해양 퇴적물(영어: marine sediment, 또는 해저 퇴적물 ocean sediment)은 해저에 쌓인 불용성 입자들의 퇴적물을 가리키는 지질학·해양학 용어이다. 이는 육지에서 기원한 물질과 해양 환경 내에서 형성된 물질 및 외계 기원 물질이 해저에 축적되어 형성된다. 해양 퇴적물은 해양학, 퇴적학, 고기후학, 층서학 등 여러 학문 분야에서 핵심적인 연구 대상이며, 학계에서 널리 확립된 개념이다.
정의와 기원
해양 퇴적물을 구성하는 입자들의 출처는 다양하다. 첫째, 육성(암원성, lithogenous/terrigenous) 퇴적물은 육지 암석의 풍화와 침식에서 유래하며, 주로 강물에 의해 운반되지만 바람, 빙하, 중력, 파도, 화산 활동 등에 의해서도 바다로 유입된다. 둘째, 생물기원(biogenic) 퇴적물은 해양 유기체의 잔해, 특히 껍질(테스트) 등의 생체광물화된 단단한 부분이 침전되어 형성된다. 셋째, 수성(hydrogenous) 퇴적물은 해수 내 용존 물질이 화학 반응에 의해 침전되어 생성되며, 이후 열수분출공, 망가니즈 단괴, 증발암, 메탄 하이드레이트 등이 이에 해당한다. 넷째, 우주기원(cosmogenous) 퇴적물은 운석 잔해, 미세 구형 입자, 우주 먼지 등 외계 물질에서 유래한다.
분류
해양 퇴적물은 입자 크기에 따라 웬트워스 스케일(Wentworth scale)로 분류되는데, 점토(0.004mm 미만)부터 미사, 모래, 자갈, 볼더(256mm 이상)에 이르기까지 다양하다. 입자 크기는 퇴적 당시의 에너지 조건을 반영한다. 또한 퇴적물은 입자 크기의 균일성(분류도)과 운반 과정의 정도(성숙도)에 따라서도 특징지어진다.
기원에 따른 분류로는 위에서 언급한 네 가지 유형이 있으며, 이 중 특히 생물기원 퇴적물은 구성 광물에 따라 규질 연니(siliceous ooze)와 탄산염 연니(carbonate ooze)로 구분된다. 규질 연니는 주로 돌말류(규조류)와 방산충의 실리카 골격으로 구성되고, 탄산염 연니는 유공충과 석회비늘편모류(코콜리토포어)의 탄산칼슘 껍질에서 유래한다.
분포와 축적
해저의 대부분은 퇴적물로 덮여 있으며, 두께는 수 밀리미터에서 수십 킬로미터에 이른다. 퇴적물은 대륙사면 근처에서 가장 두꺼우며(10km 이상), 해령(중앙 해령) 근처에서는 가장 얇다. 대륙 주변과 극지방에서는 육성 퇴적물이 우세한 반면, 원양(원해) 지역에서는 생물기원 연니와 심해 점토가 지배적이다.
축적 속도는 퇴적물 유형에 따라 큰 차이를 보인다. 거친 육성 퇴적물은 천 년당 1미터 이상으로 가장 빠르게 쌓이는 반면, 생물기원 연니는 천 년당 약 1센티미터, 심해의 점토 입자는 천 년당 약 1밀리미터 속도로 퇴적된다. 망가니즈 단괴는 이보다 훨씬 느린 천 년당 0.001밀리미터 수준으로 성장한다.
퇴적물의 분포는 육지로부터의 거리, 수심, 해양의 생산성, 퇴적물 보존 조건 등 여러 요인에 영향을 받는다. 특히 탄산염 퇴적물은 탄산염 보상 깊이(CCD)보다 얕은 해역에서만 축적될 수 있으며, 이 깊이 아래에서는 탄산칼슘이 해수에 용해된다.
연구사와 중요성
해양 퇴적물에 대한 체계적인 연구는 1872~1876년 HMS 챌린저호의 탐사로 시작되었으며, 이후 1960년대에는 해저 확장 이론과 판 구조론의 검증에도 중요한 자료를 제공했다.
해양 퇴적물은 여러 측면에서 과학적 중요성을 지닌다. 첫째, 퇴적물 코어의 산소 동위원소 비율 분석을 통해 과거 기후 변화를 재구성할 수 있다. 둘째, 퇴적물 내 미세화석은 고해양 환경, 해양 순환 패턴, 판 구조 운동, 대멸종 시기에 대한 정보를 담고 있다. 셋째, 해양 퇴적물은 많은 해양 생물, 특히 저서 미생물의 서식지를 제공하며, 탄소 순환 및 생물지구화학적 순환에서 중요한 역할을 수행한다.
