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| 지구 가장 외딴 곳에는 뭐가 숨어있을까? – 심해[1] |
- [언어별 명칭]
- ||<-2><tablealign=left><table bordercolor=#08088A><tablebgcolor=#fff,#1f2023><bgcolor=#87CEEB> 심해의 언어별 명칭 ||
한국어 심해, 해저 영어 Deep sea 중국어, 일본어 深海, 海底 프랑스어 Abysse 독일어 Tiefsee 아랍어 عمق البحر 스웨덴어 Djuphav 네덜란드어 Diepzee 덴마크어 Dybhav 에스토니아어 Süvameri 인도네시아어 Laut dalam 리투아니아어 Vandenyno gelmės 에스페란토 Profunda maro
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1. 개요
심해( 深 海) 또는 해저( 海 底)[2]는 수권에서 바다의 매우 깊은 구간으로, 햇빛이 거의 닿지 않는 곳을 지칭하는 말이다.오늘날 알려져 있는 곳 중 가장 깊은 심해는 마리아나 해구로, 약 11,092m(36,400ft) 가량의 깊이로 추산된다.
2. 기준
'깊다'의 기준은 분야마다 다르다. 생태학에서는 광합성을 할 수 없는 수심 200m를 기준으로 두는 반면, 해양학에서는 일반적으로 햇빛이 들지 않고 완전한 암흑이 되는 지점인 2,000m를 기준으로 둔다.수심 0~200m까지는 천해층 또는 표층, 유광층이라고 부르고, 200~1,000m까지는 중심해수층 또는 중층, 박광층이라고 부르며, 수심 1,000~3,000m까지는 점심해수층 또는 심해중층이라고 부르고, 수심 3,000~6,000m까지는 심해수층, 수심 6,000m 이상부터는 초심해수층이라고 부른다. 생태학에서는 천해층을 빼고 전부 심해, 해양학에서는 점심해수층 중간부터 심해인 것이다. 그래서 몇몇 얕은 바다는[3] 심해층이 아예 없는 곳들도 있다.
일상에서는 어지간해서 50m 이상의 깊이로 내려갈 일이 없다. 50m 잠수하는 것도 굉장한 것이고 100m를 넘어서 잠수할 수 있으면 세계 기록에 남을 만한 다이버이다. #1 #2[4] 민간 잠수정들도 수십 미터를 내려가면 햇빛이 거의 없어 경관이 보이지 않기 때문에 그 이하로 잘 내려가지 않는다. 흔히 열대 바다에서 이루어지는 스쿠버 다이빙 같은 것은 10m 안팎이다. 오늘날 대다수 수영장은 깊이가 고작 2m 가량이며, 잠수를 위한 다이핑풀이 10~20m 정도이다. # 지구 표면은 그 어떤 곳이든 갈 수 있게 된 인류이지만 해저는 고작 1%도 되지 않는 공간만 진입할 수 있다는 데에서 해저가 얼마나 미지의 공간인지를 잘 보여준다. 비율로 따지면 우주보다 연구가 안 되어 있을 정도.
생태학에서는 200m부터 심해로 취급하기 때문에 생태학의 구분으로는 의외로 우리가 일반적으로 먹는 몇몇 어류들은 심해어에 속한다. 대구, 갈치, 명태 같은 것이 의외로 심해어인 예시다.[5] 같은 원리로 잠항한도가 채 1,000m를 넘어가지 않는 대기압 잠수복도 '심해 잠수복'이라는 이름으로 불린다.
3. 깊이와 구조
아래의 심해는 해양학적 심해로, 2000m 이하를 다룬다.|
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| 심해의 구조 |
햇빛에 의한 태양복사에너지는 바닷물에 흡수되는 성질이 있으므로 바다는 수심이 깊어질수록 빠르게 어두워지며 온도도 매우 낮아진다. 대략 2,000~2,500m 정도까지 내려가기만 해도 순식간에 암흑으로 둘러싸인 것처럼 사방에 아무것도 보이지 않게 된다. 이로 인해 바닷물 속 용존 산소의 대부분을 만들어내는 식물성 플랑크톤들의 광합성 또한 중단됨에 따라 산소도 희박해진다. 다만 실제로는 500-1,500m 정도에만 산소가 부족하고 점점 깊어질수록 산소가 많아진다. 다른 자료를 보면 5,000m부터는 거의 표층과 비슷할 정도로 많아진다. 이는 500~1,500m 부근에서 박테리아들이 분해하느라 산소가 많이 소모되기 때문.
