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| 지하자원의 미래 |
| 글쓴이 : 김영해
날짜 : 2012-02-13 14:37
조회 : 609
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문명이 발달할수록 우리에게 필요한 물품의 수는 증가하고 질이 향상되어야 합니다. 그러기 위해서는 이런 고급 품질의 제품을 대량으로 생산할 수 있어야 하는데 이들의 재료가 되는 원료 물질들의 대부분은 땅에서 나옵니다. 즉 우리의 문화를 지탱하는 것은 바로 지하자원 더 넓은 어미로는 지구 그 자체입니다. 지구에 대한 이야기는 다음에 하기로 하고 여기서는 지하자원에 대해서만 논의하도록 하지요.
청동기 시대가 시작될 무렵에는 구리가 노천에 거의 순수한 상태로 존재하였을 가능성이 높고 그때는 별 노력 없이도 양질의 구리를 구할 수 있었겠지요. 비교적 반응성이 적은 구리와는 달리 반응성이 큰 철은 주로 산화물로 존재합니다. 그러므로 철광석에서 유용하게 사용될 수 있는 철제품을 만들기 위해서는 첫째로 산화철을 숯이나 코크스 등의 환원제와 함께 높은 온도로 가열하여야 합니다. 그래도 철기 초기에는 철광석을 채굴하는 것이 비교적 용이했을 것으로 짐작됩니다.
그러나 산업혁명이 시작되고 곧 전 세계로 확산되어 생활수준이 급격히 향상되자 철을 비롯한 모든 광물의 수요가 증가하기 시작하였습니다. 특히 공업적으로 중요하게 사용되는 반응 촉매의 경우에는 지구에 매장량이 많지 않은 귀금속 예를 들면 백금, 로듐, 팔라듐, 루테늄 등이 필수적이며 신에너지 원으로 각광받고 있는 태양전지, 연료전지 등에도 백금 등으로 만들어진 촉매가 사용되어야 효율이 증대될 수 있으며 또한 자동차 매연가스를 정화하는 삼원촉매에도 백금, 로듐, 루테늄이 필요합니다.
그리고 미래에 문화수준이 더 높아지거나 최소한 현재의 수준으로 유지되기 위해서는 이러한 지하자원에 대한 수요는 기하급수적으로 증가하리라고 예상됩니다. 한편 이에 따른 문제로는 유용한 광물들의 양 (매장량)이 감소하며 질 즉 품위는 시간이 흐를수록 악화되고 또한 광물을 채굴하기 위해서는 점점 땅속 깊이 들어가야 한다는 것 등입니다. 매장량의 감소와 품위의 저하는 기술 개발 및 경비 등이 당면문제로 등장할 것이고 지하 깊숙이 있는 광산에서 일할 사람들을 구하는 것과 악화되는 작업환경과 사고 위험도 당연히 고려하여야 합니다. 그리고 품위가 저하되면 처리하는데 필요한 화학물질의 양이 증가함과 동시에 경제적으로 별 가치가 없어 보이는 폐기물 처리문제도 만만치 않습니다. 다행히 최근에는 폐기물에서도 가치 있는 물질을 회수하는 기술이 연구되고 있고 상당한 성과를 올리고는 있습니다만 이 방법 역시 상당한 경비와 인력을 필요로 하고 있습니다. 우리나라 사람들의 경제 수준과 생활수준이 높아진 지금은 이렇게 힘든 광산 일은 기피하려고 하겠지요. 그렇다고 수익도 많지 않은데 고임금을 지불할 수도 없는 일이고 실제로 중국 산 광물들이 본격적으로 개발되면서 우리나라 광산은 거의 다 문을 닫고 있습니다. 광산업을 계속하려면 다른 3D 업종과 마찬가지로 노임이 비교적 저렴한 동남아, 중동, 몽고 등의 저개발 국가 출신들을 고용하여야 하는데 우리나라의 뿌리 깊은 성리학 전통이 외국인 특히 우리보다 못사는 나라 출신을 인간으로 생각하고 있지 않은 현실때문에 이 방법에는 한계가 있습니다. 이 문제는 이 글의 주제가 아니니 접기로 하지요.
현실이 이렇다면 이에 대한 대책은 무엇일까요? 가장 먼저 생각나는 것이 어느 누구도 반기지는 않겠지만 어쩔 수 없이 원시시대로 돌아가는 것입니다. 각자가 자연의 힘과 인간의 힘만을 의식주를 해결하는 것입니다. 이 방법은 그야말로 최악의 상황에만 가능한 것이고 그전에 대규모의 전쟁이 일어나서 어쩌면 인류 전체 더 최악의 가상 시나리오는 거의 모든 생물의 멸종으로 끝날 가능성도 없지 않습니다. 실제로 이런 비관적인 시나리오를 주장하는 사람들도 상당히 있습니다.
두 번째 해결책은 지금 우리나라에서도 본격적으로 실시하고 있는 자원 재활용입니다. 알루미늄을 예를 들면 지하의 알루미늄은 보크사이트나 빙정석 (백반도 존재합니다. 그러나 백반은 주로 염색공업에서 매염재로 사용됩니다.)로 존재하며 여기서 순수한 알루미늄을 얻기 위해서는 전기분해법을 사용하여야합니다. 생산된 알루미늄으로 포일과 주방기구 그리고 음료수 캔 및 경금속 제품 등을 만들고 있습니다. 만약 이들 제품을 버리고 알루미늄 광석만으로 이 모든 제품을 만들어야 한다고 가정해보면 얼마 안가서 알루미늄 제품을 만들 재료가 고갈될 것입니다. 반면에 못쓰게 된 폐 알루미늄 제품을 수거하여 재활용한다면 이들 제품의 순도는 아주 높을 것이니 (대부분의 알루미늄 제품은 순수한 알루미늄이 아니고 구조가 치밀한 백색 산화물 즉 알루마이트입니다.) 필요한 경비가 아주 적게 될 것입니다. 그러므로 우리들은 지금의 수준을 유지하기 위하여 반드시 필수적으로 재활용을 해야 합니다.
마지막으로 가능한 방법은 지금은 SF영화에서 볼 수 있는 것으로 생각하고 있지만 미래의 어는 시점에서는 실현되리라고 믿어지는 방법입니다. 즉 우주로 나가서 필요한 원소를 가져오는 것입니다. 첫 번째 대상은 가장 가까운 달이 되겠지요. 달에 영구기지를 건설하여 필요한 원소를 채굴하여 일부는 달에서 소비하고 일부는 지구로 보내는 것입니다. 또한 무수히 많은 소행성을 채굴하는 것입니다, 여기서 고려할 문제가 이렇게 미래의 인류들이 달이나 소행성을 채굴하여 사라지게 한다면 태양계의 인력 균형에 문제가 발생하지 않을까하는 것인데 솔직히 저는 잘 모르겠습니다. 어쩌면 인간에 의한 인력의 불균등이 일어나기 전에 태양이 적색 거성으로 진화하겠지요. 이 현상은 미래에서나 일어날지 말 지하는 문제이므로 지금은 무시해도 무방할 듯합니다.
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