공룡이 많았던 한반도,
왜 석유는 없을까?
석탄은 고사리로부터, 석유는 공룡으로부터 생성되었다는 이야기를 한 번쯤 들어보셨을 거예요. 한국은 석유 한 방울도 나지 않는 나라이니 에너지를 절약해야 한다는 표어도 덧붙여서요. 오늘날 사용되는 원유의 70%는 공룡이 번성했던 중생대¹ 시대에 만들어졌고, 많은 양이 중동의 페르시아만과 그 연안에 매장되어 있습니다. 중동에는 공룡들이 많았고, 한반도에는 공룡이 살지 않았던 걸까요? 아닙니다. 전 세계적으로 공룡의 수가 줄어들었던 백악기 후기에도 한반도에서는 다양한 종류의 공룡이 서식했거든요. 공룡들에게 한반도는 마지막 낙원 같은 곳이었지요. 그 많던 한반도의 공룡들은 왜 석유를 한 방울도 만들지 못한 걸까요?
¹중생대는 트라이아스기, 쥐라기, 백악기로 구분됩니다.
<우리나라에 살았던 공룡의 흔적> @어린이를 위한 대한 대한민국 국가지도, 국토교통부 국토지리정보원
공룡은 죽어서 석유를 남기지 않는다
정답부터 말하자면, 한반도뿐만 아니라 그 어떤 지역의 공룡도 죽어서 석유를 남기지 못했습니다. 한반도 공룡들로서는 무척이나 억울할 수밖에 없는데요, 어쩌다 공룡이 석유를 만든다는 오해가 생긴 것인지 차근차근 풀어보겠습니다.
인류는 기원전 3,000년부터 지표면에 누출되어 고여 있던 석유를 사용했고, 기원전 200년부터는 석유를 직접 시추하기도 했습니다. 이렇게 오랜 시간 동안 석유를 사용했지만, 아직도 우리는 석유가 어떻게 형성되는지 정확하게 모릅니다. 다만 여러 과학적 증거들이 유기 기원설을 뒷받침하고 있어서, 현재는 유기 기원설이 통설로 받아들여지고 있습니다.
유기 기원설이란 석유의 근원 물질이 생명체(유기물)라는 가설입니다. 석유는 탄소(C)와 수소(H)의 화합물, 즉 탄화수소의 액체 혼합물이에요. 다량의 생물 사체들이 겹겹이 쌓인 퇴적물 위로 다시 침전물들이 쌓이면, 지층이 누르는 힘으로 유기물 퇴적층은 높은 열과 압력을 받게 되지요. 퇴적층 안에 있는 금속 이온들과 박테리아의 도움을 받아 유기물들은 서서히 탄화수소로 전환되고, 원유나 천연가스를 형성하게 됩니다. 이렇게 죽은 생물이 썩지 않고 탄화수소를 형성하기 위해서는 반드시 산소가 차단되어야 해요.
공룡 같은 육상 생물들은 죽으면 대기 중의 산소와 접촉하여 빠른 속도로 부패하기 때문에 석유가 되기 어렵습니다. 게다가 특정 지역에 밀집한 공룡들이 동시에 죽고, 그 사체가 산소와 닿기 전에 순간적으로 지하로 매몰될 확률은 극히 낮겠지요? 석유의 기원물질은 대부분 바다를 떠돌아다니는 식물성 플랑크톤이 차지하고 있습니다. 일부 동물성 플랑크톤도 약간의 기여를 하지만 대형 고등생물은 실제 석유 생성에 전혀 도움을 주지 못한다고 알려졌지요.
<석유가 생성되는 과정>
공룡이 석유를 만든다는 오해는 광고 때문?
