최원용 교수팀, `얼음속 산화철` 철분 변환 규명

포스텍 최원용 교수팀, 햇빛과 결합 미세조류 양분형태 변화
얼음과 햇빛이 만나 바다 속 미세조류가 살아가는 데 필요한 철분을 공급하는 과정이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다.

포스텍 최원용 교수(사진)팀은 얼음 속에 들어있는 산화철 분진입자가 햇빛에 의해 미세조류에게 필요한 철분으로 쉽게 변한다는 사실을 규명했다고 밝혔다.

최 교수팀은 높은 대기의 얼음알갱이나 극지방 얼음에 갇힌 산화철 입자가 태양광과 반응하면, 미세조류가 필요로 하는 철분으로 빠르게 변환되는 메커니즘을 규명했다.

산화철은 대기 중 미세 분진의 주성분으로, 봄철 흔히 발생하는 황사의 주성분이기도 하다. 토양이 띄는 붉은 빛도 산화철 성분이다. 해양 미생물에 철을 공급하는 주된 공급원이지만, 미세조류가 섭취할 수 있는 철 형태로 바뀌기 위해서는 광화학적ㆍ생물학적 전환반응이 필요하다.

최 교수팀은 얼음 알갱이나 얼음 속에서 산화철 입자들이 얼음결정간 경계 면에 존재하는 액체 통로에 응집돼 있다가, 햇빛을 받으면 산화철 입자들 간의 전자 전달이 쉬워져 '3가 철이온(Fe(Ⅲ))'이 미세조류가 먹을 수 있는 '2가 철이온(Fe(Ⅱ))'으로 환원됐다가 얼음이 녹을 때 녹아 나오는 과정을 밝혔다. 이 메커니즘 덕분에 산화철은 대륙 사이를 부는 바람을 타고 이동하다가 높은 대기에 있는 구름의 얼음 알갱이나 극지방의 얼음에 갇힌 후 햇빛과 결합해 미세조류, 플랑크톤 등이 흡수할 수 있는 철 성분으로 바뀐다.

이 연구결과는 산화철이 전환되는 과정에서 지금까지 전혀 알려지지 않은 '얼음'의 역할을 새로 밝혀냈다는 점에서 의미가 있다. 특히 지구 상의 이산화탄소를 산소로 바꾸는 주된 역할을 하는 해양 미세조류의 생산력에 영향을 미칠 수 있는 연구라는 점에서 주목된다.

포스텍 최원용 교수는 "이 성과는 최근 학계에서 주목하고 있는 기후변화에 따른 조류 광합성 생산력 변화 연구에 도움이 될 것으로 기대한다"고 밝혔다.

이 연구결과는 세계적인 과학저널인 사이언스(Science)지 28일자에 편집장 선정논문(Editors Choice)으로 소개됐다.

안경애기자 naturean@