Characteristics of Seafloor Morphology and Manganese Nodule Occurrence in the KODES area, NE Equatorial Pacific

태평양 한국심해환경연구(KODES) 지역 해저변 지형과 망간단괴 분포특성

Seafloor morphology and manganese nodule occurrence were studied in the Korea Deep-sea Environmental Study (KODES) area, northeast equatorial Pacific, to understand their relationship. Study area is composed of three elongated valleys and hills with about 100~200 m height along NNE-SSW direction. Valley region is generally flat. However, hill region is very rugged with big cliffs of about 100m height and small depressions of several tens of meters depth. Tectonic movement along the Clarion-Clipperton fracture zone, consequent formation of elongated abyssal hills and Valleys, erosion of siliceous bottom sediments by bottom currents, and dissolution of carbonate sediments on the abyssal hills below CCD result in the rugged morphology. Manganese nodule occurrence is closely related to the morphology of the study area; mostly rounded-shaped manganese nodules with about 5 cm diameter are abundant on the flat valley region, whereas irregular shaped nodules (or manganese crust) with less than 5 cm to about 1 m diameter occur on the hill. These results supports the previous reports that nodule abundance, composition, and morphology are variable both on regional and local small scales on the seafloor even within some abundant nodule provinces depending on oceanographic characteristics such as bathymetric features, surface sediment type, sediment thickness, and so on. We suggest that such oceanographic characteristics affect interrelatedly on the formation of manganese nodules, and tectonic movement of the Pacific plate ultimately constrain the nodule occurrence. A potential mining place in the KODES area seems to be the valley region, which is elongated to the NNW-SSE direction with 3-4 km width.

북동 태평양 한국심해환경연구(Korea Deep-sea Environmental Study, KODES) 지역에서 해저지형과 망간단괴 분포 특성간 관계를 파악하기 위해 예인식 심해저카메라(Deep-Sea Camera)와 광역수심탐사기(multi-beam side scan sonar, SeaBeam2000) 등을 이용해 정밀 지형 및 망간단괴 부존 특성을 연구하였다. 심해 평원으로 알려진 KODES지역 해저면은 북북서-남남동 방향으로 연장된 3개의 능선 및 계곡으로 구성되고, 전반적으로 편평하지만 국부적으로(특히 능선지역에서) 매우 심한 지형변화를 나타낸다. 이러한 지형변화는 100미터에 이르는 절벽, 수(십)미터 깊이의 함몰지 등으로 나타나며, 태평양 지판의 지구조 운동에 따른 능선의 형성, 저충해류에 의한 능선 규질 퇴적물의 침식, 그리고 이에 따른 탄산염 퇴적물의 노출과 용해에 따른 결과로 판단된다. 이러한 지형 변화는 망간단괴 분포 특성에도 영향을 미쳐 연구지역 망간단괴 분포가 해저 지형과 밀접한 관계를 지닌다. 즉, 편평한 계곡지역에는 균일한 망간단괴가 밀집 분포하는 반면 지형 변화가 심한 구릉지대에는 대형 망간단괴(또는 망간각)가 나타나는 등 분포 특성이 복잡하다. 이러한 결과는 망간단괴의 분포가 수심, 표층 퇴적물의 퇴적상, 퇴적층후 또는 음파 투명층의 두께 등 다양한 요인에 따라 달라진다는 기존 보고를 뒷받침하며, 이러한 다양한 요인이 상호 연관되어 망간단괴 형성에 작용하고, 궁극적으로는 태평양 지판의 지구조적 운동이 망간단괴의 분포 특성에 영향을 미칠것으로 생각된다. 한편, 연구지역 중 채광에 유리한 지역은 약 3~4 km 폭을 가지는 편평한 계곡이고, 이러한 적정 채광지역은 북북서-남남동 방향으로 연장된 해저 계곡과 일치할 것으로 예측된다.