Figure 3.1.1.4. Detailed map of each exploration area and the sampling locations (CIR2018)
(2) 인도양 해저열수광상 해역
Cluster 1 인근의 4개 사이트에서 TV-Grab을, 나머지 지역의 4개 사이트(1개 사이 트는 시료 획득 실패)에서 해저면 드렛지를 수행하여 기반암 및 광석 시료를 채취하 였다 (Figs. 3.1.2.1 & 3.1.2.2; Tables 3.1.2.2 & 3.1.2.3). TV-Grab의 경우 건조중량과 의 차이가 커 시료 무게를 별도 기재하지 않았으나 각 사이트에서 약 20 kg 이상의 암석 시료를 채취하였으며, 확보된 시료 총량은 100 kg 이상이다.
사이트 Lat.(N) Lon.(W) 망간단괴 질량 비고
MNBC1804 10°30.06780' 131°55.56720' 680 BIS
MNBC1803 10°31.08000' 131°55.67700' 2090 BIS
MNBC1806 10°31.00620' 131°20.35260' 2440 KOMO
MNBC1807 10°30.01080' 131°20.00580' 1080 KOMO
MNBC1807-1 10°30.01260' 131°19.99860' 1660 KOMO
MNBC1808 10°02.36700' 131°47.47140' 2400 Pilot1
MNBC1809 10°02.36160' 131°47.26680' 0 Pilot1
MNBC1810 10°02.38980' 131°46.58400' 2640 Pilot1
MNBC1811 10°02.38800' 131°45.80460' 2060 Pilot1
MNBC1815 09°58.90200' 131°36.13320' 1810 Pilot2
MNBC1814 09°58.89840' 131°36.62580' 1510 Pilot2
MNBC1813 09°58.92000' 131°37.11900' 120 Pilot2
MNBC1812 09°58.89720' 131°37.63140' 0 Pilot2
MNBC1816 09°51.01200' 131°44.75160' 1160 Pilot3
MNBC1817 09°51.01680' 131°44.31960' 8030 Pilot3 (망간각)
MNBC1818 09°51.02940' 131°43.77660' 1840 Pilot3
MNBC1820 09°51.04740' 131°42.88080' 490 Pilot3
MNBC1819 09°51.02100' 131°43.28220' 280 Pilot3
MNBC1825 10°24.30720' 127°05.17860' 70 APEI-9
MNBC1826 10°23.41620' 127°07.29540' APEI-9
MNBC1822 10°25.41840' 127°07.56300' APEI-9
MNBC1830 16°36.62160' 123°09.26820' 1800 APEI-6
MNBC1829 16°36.60660' 123°11.40000' 3060 APEI-6
MNBC1827 16°38.16780' 123°11.41500' 2300 APEI-6
MNBC1828 16°38.15820' 123°10.43940' 460 APEI-6
Table 3.1.2.1. Sampling locations in East Pacific Ocean
사이트 Lat.(S) Lon.(E) 비고
GTVIR1801 08°10.459′ 68°08.293′ - Hydrothermal samples + gabbroic rock
GTVIR1802 08°10.013′ 68°08.162′
- Hydrothermal sample with one host rock fragment (possible UM?)
- Cu-rich chimney fragment? + crust type + Si-chimney fragment
GTVIR1803 08°10.045′ 68°08.154′ - Semi-consolidated sediment + thin crust type GTVIR1804 08°10.126′ 68°08.187′ - Hydrothermally altered sediment
Table 3.1.2.2. TV-Grab sampling locations in Central Indian Ocean
Figure 3.1.2.1. Locations and representative images of samples acquired by TV-Grab
사이트 Lat.(S) Lon.(E) 비고 RDIR1801 09°21.683′ 67°10.143′ ON - Mantle rock dominant
- 25 kg 09°21.703′ 67°10.226′ OFF
RDIR1802 09°48.751′ 66°40.489′ ON - Basalt+hydrothermal rock - 30 kg
09°48.005′ 66°40.736′ OFF
RDIR1804
11°24.830′ 66°25.359′ ON - Ultramafic rock + hydrothermally altered breccia + consolidated sediment
- 20 kg 11°24.943′ 66°25.548′ OFF
Table 3.1.2.3. Rock dredge sampling locations in Central Indian Ocean
Figure 3.1.2.2. Locations and representative images of samples acquired by rock dredge
나. 수층별 생물 자료 수집
(1) 시료 채취, 전처리 및 분석
해수는 SBE 911이 장착된 Rosette sampler에 20 L 용량의 Niskin 채수기를 이용하 여 얻어졌다. 초미소식물플랑크톤 개체수 측정을 위한 시료는 현장에서 고정시약(10%
paraformaldehyde 와 0.5% glutaraldehyde의 혼합액)을 시료의 1/10로 첨가한 후 냉동 보관하였다. 군집조성 분석을 위한 시료는 현장 해수를 0.2 ㎛ 여과지에 여과한 후 여 과지를 2 ml cryovial에 넣고 STE 버퍼 용액을 1 ml 넣은 후 냉동 보관하였다.