얕은 바다의 해류와는 달리 심층해류는 1년에 20km도 못 갈 느린 속도로 움직인다.
세계에서 가장 깊은 바다는 괌섬 주변에 위치한 마리아나 해구의 챌린저 해연이다. 음파 탐지로 추정된 수심은 약 10,920 ±10m이며, 즉 이곳은 에베레스트(8,848m)에 한라산(1,950m)을 얹어도 남을 정도의 깊이이다. 다른 예시로는 스카이 다이빙의 기본 고도가 2,500m로, 챌린저 해연의 깊이는 사실상 현대 여객기의 장거리 노선 순항고도(약 10,668m)를 생각하면 된다.
수압은 10m당 1kg/cm2만큼 증가한다. 수심 10km의 수압은 1,000bar로 지상의 1,000배나 되는데, 이곳에서도 꼼치류에 속하는 어류가 발견되었다. 심지어 이곳 밑바닥에도 사람이 내려간 적이 있다. 사람이 도달한 가장 깊은 수심은 탐사정 트리에스테호[6]가 1960년 기록한 10,916m였다. 그 후, 2012년에 제임스 카메론이 다시 한 번 내려가서 10,898m를 기록했다. 이후 2019년에 빅터 베스코보가 DSV 리미팅 팩터 호를 이용해 10,928m 수심에 도달해 59년 만에 기록이 갱신되었다.
깊은 바다를 탐험하는 용도로 제작되는 잠수함이나 그 외 모든 잠수함들은 원통형을 띄고 있는 것을 볼 수 있는데, 이는 심해에서 누르는 압력을 분산하기 위한 목적이다. 그마저도 한계치 이상을 넘어가버리면 대기압을 견디지 못하고 마치 두꺼운 대기로 덮여있는 금성의 표면 대기압과 같은 압력에 찌그러지거나 고장날 수 있어 탑승객들에게도 매우 위험하다.
심해에 존재하는 지형으로는 심해평원, V자형 해양 계곡인 해구( 海 溝), 해저화산, 대서양에 있는 대서양 중앙 해령으로 유명한 해저 산맥인 해령 등이 있다. 상술된 '챌린저 해연'에서도 쓰인 바 있는 해연이라는 말도 있지만 이는 공식적으로 쓰지 않는 용어이다.
- 심해저 평원: 전 세계 해양 지형의 대부분을 차지하는 지형. 수심 2,000m가 넘는 심해저 평원에는 아무 것도 살 수 없다고 생각한 사람들이 '죽음의 해저'라 불렀으나, 이런 곳에서도 생명체는 살고 있다.
- 해구: 해양 지각이 침강하는 곳으로 깊이가 깊다. 보통 6,000m 이상. 지각이 침강하는 곳이기 때문에 지진이 일어난다.
- 해령: 대양 중앙부에서 주위의 해양 분지보다 높이가 2,000m 이상 솟아오른 대규모의 기다란 산맥을 이룬다. 중앙 해령의 정상부에는 V자로 900m 정도 파여있는 열곡이 있다.
