사람 대신 무인수상정이 해저 탐사…바닷속 땅 200m 아래까지 살폈다[과학을읽다]

지질자원연·해양과기원, 포항 연안 4㎞ 구간서 실증 성공
2㎞ 떨어진 탄성파 신호 수신…얕은 바다 지질조사 활용 기대

사람이 타지 않는 무인수상정으로 해저 200m 아래의 지질구조를 파악하는 기술이 국내에서 개발됐다. 대형 탐사선이 접근하기 어려운 얕은 연안에서도 해저 지질조사가 가능해질 것으로 기대된다.

한국지질자원연구원(KIGAM)은 포항지질자원실증연구센터 신정균 박사 연구팀이 한국해양과학기술원(KIOST)과 공동으로 무인수상정을 활용한 해양 탄성파 탐사기술을 개발하고, 포항 연안에서 실해역 검증에 성공했다고 19일 밝혔다.

무인수상정 기반 해양 굴절법 탄성파 탐사체계 및 자료취득 개념도. 한국지질자원연구원 제공

해양 탄성파 탐사는 인공적으로 발생시킨 탄성파가 해저 지층을 통과하거나 경계면에서 반사·굴절되는 특성을 분석해 지질구조를 파악하는 기술이다. 해양자원 탐사와 해저 지질조사, 해상 인프라 건설 등에 활용된다.

기존에는 대형 탐사선에 탄성파 발생장치와 수신장비를 함께 탑재하는 방식이 주로 사용됐다. 이 때문에 수심이 얕거나 육지와 바다가 맞닿는 연안에서는 선박 접근과 장비 운용에 제약이 있었다.

연구팀은 탄성파를 발생시키는 유인 선박과 신호를 수신하는 무인수상정을 분리하는 방식을 적용했다. 무인수상정에는 소형·저전력 탄성파 수신·기록장치와 무선통신장비를 탑재했다. 육상이나 인근 선박에서는 장비를 원격 제어하고 자료 수집 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 했다.

실증은 포항 화진해수욕장 동쪽 해역의 약 4㎞ 탐사 구간에서 진행됐다. 연구팀은 무인수상정의 위치를 옮겨가며 5개 지점에서 탄성파 자료를 수집했다. 그 결과 약 2㎞ 떨어진 곳에서 발생한 탄성파의 굴절 신호를 확인하고, 해저면 아래 200m 이상 깊이까지 지층의 탄성파 속도구조를 영상화하는 데 성공했다.

특히 수심이 얕은 서쪽 해역에서는 주변보다 탄성파 전달 속도가 빠른 지층 구조를 확인했다. 연구팀은 이를 통해 원거리에 배치한 무인수상정으로도 해저 하부의 지질구조를 조사할 수 있음을 검증했다.

다만 이번 연구는 탄성파 수신 과정의 무인화 가능성을 확인한 단계다. 탄성파를 발생시키는 선박에는 여전히 사람이 탑승해야 하며, 여러 대의 무인수상정을 동시에 활용하는 탐사체계도 추가 개발이 필요하다.

신정균 지질자원연 박사는 "해양 탄성파 탐사는 다른 해양 조사 분야에 비해 무인화 전환이 상대적으로 더딘 분야"라며 "이번 연구는 수신부부터 단계적으로 무인화를 적용해 기존 탐사체계의 공간적 한계를 보완하고 무인 탐사의 가능성을 확인했다는 데 의미가 있다"고 말했다.

연구팀은 앞으로 수직 케이블 탄성파 탐사와 장거리 반사법 탐사로 기술 적용 범위를 넓히고, 여러 대의 무인수상정을 동시에 운용하는 탐사체계도 개발할 계획이다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr