는 자료를 분석함으로써, 연구진은 심해에 붙잡혀 있는 오일의 4~31%가 침착된 해저 위 1,250 제곱마일의 영역을 규명했다. 이러한 수치는 사고가 발생했던 기간 동안 배출된 전체 오일의 2~16%에 상응하는 것이다. 오일의 낙진이 마콘도 유정의 서남 지역까지 대부분의 집중적인 얇은 침전물 층에 생성됐다. 오일은 해저의 0.5 인치 상층에 농축되어 군데군데 분포됐다.

조사는 방출된 오일에 대한 대체물로 비반응성 탄화수소인 호판(hopane)에 주로 초점을 맞추었다.오일과 가스가 만코도 유정으로부터 배출될 때, 일부 긴사슬 n-알칸은 왁스로 즉시 해저에 가라앉는다. 그러나 벌크 탄화수소는 물을 통하여 상승한다. 보다 더 가벼운 탄화수소의 깊은 기둥(deep plume)은 표면 아래 약 1 km에서 상승하는 것을 멈춘다. 나머지는 표면으로 올라간다.

깊은 기둥에 수많은 재료는 미생물에 의해 소비되는 것으로 보인다. 나머지 80,000~620,000 bbl의 오일은 박테리아성 바이오매스와 함께 무리를 이루고 이후 가라앉는다고 연구진은 밝혔다.

연구진은 자연적인 오일에서 발견되고 박테리아성 분해에 저항하는 다수의 고리를 가지는 17α(H),21β(H)-호판(17α(H),21β(H)-hopane)을 이용하여 깊은 기둥 탄화수소의 침착을 추적했다. 연구진은 표면 아래 약 1km 지점과 더 깊은 지역의 해저 침전물에서 호판의 상승된 양을 관찰했다. 연구진은 유정 주변 약 3,200km2의 영역에서 호판을 검출했다. 외곽의 지역에는 더 많은 오일이 존재했지만, 입자는 다양하게 분포되어 제한된 시료 포획을 하는 데 어려움이 있었다. 호판 이외에, 휘발성 운데칸(undecane)과 헥사데칸(hexadecane)은 오일이 이러한 화합물이 표면에 도달했을 때 증발하기 때문에 깊은 기둥으로부터 유래한다는 것을 규명했다.

연구진은 멕시코 만 북부에서 호판의 분포를 분석했으며, 파열된 유정의 25마일 이내 해저에서 얇은 층에 집중되어 있다는 것을 발견했다. 이러한 결과는 오염원이 딥워터 호라이즌으로부터 유래한다는 것을 명확하게 암시해준다.

연구진이 조사한 증거를 기반으로, 연구진의 결과는 마콘도 오일로부터 이러한 침착층이 심해에서 처음으로 부유된 후 해양 표면에 도달하지 않고 해저에 정착했으며 마콘도 유정에서 유래했다고 제안했다고 UCSB 소속의 생물지구화학자인 Valentine은 밝혔다.

■ KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 http://mirian.kisti.re.kr