3.1. 심해 깊이 체감도
| 심해 깊이 체감도 | ||
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4. 생물
이러한 척박한 환경 때문에 심해는 한때 생물이 살지 않는 곳이라고 여겨졌다. 예컨대 19세기 영국의 생물학자인 에드워드 포브스는 18개월 동안 바다에서 심해 생물을 채집하는 조사를 한 끝에, 심해엔 생물이 존재하지 않는다는 이론을 주장했으며, 그 원인으로 용존 산소량이 낮다는 그럴듯한 원인을 추정했다. 후대에 밝혀진 바와 같이 실제로 심해에는 용존산소도 풍부하고[7] 많은 생물들이 존재하는데, 이럼에도 불구하고 포브스가 그러한 이론을 주장한 것은 그의 잘못보다는 불운이 더 컸다. 하필 포브스가 조사한 에게 해는 유달리 생물들이 적게 존재하는 해역이었고, 여기에 더해 채집 도구가 부적절해서 제대로 생물들을 채집하지 못했던 것이다.[8]
그러나 이후 심해 잠수정을 이용해서 해양 탐사를 본격적으로 시작하자, 심해는 기존의 추정과는 달리 위쪽에서 가라앉는 영양분들을 토대로 그 나름대로 번성한 생태계를 이뤄오고 있었음이 밝혀졌다. 광합성이 없으니 용존산소도 낮다고 생각했지만, 일정 깊이 이상부터는 오히려 용존산소량이 늘어나 문제가 없었다. 다만 심해 용존 산소량 문제는 아직 해결과제다. 다른 행성에서도 광합성 없이 지구의 심해만큼 풍부한 산소량[9]이 있을지는 미지수이기 때문에 외계 생명체가 혐기성 세균처럼 단순한 단세포 생물 외에 더 있을지 알 수 없다.
심해 생물의 종류는 매우 다양해서 얕은 바다 속에 사는 생물보다 더욱 다채로우며, 얼마나 다양한지 심해 잠수정이 한 번씩 잠수할 때마다 새로운 종을 무더기로 발견할 정도이다. 단, 여기서 번성한다는 말은 "특정 종의 개체 수가 많아졌다"라는 것이 아니라 "종의 수가 많아졌다" 라는 것이다. 오히려 열악한 환경이기 때문에 분화가 가속되었고 종이 많아졌다고 해석할 수 있다.[10] 여하간 아래 의의 문단에서 보듯 지구 표층과는 전혀 다른 환경에서도 생물이 생명 현상을 유지하고 있다는 것은 생물학적으로 매우 고무적인 일이다.
오히려 생태적으로 볼때 심해는 꽤 안전한 환경이기도 하다. 햇빛이 아닌 열수분출공이라는 독자적인 에너지원을 사용하고 있으며 환경 변화가 거의 없기 때문이다. 그래서 대멸종을 피해 살아남은 온갖 종류의 살아있는 화석들이 심해에서 발견되곤 한다.
4.1. 의의
이러한 심해 생태계의 발견으로 빛과 산소가 딱히 많지 않고, 온도도 낮더라도 또는 거의 없더라도 생명체는 얼마든지 번창할 수 있다는 사실이 확인됨에 따라 곧 외계 생명체 탐사에도 막대한 영향을 끼쳤다. 그 이전까지 외계 생명체 탐사는 산소와 물이 존재하는 곳을 주력으로 찾았으나, 심해 생태계 발견은 산소 없이 그저 물만 잔뜩 있는 행성이라도 얼마든지 생명체가 존재할 수 있다는 것을 이야기해주고 있기 때문이다.|
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| 심해의 열수분출공(Hydrothermal vents) |
대표적으로 빛이 전혀 들어오지 않는 심해의 열수분출공(Hydrothermal vents) 근처에는 마치 지표의 광합성과 비슷한 '화학 합성'을 이용하는 독립적인 생태계가 존재한다. 이들은 광합성이 아니라 열수에 녹아 나오는 황 화합물 등을 통해 에너지를 얻는다.[11] 이를 통해 생명이 살아가기 어려울 것이라 여겨진 원시 지구에서의 초기 생명체의 탄생, 또는 얼음뿐인 지구 외 행성에서 어떻게 생명체가 생존할 수 있는지에 관한 실마리를 제공한다.
특히나 주목 받는 곳은 목성의 위성인 유로파로, 이 천체는 표면이 두께 20~30km의 두꺼운 얼음층으로 둘러쌓여져 있으나, 그 얼음층 밑에는 수심 100km의 거대한 바다가 존재한다고 알려져 있다. 이러한 환경 자체는 지구의 심해와 비슷하리라 여겨진다. 이 때문에 NASA에서도 탐사선을 보낼 계획이 있었으나 수십 km에 달하는 두꺼운 얼음층을 뚫고 탐사정을 보낼 기술 등의 문제로 계속 연기되었다. 2015년에는 화성을 포기하고 유로파에 집중하기로 했다가 같은 해 9월 28일 화성에서의 소금물 발견으로 다시 화성으로 변경, 결론적으로 실질적인 탐사까지는 많은 시간이 걸릴 것으로 예상된다. 2024년 10월 마침내 유로파 클리퍼가 발사되었다.
5. 여담
- ' 바다' 하면 대부분 청량한 모습을 떠올리지만, 심해는 청량함과 완전히 반대되는 어둡고 몽환적인 모습이므로 심해를 상상하는 것만으로도 공포감을 느끼는 사람들도 많다. 때문에 심해의 모습을 그린 그림들이나 기묘한 심해 생물 사진이 컬트적인 인기를 끌기도 했다.[12] 다만 정신적 질병으로서의 심해 공포증은 존재하지 않는다고 한다.[13]
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심해에 서식하는 생물 중에는 그 모양이 특이한 경우가 많아 화제가 되기도 한다. 심해라는 극한의 환경에서 살 수 있도록
진화한 생물이기 때문에 사람의 관점으로 보면 매우 특이하고
그로테스크하게 보이는 것이다.
심해어는 말할 것도 없고,
해면과 같은 생물 역시 종종 이슈가 되기도 한다. 그 한 사례가 다름아닌
엘타닌 안테나(Eltanin Antenna) 사건. 이게
외계의 수중 문명이나 해저에 자리 잡은
초고대문명의 흔적이 아니냐는 얘기가 나올 정도로 이채로운 생김새를 하고 있었기에 이런 사건이 일어났다.
상기한 특징으로 인해 현대에 새로운 종이 발견된다면 심해에서 발견되는 경우가 대부분인데, 그 와중에 처음 발견된 개체 몸 내부에서 미세 플라스틱이 발견됐다는 이유로 학명에 플라스틱이 들어가버린 종이 존재한다. #
- 군사 목적 잠수함으로는 소련의 시에라급이 794m에 도달하기도 했다. 이 정도면 일반적 공격용 잠수함의 선체 압착 지점으로[14] 비싼 티타늄을 대량으로 사용해 만들었다. 마찬가지로 타이타늄을 도배한 알파급 잠수함은 선체 압착심도가 1,300m에 달해, 군용 잠수함도 심도 1,000m를 넘어서게 되었다. 다만 선체를 워낙 비싼 타이타늄으로 도배했고, 탑재한 원자로가 심해에서 말썽을 부리기도 해서 냉전이 끝나자 곧 퇴역했다.
- 한국의 바다 중 황해는 평균 수심이 46m, 최대 수심이 110m로 생태학적으로든 해양학적으로든 심해가 존재하지 않는다. 바다 전역이 대륙붕이라고 보아도 무방하다. 한편 동해는 평균 수심이 1500m 가량이고, 최고 수심은 6000m 가량이여서 생태학적으로든 해양학적으로든 심해가 존재한다.
6. 대중매체에서
- Endless Ocean - Wii로 발매된 평범한 애들용 스쿠버 다이빙 체험 게임이지만.. 쓸데없이 현실적으로 만드는 바람에 심해 부분이 매우 공포스럽기로 유명하다. 사실 그냥 일종의 시뮬레이터 게임이라 단순하게 현실의 심해를 그대로 재현했는데 심해가 워낙 공포스럽다 보니[15] 가장 무서운 게임 중 하나라는 밈도 달려있을 정도다.
- Deepsea Challenge 3D
- Fate/Grand Order - 허수대해전 이매지너리 스크램블 ~노틸러스 부상하라~[16]
- Iron Lung - 코즈믹 호러 + 폐쇄 공포 + 심해[17]
- Seashine
- Sky - 빛의 아이들 - 심해의 시즌
- SOMA
- Under The Waves - 2023년에 발매하는 인터랙티브 무비 게임
- 네모바지 스폰지밥 - 특히 시즌 1의 메롱시티와 극장판의 조개시티가는 길이 심해 기질이 더욱 두드러진다.
