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■최정화박사의 바다 이야기
지구전체의 71%가 바다
바다, 생명체 탄생하는 경이로운 곳
바닷물의 순환 그리고 해류
 
최정화 박사   기사입력  2020/01/07 [19:10]

 



▲  최정화박사 수산과학원 수산자원연구센터   ©편집부

<지구전체의 71%가 바다>

 

바다는 Sea, 海(Umi), 海(Hai), La mer, Mare, Meer 등으로 불리 운다. 바다의 전체면적은 361,000,000km2로 지구 전체면적의 71%를 차지하고, 생물권(Biosphere)의 90%를 차지하고 있다.


바닷물의 부피는 1,350,000,000km3이며, 평균 수심은 3,700m이며 가장 깊은 곳은 마리아나해구(Mariana Trench)의 10,984m (일부분 11,304m인 곳이 있음)이다.


이렇게 넣고 깊은 바다는 이용 방법에 따라 도로가 될 수도 있고, 운동장이 될 수도 있고, 낚시터가 될 수도 있으며, 영화의 촬영장이 될 수도 있다.
또한, 인류의 소중한 자원을 확보하는 자원의 보고로 이용하기도 하지만, 인류가 마구잡이로 사용한 쓰레기를 버리는 쓰레기장으로 이용되기도 한다.


다른 면에서 바다는 그 모습만으로도 아름다워 우주에서 우주인들이 지구를 바라볼 때 눈앞에 펼쳐진 바다의 풍경과 바다에서 일어나는 현상들이 마치 한 폭의 아름다운 그림같이 보여 지구를 가장 지구답고 아름답게 만드는 것이 바다라고 이야기 한다고 한다.


앞으로 본 세션에서는 이렇게 아름다운 바다에 대해 하나하나 공부한다는 생각으로 여러 책 속에서 소개하는 다양한 정보와 현장에서 경험한 바다에 관한 이야기, 그리고 바다 속에서 일어나는 다양한 현상과 생명체에 관한 이야기, 바다를 이용하는 사람의 이야기, 특히 바다를 수산인의 관점에서 보았을 때의 현상들과 모습들을 글로써 소개하고자 한다.

 

<바다, 생명체 탄생하는 경이로운 곳>
오늘은 바다를 이루고 있는 바닷물에 대해 이야기 해 볼까 한다. 지구의 모든 생명체가 생존하는데 필요한 산소가 바닷물이라는 공간에서 생긴 생명체에 의해서 만들어지기 시작했다고 알려져 있고 인간뿐만 아니라 모든 생물들의 생활 무대인 지구의 환경이 바다의 영향을 얼마나 많이 받고 있는지 모르는 사람들이 없을 것으로 생각되지만 실제적으로 정확하게 이해하는 사람이 많지 않을 것이다.


우리가 사는 지구에 바다가 있다는 것 즉, 바닷물이 있다는 것은 물이 가지는 독특한 성질을 이해함으로써 우리가 얼마나 많은 행운을 누리고 있고 이로 인해 지구에서 살 수 있다는 사실이 얼마나 경이로운 일인지 이해하게 될 것이다.


또한, 바닷물 속에 얼마나 많은 생물체가 살고 있으며, 그 살고 있는 각각의 생명체가 경이로울 만큼 각자의 역할과 생존전략을 가지고 있는지 이해하게 되면 스스로 감탄하고 탄성을 지를 것으로 여겨진다.

 

<바닷물의 순환 그리고 해류>
그럼 먼저 지구 표면 전체를 덮고 있는 바닷물의 물리적인 특성부터 살펴보기로 하자. 대개 물리적인 특성으로는 수온, 염분, 밀도, 빛과 소리를 투과시키는 성질 등의 근본적으로 것으로 결정된다.


바닷물의 물리적 성질에 있어서는 무엇보다 순수한 물이 가지는 매우 독특한 성질들이 가장 중요한 요인이며, 이러한 독특한 성질로 인해 바다의 자연현상이 만들어지고 물리적인 특징이 만들어진다.


그럼 과연 전 세계 바닷물의 수온의 범위는 어느 정도일까? 대략적으로 -2∼30℃ 범위로 남극과 북극의 수온이 -2℃로 가장 낮은 반면 적도해역의 표층 수온이 30℃로 가장 높다.


이러한 전 지구적인 수온의 차이와 지구의 회전 및 달의 공전에 의해 바닷물의 수평이동 현상이 나타나게 되는데, 지구의 자전과 전 지구적인 수온의 차이로 인해 바닷물의 거대한 흐름인 해류(Current)가 만들어지게 된다.


또 지구의 자전과 달의 공전에 의한 영향으로 지역적이고 주기적인 바닷물이 들고(만조) 날고(간조) 하는 조류(Tidal Current)가 만들어지게 된다.


이러한 물 빠짐의 차이를 조수간만의 차라고 하며, 특히, 달의 공전으로 인해 바닷물이 들고 나는 높이가 달라지는데, 많이 빠지는 시기를 대조기라고 하며, 적게 빠지는 시기를 소조기라고 한다.


또한, 바닷물 수온의 수직적 차이는 바닷물 덩어리 그 자체의 순환 현상을 일으키게 된다. 약간의 수온 차이에 의해 바닷물의 아래위로 쉽게 섞일 수 있는 덩어리를 혼합층이라고 하며 급격한 수온차이로 인해 바닷물이 섞일 수 없는 덩어리를 수온약층, 낮은 일률적인 수온으로 정체된 상태를 유지하는 덩어리를 심해층이라고 한다.


바닷물을 지구라는 아주 큰 용기에 담겨진 것으로 간주한다면, 태양이라는 램프가 물을 데우면서 용기를 계속해서 회전시키고 있는 형상이 된다.

