북동적도 태평양 KODOS 97-2 해역 심해저 퇴적물 내의 ATP 분포 양상

Abstract

심해저 망간단괴 채광에 따른 저층생태환경의 변화를 평가하기 위한 기초환경연구의 일환으로 북동적도 태평양 심해저 퇴적물 내의 총 ATP(T-ATP), 용존 ATP(D-ATP) 그리고 입자성 ATP(P-ATP)의 농도 및 수직분포양상을 연구하였다. T-ATP는 퇴적물 6 cm 깊이 내에서 4.4~40.6, D-ATP는 0.6~16.1, 그리고 P-ATP는 3.0~29.2 ng/g dry sediment의 범위로 변했다. T-ATP의 약 84%, D-ATP의 약 81% 그리고 P-ATP의 약 74%가 표층 퇴적물 2 cm 이내에 분포하는 것으로 나타났으며, 분포양상이 퇴적물 내의 함수율과 높은 상관관계를 나타냈다. 이러한 결과는 심해저 퇴적물 내의 미생물(P-ATP) 분포가 수층으로부터 전달되는 유기탄소에 의해 결정됨을 의미한다. 다중주상 시료채집기를 사용해 획득한 퇴적물에서 P-ATP 최대층이 0~0.5 cm 깊이 내에 존재하는 것으로 나타나, 표층이 교란되는 상자형 퇴적물 채집기보다는 다중주상 시료채집기가 심해저 퇴적물내 ATP의 미세수직구조의 연구를 위해서 더욱 효과적인 것으로 판명되었다. 결론적으로 ATP 농도가 퇴적물 깊이 6cm 이내에서 뚜렷한 수직분포양상을 보이는 것으로 미루어, ATP 분포양상이 향후 심해저 광업에 따른 미생물 생체량 변화를 평가하기 위한 유용한 환경기초자료로 사용될 수 있는 것으로 나타났다.

Environmental baseline information is necessary in order to assess the potential environmental impact of future manganese-nodule mining on the deep-seabed ecosystem. Total ATP (T-ATP), dissolved ATP (D-ATP) and particulate ATP (P-ATP) were measured to estimate total microbial biomass and to elucidate their vertical distribution patterns in the seabed of KODOS (Korea Deep Ocean Study) area, northeast equatorial Pacific Ocean. Within the upper 6 cm depth of sediment, the concentrations of T-ATP, D-ATP and P-ATP ranged from 4.4 to 40.6, from 0.6 to 16.1, and from 3.0 to 29.2 ng/g dry sediment, respectively. Approximately 84% of T-ATP, 81% of D-ATP, and 74% of P-ATP were present within the topmost 2 cm depth of sediment, and the distributions of ATP were well correlated with water content in the sediment. These results indicate that the distribution of total microbial biomass was largely determined by the supply of organic matter from surface water column. Fine-scale vertical variations of ATP were detected within 1-cm thick veneer of the sediment samples collected by multiple corer, while no apparent vertical changes were observed in the box-cored samples. It is evident that the box-core samples were disturbed extensively during sampling, which suggests that the multiple corer is a more appropriate sampling gear for measuring fine-scale vertical distribution pattern of ATP within thin sediment veneer. Overall results suggest that the concentrations of ATP, given their clear changes in vertical distribution pattern within 6 cm depth of sediment, are a suitable environmental baseline parameter in evaluating the variations of benthic microbial biomass that are likely to be caused by deep-seabed mining operation.