지큐(Chikyu): Offshore 시추선과 지구 비밀 탐구하기

해양 시추 기술을 이용해 지구의 비밀을 풀어내는 심해 탐사선

해저의 가장 깊은 곳에는 지구 최대의 불가사의 중 몇 가지에 대한 해답이 숨어 있습니다. 지구 지층 및 지판 구조의 점진적인 이동으로 인해 이러한 불가사의를 풀 실마리가 드러나고 있습니다. 혹은 일본 심해 과학 시추선(D/V, Drilling Vessel) Chikyu에 승선한 연구원들이 얻는 단서가 지구의 “기억”을 가리키기도 합니다.

기후 변화가 크게 활발해진 이후, 일본 해양연구개발기구(JAMSTEC: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology)는 Chikyu를 비롯하여 해양 시추 기술의 과학적 동력을 이용하는 여러 함선을 띄워 각종 자연 현상들을 조사하고 있습니다.

JAMSTEC과 Chikyu는 일반적인 해양 시추를 수행하는 한편, 과학 연구 목적으로 라이저 시추 시스템을 적용하는 데 앞장서 왔습니다. Chikyu 과학자들은 지구 내부의 깊은 곳에서 발생하는 에너지가 현대인의 삶에 어떤 영향을 미치는지 밝혀내기 위해, 지구 지층까지 파고들어 샘플을 수집한 다음 이를 선내에서 실시간으로 분석합니다. “Chikyu가 수집한 샘플의 상당수는 지금껏 아무도 목격한 적조차 없는 것입니다,”라고 JAMSTEC 소속 탐사 관리 그룹 일원인 Chiaki Igarashi가 말했습니다.

JAMSTEC은 이 중요한 연구를 완성하기 위해, 스웨즈락의 담당 팀들에게 튜브 및 튜브 피팅을 비롯하여 바닷속 가장 깊은 곳까지 들어가는 데 필요한 안정적인 유체 시스템 부품의 공급을 맡겼습니다.

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“해저 아래 7,500m 이상의 수심에서 시추 성능을 최대한 발휘하기 위해서는 극한 환경에서도 안정성과 높은 신뢰성을 제공하는 제품이 필요합니다,”라고 JAMSTEC 소속 탐사 프로젝트 매니저 Lena Maeda가 말했습니다. “스웨즈락은 Chikyu에 승선한 엔지니어들로부터 큰 호평을 받았고, 저희 연구원들의 요구에도 응했습니다. 저희 입장에서는 유체 시스템에 맞는 제품으로 스웨즈락이 아닌 다른 회사의 제품을 상상할 수가 없습니다.”

획기적인 연구를 가능하게 하는 안정성

“풍문에 따르면 앞으로 30년 내에 난카이 해구에서 대규모 지진이 발생할 확률이 70%-80%입니다,”라고 Maeda가 밝혔습니다. “Chikyu는 이 지진을 유발할 가능성이 있는 자연적 원인에 대한 조사를 오랫동안 진행해 왔습니다. 이와 관련된 기제가 아직 드러난 적은 없으나, 저희 연구진은 지판 경계 이상에서 나타나는 지질학적 요소의 특징, 구조 및 습성을 파악하고 있습니다.”

Maeda는 믿을 수 있는 시스템 덕분에 이와 같은 과학적 진전을 이룰 수 있었다고 말했습니다. Chikyu는 시추, 샘플 수집 및 분석을 동시에 수행합니다. 이처럼 연속적인 과정은 최소 규모의 누설이 발생하는 경우에도 안전 문제 또는 긴 가동 중단 시간과 관련된 위험을 유발할 수 있습니다. 게다가 이 시추선은 오랫동안 바다를 항해하는 경우가 잦습니다. 유지보수를 위해 육지로 복귀하는 경우 대규모 중단이 발생할 수도 있습니다.

