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[토픽] 日 ‘희토류’ 세계 최대 1600만톤 매장지 발견…희토류 무엇?
  • 장영권 기자
  • 승인 2018.04.11 15:20
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현재 중국이 전 세계 희토류 원소 공급의 97% 차지
최동단 미나미토리 섬 주변 해저에 최소 1600만t 매장

[장영권 기자] 일본 최동단 미나미토리 (南鳥島)섬 주변 해저에 매장돼 있는 희토류가 최소 1600만t으로, 전 세계가 수 백년 사용할 수있는 규모로 확인됐다. 

10일(현지시간) 니혼게이자이(닛케이)신문은 와세다대 연구팀이 일본 최동단 미나미토리섬 주변 해저에 있는 희토류 매장량이 전 세계가 수 백년간 소비할 수있는 1600만t 이상이라는 사실을 처음으로 밝혀 냈다고 보도했다.

일본 동쪽 배타적수역(EEZ) 내 해저에 희토류가 매장돼있다는 사실은 이미 알려져 있었지만, 구체적인 매장량이 공개되기는 이번이 처음이라고 신문은 지적했다. 

희토류는 휴대전화부터 하이브리드 및 전기 자동차, 풍력 발전기, 발광 다이오드 (LED)의 형광 재료 등 많은 첨단 기술에 사용되는 원료이다. 

희토류 최대 매장국은 중국이다. 중국은 우리나라와 일본은 물론 세계 각국과 외교적 갈등이 벌어졌을 때 희토류 수출을 통제하는 등 자원을 무기화해 국제사회의 비난을 받곤 했다.  

신문에 따르면, 와세다대 연구팀은 미나미토리 섬의 남쪽에 있는 약 2500㎢ 해역 해저  25개 지점에서 희토류를 채집,  농도를 분석했다. 그 결과, 하이브리드 자동차 등에 들어가는 전지 원료인 디스프로슘이 세계 수요의 730년 분, 레이저 등에 사용되는 이트륨은 780년 분인 것으로 나타났다. 

이번 연구성과는 영국 과학전문지 사이언티픽 리포트에 게재됐다.

[토픽] 日 ‘희토류’ 세계 최대 1600만톤 매장지 발견…희토류 무엇?
[토픽] 日 ‘희토류’ 세계 최대 1600만톤 매장지 발견…희토류 무엇?

◇ 희토류 원소 (稀土類 元素, Rare Earth Element)

희토류 원소(稀土類元素, 영어: rare earth elements, rare earth metals)는 주기율표의 17개 화학 원소의 통칭으로, 스칸듐(Sc)과 이트륨(Y), 그리고 란타넘(La)부터 루테튬(Lu)까지의 란타넘족 15개 원소를 말한다. 이들을 묶어 희토류로 통칭하는 이유는 서로 화학적 성질이 유사하고 광물 속에 그룹으로 함께 존재하기 때문이다. 종종 악티늄족 원소를 포함시키는 경우도 있다.

희토류라는 이름이 붙기는 했으나, (불안정 원소인 프로메튬을 제외하면) 지구의 지각에 상대적으로 풍부하게 분포한다. 세륨은 68 ppm으로, 지각을 구성하는 원소 중 25번째로 풍부한 원소로 구리와 비슷한 양이다. 그러나 지구화학적 성질로 인해, 희토류 원소는 경제성 있는 농축된 형태로는 거의 산출되지 않는다.

광물 형태로는 희귀한 원소이므로 "희토류"라는 이름이 붙게 되었다. 희토류 원소를 포함한 광물 중 처음 발견된 건 스웨덴의 위테르뷔에서 발견된 가돌리나이트다. 많은 희토류 원소가 위테르비의 지명에서 기원한 이름을 가지고 있다.

1948년까지는 인도와 브라질의 모래 광산이 희토류의 주요 생산지였다. 1950년대 들어 남아프리카 공화국이 새로운 희토류의 주요 산지로 떠올랐다. 1960년대에서 1980년대까지는 미국 캘리포니아 주 남부의 마운틴패스 광산이 주 산지였다. 현재 인도와 남아프리카 공화국에서도 희토류 원소가 산출되기는 하지만, 대부분은 중국에서 생산된다. 중국은 세계 희토류 원소 공급의 97%를 차지하며, 대부분 내몽골 지역에서 산출된다.