 

<기상변화는 바다로부터 시작>

여기서 바닷물의 수온과 관련된 또 다른 관점의 역할은 지구라는 큰 용기를 태양으로부터 오는 태양열로 인해 온도가 상승하는 것을 막아주는 역할을 한다.


소금성분이 포함된 바닷물은 지구상의 액화암모니아를 제외한 모든 물질 가운데 온도 1℃를 높이는 열량이 1cal로 가장 높다.


열을 가능 많이 필요하다는 것은 태양으로부터 오는 태양열을 잡아두는 즉 보관하는 역할을 하게 된다는 뜻으로 태양으로부터의 막대한 열량을 바닷물이 포용한다고 볼 수 있다.


하지만, 다른 의미로 바다의 수온은 지구 전체의 기상에 막대한 영향을 미칠 수 있다는 것으로 이야기 할 있다.


즉, 지구적인 기상변화를 이해하고 예측하려면 바다부터 잘 이해하여야 하며 이를 먼저 깨달은 과학 선진국에서는 바다에 대한 주기적이고 계속적인 관측을 실시하고 있으며, 국제공동해양조사를 더욱 활발하게 추진하도록 노력하고 있다.


아울러, 최근 우리나라에 빈번하게 영향을 미치는 태풍(Typhoon)이나 미국의 동남부에 엄청난 피해를 입히는 허리케인(Hurricane)은 바닷물의 수온 상승으로 인한 발생한 에너지가 지구의 자전에너지와 합쳐져 강한 바람과 비를 함께 동반하여 움직이면서 사람들에게 많은 피해를 입히고 있다.


자연재해는 막을 수는 없는 미리 대비하면 피해를 최소화 할 수 있기 때문에 바다의 자연현상을 좀 더 이해하기 위한 노력을 기울려야 할 것으로 생각된다.

 

<민물과 바닷물…염분농도로 경계 구분>

바닷물은 여러 가지 물질들이 녹아 있는데 가장 많은 성분이 소금으로 바닷물 1000g에 녹아 있는 소금의 양을 염분으로 표시하여 바닷물의 짜기를 나타낸다.


두 번째 바닷물의 물리적 특징을 결정짓는 것은 짜기를 나타내는 염분이다.
어릴 적 바닷물이 왜 짠지에 대해 알고 싶어 "소금 나오는 맷돌" 동화책에서 욕심 많은 김부자가 무엇이던 나오는 맷돌을 훔쳐 소금을 나오게는 했으나, 멈추게 할 줄을 몰라 바다에 빠져 맷돌에서 소금이 계속해서 만들어져 바닷물이 짜지게 되었다는 이야기를 읽고 믿고 자랐다.


사실은 지구가 만들어질 무렵부터 육지로 많은 유기물들이 흘러들어가 짜지게 되었고, 이것으로 바다라는 독특한 환경이 만들어지게 된 것이다. 바닷물의 짠 정도는 해역과 위치에 따라 다르면, 일반적으로 바다와 강을 구분하는데 이용되기도 한다.


하지만, 몇%의 소금을 함유하고 있어야지 바닷물인지 기준은 없다. 학자에 따라서는 민물과 바닷물의 경계를 명확하게 할 수 없어 기수(Blackish water)라는 용어를 이용하여 바닷물보다는 염분이 낮고 민물보다는 염분이 높은 물을 통칭해서 사용하고 있으며, 대부분의 기수는 강과 바다가 만나는 하구역에 존재한다.


그럼 과연, 지구상에서 가장 염분이 낮은 해역은 어디일까? 알려진 바에 따르면 발트해의 보스니아만과 핀란드만이 염분이 가장 낮다고 알려져 있다.
염분이 가장 높은 곳은 홍해로 높은 수온과 육지로부터의 적은 담수 유입 그리고 바닷물 표면의 높은 증발로 인한 것으로 알려져 있다.


일반적으로 바닷물의 소금 성분은 염화나트륨이며 바닷물의 평균 염분은 3.5%, 즉 1리터의 물에 35g의 소금이 녹아있다고 보면 되는데, 염분은 천분율을 나타내기 때문에 ‰ 또는 ppt의 단위로 나타낸다.


바닷물의 또 다른 물리적 특징으로 녹아 있는 많은 염화나트륨으로 인해 민물에 비해 비중이 높다, 즉 같은 물의 양이라도 바닷물의 담수에 비해 무겁다고 할 수 있다.
또한, 따뜻한 바닷물이 차가운 바닷물에 비해 밀도가 낮으며, 이로 인해 차가운 바닷물이 바다의 아래에 위치하고 따뜻한 바닷물이 표면에 위치하게 된다.


하지만, 얼음은 비중이 매우 낮아 바닷물이 얼어 결정이 생기면 표면에 뜨게 된다.
만약 빙하의 비중이 가장 낮았다면, 바다의 가장 깊은 곳에는 생물이 살 수 없는 공간이 될 수밖에 없었을 것을 자연의 신비로운 이치로 인해 바다 물속 어디에나 생명체가 살아갈 수 있는 환경이 되었다.


또한 바닷물은 강인성의 물리적 특징을 가지고 있는데 상이한 농도의 물질 또는 임의의 물질이 녹아 있는 물이 반투과성 막을 가로 질러 위치 될 때, 물질의 농도를 균일하게하기 위해 물이 더 높은 물질 농도로 막의 측면으로 흐를 것이다. 즉 바닷물 속에 서식하는 생물들이 안전하게 끊임없이 바닷물을 마시고 몸속에 약간의 소금을 제거하여한다는 것이다 이러한 현상은 삼투압이라고 한다.

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