“항해 시간이 미리 정해진 바 없고 Chikyu에는 승무원들을 실어 나를 수 있는 헬리콥터 덱이 있기 때문에, 기간이 늘어나더라도 시추선이 바다에 머문 상태로 조사를 수행할 수 있습니다,”라고 Maeda가 말했습니다. “연구원들의 경우 최장 항해 기간은 2개월입니다. 그러나 시추선 운영을 유지할 승무원은 28일마다 교체됩니다.”

효율적인 분석 수행하기

가스 크로마토그래피 분석은 Chikyu 연구진이 해저에서 수집한 샘플을 연구하는 데 사용하는 주요 방법 중 하나입니다. 효율적인 분석을 위해서는 공정 가스를 안정적으로 공급하는 일이 필수입니다. 바로 이 때문에 JAMSTEC이 Chikyu의 선내 실험실에 Swagelok^® 가스 분배 시스템을 탑재한 것이며, 이로 인해 이 시추선의 오랜 항해 내내 연구를 계속할 수 있게 되었습니다.

사용하기 쉬운 가스 판넬로 인해 안정성과 더불어 안전이 강화되는 동시에, 낭비를 없애고 가스 순도를 유지할 수 있게 되었습니다. 또한 이 시스템은 설치 공간이 적어 연구진이 선상의 중요한 바닥 공간을 보호하는 데 도움이 되었으며, 이를 통해 승무원들은 기존 시설을 효과적으로 이용할 수 있었습니다.

신뢰를 바탕으로 형성된 관계

JAMSTEC과 스웨즈락의 역사는 Chikyu의 발진보다도 앞선 30년 전으로 거슬러 올라갑니다. 스웨즈락은 고품질의 부품과 더불어 Chikyu 선상의 다양한 애플리케이션에 대한 종합적인 상담뿐만 아니라, 필드 엔지니어링 서비스와 교육까지 제공했습니다.

“스웨즈락의 필드 엔지니어들은 작업장을 제대로 이해하고 있기 때문에, 이들에게 자세히 설명해 주지 않고도 계획을 상의할 수 있습니다,”라고 Igarashi가 말했습니다. “스웨즈락 필드 엔지니어들은 Chikyu에 잘 맞고 저희 요구에도 부합하는 여러 가지를 제안했으며, 저희는 앞으로도 스웨즈락과의 원활한 협업을 지속하고 싶습니다.”

Chikyu는 머지 않아 2021년 8월에 얕은 중심부 프로그램(Shallow Core Program) 탐사를 시작할 예정입니다. 이 프로그램은 열대 태평양으로부터 열과 수증기를 아북극 지대에 공급하고, 일본 열도를 포함한 동아시아 전역의 기후 환경에 영향을 미치는 강력한 서안 경계류인 쿠로시오(Kuroshio) 해류를 연구하는 프로그램입니다. 오는 10월 Chikyu의 연구진은 과거 일본 해안의 연안에서 발생한 지진의 해저 아래 기록을 수색하는 작업을 지원할 예정입니다.

“Chikyu에 남은 한 가지 큰 목표는 바로 지구의 맨틀에 도달하는 것입니다,”라고 Igarashi가 덧붙였습니다. “Chikyu는 이 목적을 위해 특수 개발되었습니다. 해저 아래로부터 샘플을 수집하는 것은 인류 미지의 영역입니다. 누구도 지구 내부 영역을 본 적이 없고 관련 샘플을 보유한 적도 없죠. 저희 연구진, 그리고 Chikyu의 모든 승무원은 이러한 목표를 이루기 위해 앞으로도 최선을 다하겠습니다.”

Chikyu가 수행한 과학 연구에 대한 자세한 내용은 JAMSTEC 웹사이트를 방문하거나 Chikyu 팀의 트위터를 팔로우하면 확인하실 수 있습니다. 스웨즈락 필드 엔지니어 및 기타 유체 시스템 전문가들이 특수하고 획기적인 애플리케이션을 지원하는 방법에 대해 더 자세히 알고 싶으십니까? 당사가 도와 드릴 수 있는 방법에 대해 아래에서 자세히 알아보십시오.

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