△ 희토류 종류
- 백금, 니켈, 네오디뮴, 이터븀(이테르븀), 지르코늄, 비스무트
- 팔라듐, 갈륨, 프로메튬, 루테튬, 나이오븀(니오브), 토륨
- 루테늄, 몰리브데넘, 사마륨, 리튬, 안티모니(안티몬), 우라늄
- 오스뮴, 인듐, 유로퓸, 베릴륨, 텔루륨(텔루르), 넵투늄
- 이리듐, 텅스텐, 가돌리늄, 붕소, 세슘, 플루토늄
- 로듐, 스칸듐, 터븀(테르븀), 타이타늄(티탄), 바륨
- 망간, 이트륨, 디스프로슘, 저마늄(게르마늄), 하프늄
- 코발트, 란타넘(란탄), 홀뮴, 셀레늄(셀렌), 탄탈럼(탄탈)
- 바나듐, 세륨, 어븀(에르븀), 루비듐, 레늄
- 크롬, 프라세오디뮴, 툴륨, 스트론튬, 탈륨,

△ 활용
희토류가 주목받는 것은 독특한 화학적·전기적·자성적·발광적 특징과 함께 탁월한 방사성 차폐 효과를 가지고 있기 때문이다. 광섬유 제조에 사용되는 가돌리늄이나 어븀은 미량만 첨가해도 빛의 손실이 일반 광섬유의 1%까지 낮아진다. 터븀을 사용한 합금은 열을 가하면 자성을 잃고 냉각시키면 자성을 회복하는 특성을 이용해 정보를 입력·기록할 수 있는 음악용 MD나 광자기디스크를 만드는 데 이용된다. 이 밖에도 스마트폰, 하이브리드 자동차, 고화질TV, 태양광 발전, 항공우주산업 등 첨단산업에서는 희토류가 안 쓰이는 곳이 없다.

△ 환경오염
희토류 원소를 캐고, 정제하고 재활용하는 과정을 섬세히 하지 않을 때 심각한 환경오염이 발생한다. 특히 토륨이나 우라늄을 뽑아내는 과정에서 방사능을 내 뿜는 선광이 그 위험 중 하나다.

유독성의 산성물질이 정제과정에서 사용되는 것또한 문제 중 하나이다. 이러한 희토류를 부적절하게 다루는 것은 심각한 환경오염을 초래할 수 있는데 2010년 5월, 중국은 자연과 자원을 보호하기 위해 불법광산을 집중단속 하겠다고 발표했다. 

이 캠페인은 남부지역에 집중될 것으로 예상된다. 작거나 시골에 있는, 불법적인 광산들은 유독성의 폐기물들을 특히나 물에 버리기 쉽다. 그러나 심지어 많은 양의 희토류가 정제되고 있는 몽골리아의 바오토우(Baotou)에서도 많은 환경오염을 일으키고 있다.

◇ 미나미토리 섬
일본어: 南鳥島
영어: Marcus Island(마커스 섬)

미나미토리 섬(일본어: 南鳥島)은 일본 열도 남동쪽의 약 1,800km에 있는 섬이다. 
일본의 최동단이며 행정구역상 도쿄도 오가사와라 촌에 속한다. 일본의 영토 중에서는 유일하게 일본 해구의 동쪽에 속하는 태평양 판위에 있다. 사바나 기후(Aw)가 나타난다. 역대 최고 기온은 36도이고 최저 기온은 14도이며 연평균 기온은 25.6도이다.

일본 도쿄 도 오가사와라 촌에 속한 섬. 일본 최동단으로, 최고점의 해발 고도는 9m 가량 된다. 비행장까지 갖추고 있다.

미나미토리시마는 1684년 스페인 제국의 마닐라 함대가 처음 발견한 무인도이다. 1886년 첫 일본인 개척자들이 섬에 들어가서 살기 시작했고 1898년 일본 제국이 최초로 영토로 선포했다. 하지만 2차대전 패전 후 샌프란시스코 강화조약에 의해 미국이 관리하게 되었고, 1968년 다시 일본에 반환되었다.

2차대전 직전 일본인 주민들이 본토로 소개되어 다시 무인도가 되었지만 오키노토리시마와 달리 미나미토리시마가 섬으로 인정받을 수 있는 가장 큰 이유는 전쟁 직전까지 약 50년간 주민들의 생활을 유지할 수 있었을 정도로 어업활동이 가능해서이다.

해상자위대, 일본 기상청, 해상보안청 직원만이 출입할 수 있으며, 일반인은 공사 관계자 등에 한해 허가를 받아야 출입이 가능하다.

이 섬에는 LORAN-C국이 있었는데, 1번째 탑은 1963년 미합중국 해안경비대가 건설했다. 도쿄타워보다 높았다고. 원래 탑은 1986년 철거됐으며, 그 자리에 해안경비대가 기념비를 설치했다. 2번째 탑은 1985년 건설됐고, 1993년 해상보안청이 인수했지만 2000년 철거.

일본 열도와 멀리 떨어져있지만 시간대는 본토와 동일한 UTC+9를 쓴다.

일본 영토 중 유일하게 지질학적으로 '태퍙양 판' 위에 위치해있다. 더군다나 지진 집중지역인 판의 경계로부터 멀리 떨어져 있어서 일본 본토보다는 지진으로부터 그나마 안전한 지역이라 할 수 있겠다. 다만, 태평양 연안에서 지진이 일어날 경우 쓰나미로 인한 피해 우려는 있다. 실제로 동일본 대지진 당시 쓰나미가 덮쳤던 적이 있다.


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