한때는 과학자들도 육지의 고등생물이 땅에 묻혀 석유를 만든다고 믿었습니다. 18세기의 러시아 과학자 미하일 로모노소프는 ‘죽은 공룡 가설’을 가장 먼저 제안했고, 꽤 오랜 시간 동안, 이 가설은 과학자들의 지지를 받았어요. 미국의 석유회사 싱클레어 오일 Sinclair Oil 은 죽은 공룡 가설이 대중들에게 널리 알려지는 계기를 만들었습니다. 1930년, 싱클레어 오일은 원유로 정제된 윤활유 홍보에 공룡을 등장시켰습니다. 그 원유가 공룡이 지구를 돌아다닐 때 형성된 것으로 생각했기 때문입니다. 현재 사용되는 석유의 대부분이 중생대에 만들어졌기 때문에 이 홍보 아이디어가 완전히 틀리지는 않았어요. 이후 싱클레어의 공룡 아파토사우루스 Apatosaurus 는 미국인들에게 가장 인기 있는 캐릭터 중의 하나가 되었습니다. 사람들이 ‘석유=공룡’을 자연스럽게 떠올리게 되면서 석유가 공룡에서 기원했다는 오해가 커졌다고 볼 수 있지요.
<Sinclair Oil Corporation의 로고와 아파토사우루스 CC BY-SA 3.0 (Wikimedia Commons)>
왜 석유는 중생대에 많이 만들어졌을까?
쥐라기와 백악기의 일부 기간에는 기온이 낮아져 고지대에 빙하가 형성되기도 했지만, 중생대 지구의 기후는 대체로 온난했습니다. 왕성한 화산활동으로 인해 대기 중의 이산화탄소(CO₂)가 증가했는데, 산업화가 시작되기 전보다 6~7배나 많은 양이었어요. 바다에는 태양에너지와 이산화탄소를 이용하여 광합성 하는 식물성 플랑크톤의 개체 수가 증가했습니다. 또 해수면이 상승했고, 바닷물의 온도도 현재보다 17℃ 정도 높았지요. 이렇게 물의 온도가 높으면 물속에 녹아있는 산소의 양이 감소하게 됩니다. 중생대에는 석유의 근원이 되는 식물성 플랑크톤의 개체 수가 많았으며, 물속에 산소가 부족하여 그 잔해들이 썩지 않고 바다 밑으로 가라앉아 퇴적될 수 있었습니다. 원유가 많이 발견되는 중동지역은 중생대 때 바다였다가 이후 육지가 된 곳입니다. 반면, 한반도는 고생대 말부터 육지였던 땅이었지요.
<고생대와 중생대의 한반도 지형>
한국도 산유국이다.
‘한국은 기름 한 방울도 나지 않는 나라’라는 표현은 엄밀히 말하자면 틀렸습니다. 한국은 95번째로 등록된 산유국이고, 동해 가스전에서 2004년부터 원유와 천연가스를 생산하고 있거든요. 우리나라에서 생산되는 천연가스는 추가 공정 처리 없이 그대로 사용할 수 있을 만큼 양질입니다. 콘덴세이트 condensate 라고 불리는 휘발성 액체 탄화수소는 비중이 가벼운 초경질원유로, 다른 기름에 비해 대기오염 물질을 거의 배출하지 않는 고가의 연료이지요. 동해가스전은 2021년까지만 가스를 생산할 예정이지만, 새로운 원전을 개발하기 위한 대륙붕 탐사가 본격화 되었다고 합니다. 좋은 성과가 있기를 기대해봅니다.
<석유 생산국 by Ali Zifan CC0 (Wikimedia Commons)>석유에 관한 두 가지 오해가 풀리셨나요? 유기물로부터 석유와 같은 탄화수소 에너지원이 생성되기 위해서는 수천 수억 년의 시간이 걸립니다. 우리는 그것보다 훨씬 더 빠른 속도로 석유를 채취하여 사용하고 있기 때문에 자원의 고갈을 막을 수는 없지요. 전 세계에 아직 발견되지 않은 유전이 존재한다고 할지라도, 천연자원을 소중히 사용해야할 이유는 분명합니다.
참고문헌
[1] 정대교 외 7인, 석유에너지 지질학: 석유의 생성부터 석유탐사개발까지, 시그마프레스 (2016)
[2] Clifford C. Walters, The Origin of Petroleum, Springer Handbook of Petroleum Technology (2017)
[3] 허민, 공룡의 나라 한반도: 중생대 이 땅의 지배자를 추적하는 여정, 사이언스북스 (2016)
[4] 싱클레어 오일, https://www.sinclairoil.com/dino-history
[5] 한국석유공사, http://www.knoc.co.kr/sub03/sub03_1_4.jsp