초미소식물플랑크톤 개체수는 flowcytometer를 이용하여 측정하였으며, 원핵생물 개 체수는 SYBR Green I으로 염색한 후 flowcytometer를 이용하여 계수하였다(Marie et al., 1997). 식물플랑크톤의 군집조성은 plastid의 16S rRNA 유전자 염기서열 분석으로 파악하였으며(Choi et al. 2016). 원핵생물의 군집조성은 16S rRNA 유전자 분석을 통 해 파악하였다(Choi et al. 2018). 군집조성 분석은 현재 진행 중으로 차년도 보고서에 제시할 계획이다.
(2) 동태평양 망간단괴 해역
망간단괴 채취해역의 3개 정점 (04, 07, 26)에 대해서 식물플랑크톤 및 원핵생물의 기초 자료를 얻었다. 열대해역에서 주로 우점하는 식물플랑크톤인 초미소식물플랑크 톤의 개체수의 수직 분포 분석 결과, 빈영양 해역에서 가장 우점하는 식물플랑크톤인 Prochlorococcus가 가장 높은 개체수를 보였으며, 다음으로는 Synechococcus가 높게 나타났다(Fig. 3.1.2.3). 수심별로 볼 때 수심 150 미터 이하에서는 매우 낮은 개체수를 보였으며, SCM 수심인 40～60 미터 사이의 수심에서 초미소식물플랑크톤 개체수의 최대값이 나타났다.
Figure 3.1.2.3. Profiles of picophytoplankton abundances obtained in the manganese nodule mining site of the East Pacific Ocean
원핵생물의 개체수는 유광대 상층에서 ml 당 수십만의 개체수를 보여 높았으며, 수 심에 따라 감소하는 경향을 보였다. 1000 m의 수심에서는 표층에 비해 1/2 이하의 개 체수를 보였으며, 4000 미터에서도 1000미터와 유사하거나 높은 개체수를 나타내었다 (Fig. 3.1.2.4).
Figure 3.1.2.4. Profiles of picophytoplankton abundances obtained in the manganese nodule mining site of the East Pacific Ocean
(3) 인도양 해저열수광상 해역
인도양 열수광상 채광 해역의 3개 정점에서 식물플랑크톤과 원핵생물의 기초 생태 자 료를 얻었다(Fig. 3.1.2.5). 조사해역의 엽록소 a는 정점에 따라 0.05-0.3 ㎍ ℓ-1의 최대 엽록소 a 값을 보여 빈영양 해역의 특성을 나타내었으며, 정점 간에 큰 차이를 나타내었 다. 초미소식물플랑크톤 중
Prochlorococcus
개체수가 약 1-2만 cells ml-1까지의 값으로 가장 높았으며,Synechococcus
와 광합성초미소진핵생물(PPE)도 최대 수천 cells ml-1의값을 나타냈다.
원핵생물의 개체수는 정점 05에서 최대 2x105 cells ml-1로 비교적 낮았으며, 정점 03과 09에서는 정점 05에 비해 2배정도 높은 개체수를 보였다(Fig. 3.1.2.5).
Figure 3.1.2.5. Profiles of picophytoplankton abundances, chlorophyll a and prokaryotic abundances obtained in the massive sulfide deposit site of the Indian Ocean
다. 독성실험 생물 확보
(1) 동물플랑크톤
동물플랑크톤 채집은 위 항차에서 NORPAC net(0.6 m mouth diameter, 200 μm mesh size)로 수심 200 m에서 수면까지 수직으로 20 m/min의 속도로 견인하는 방식 으로 수행되었다. 채집된 동물플랑크톤은 요각류위주로 분리하여 12 또는 6 wells plate에서 여과해수(34 psu)를 사용하여 수온 24 ± 0.5℃, 광주기 12L:12D의 조건이 유지되는 incubator에서 먹이로 현장 채집된 식물플랑크톤과 배양된
Tetraselmis
suecica
,Isochrysis galbana
를 각각 또는 혼합공급하여 배양되었다. 총 20점 이상 배양이 시도되었으며 포란한 요각류에서 부화 성공되는 종은 3종이었으나 모든 종이 copepodid기까지 성장하지 못하고 폐사하였다. 독성실험을 위한 비교적 우점하고 배양 이 오래 유지되는 종은 cyclopoid류인
Oncaea venusta
, calanoid류인Euchaeta indica
였으며 최종적으로 실험실유지가 가능한 종확보는 먹이적합성문제로 실패하였다.(2) 식물플랑크톤
식물플랑크톤 채집은 키타하라 net (0.15 m mouth diameter, 20 μm mesh size)로 수심 50 m부터 수면으로 수직견인하는 방식으로 수행되었다. 채집된 식물플랑크톤은 파스퇴르 피펫을 사용하여 단일세포로 분리되어 f/2배지가 담긴 24 wells culture plate에 접종되었다. 이들의 배양을 위해 현장 표층수(수심 15 m)를 여과(0.45 μm filter)한 해수(34 psu)를 사용하였으며 수온 24 ± 0.5℃, 광주기 12L:12D의 조건을 유 지하는 incubator에서 배양/유지한 후, 국내 실험실로 옮겨 같은 조건에서 배양되었다.
배양결과, 동 항차에서 총 12점이 분리되었고 5종(
Actinocyclu
sp.1.,Actinocyclus
sp.2.,P lanktoniella sol.
,Cerataulina pelagica
.,Fragilariopsis doliolus
)이 현재 배양 중에 있다(Fig. 3.1.2.6).Figure 3.1.2.6. Microalgae isolated from the survey of KODOS18-01