- 딥스타 식스
- 딥 피어
- 레비아탄
- 메이플스토리 - 셀라스, 별이 잠긴 곳, 아쿠아리움
- 미스터 칠드런의 앨범 深海
- 바이오쇼크, 바이오쇼크 2
- 서브노티카
- 선리스 시
- 스피어
- 신기한 스쿨버스 - 주제가 바다일시 같이 다뤄진다. 신기한 스쿨 버스 2 시즌1 13화에서 자세히 다뤄졌다.
- 심해수
- 심해소녀
- 알고도 넘어간 자
- 어두운 바다의 등불이 되어
- 어비스
- 어비스리움
- 언더워터
- 월드 오브 워크래프트 - 바쉬르, 나즈자타, 영원한 궁전
- 쿠키런 시리즈 - '검은 바다의 전설', '심해도시 원더크랩' 이 두 이벤트가 심해를 배경으로 진행되었다.
- 크툴루 신화 - 크툴루를 비롯한 그레이트 올드 원이라든가, 딥 원 같은 위험 생물이 우글우글거리는 초위험 장소로 묘사된다. 원흉은 작가인 러브크래프트가 가지고 있던 심해/ 해산물 공포증. 그 탓인지 르뤼에도 남 태평양 심해에 가라앉아 있다.
- 하스스톤 - 확장팩 가라앉은 도시로의 항해
- 해저 2만리
- 마인크래프트 - y좌표 -16 이하에서는 심해 오징어를 모티브로 한 발광 오징어가 스폰된다.
[1]
쿠르츠게작트의 영상.
[2]
해저의 경우, 정확히는 바다의 밑바닥(
底)을 의미한다.
[3]
동유럽
아조프해, 동아시아
황해는 평균 수심이 각각 14m, 46m밖에 되지 않는다.
[4]
아래 여담에서 다루듯
황해는 최대 수심이 100m 안팎이므로, 100m를 잠수할 수 있다면 이론상 황해 제일 깊은 곳에 진입이 가능하다. 다만 황해는 시각적 방해물이 많은 등 다른 이유로 인해 잠수가 쉬운 환경은 아니다.
2014년
청해진해운 세월호 침몰 사고의 구조 및 조사에서도 황해의 이런 환경으로 인하여 잠수부들의 어려움이 컸다.
[5]
100m까지는
그물로 힘겹게나마 어획이 가능한 정도이다. 다행히 갈치는 밤이 되면 수면으로 올라오는 습성이 있어 좀 더 쉽게 잡을 수 있다고 한다.
[6]
이 배를 설계한 사람은
오귀스트 피카르인데, 이 잠수정을 타고 밑바닥에 도착한 사람이 그의 아들인 자크 피카르였다. 이러한 피카르 가문은 기구를 이용한
성층권 도달, 세계 일주 등과 같은 극한 탐사를 통해 널리 알려져 있는 유명한 모험가 집안이다.
[7]
다만 실제로 용존 산소가 부족한 구간도 있다. 생물학적 심해 시작구간인 200m와 해양학적 심해 시작 구간인 2,000m 사이 처럼 어중간한 부분은 광합성을 하는 생물이 없어 용존 산소량이 급감한다.
[8]
만화가 김명호의 학습 만화 '만화가의 생물학 공방'에서는 이를 두고 외계인이
사막을 바가지로 몇 번 긁어본 뒤 "지구는 생명체가 살지 않는 모래로 된 행성이다"라고 하는 것과 비슷하다고 묘사했다.
[9]
해양마다 큰 차이가 있기는 하지만,
대서양쪽 북극, 남극 인근 심해 같은 경우 표층만큼 용존산소가 풍부하기도 하다.
[10]
일례로
열대우림은 비가 자주 와서 토양의 영양분이 다 씻겨내려가기 때문에 보기보다 생물에게 열악한 환경이지만, 그렇기 때문에 열대우림이야말로 온갖 희귀종의 보고이다.
[11]
해저
열수구는
해령 등 화산활동 지역 근처, 판 모양으로 움직이는 텍토닉 플레이트(Tectonic Plate)가 움직이는 곳, 심해 대양평원에서 발견된다. 열수구에서 흘러나온 뜨거운 물이 차가운 바닷물과 섞이면 그 안에 있던
광물 등이 수온과 심해의 엄청난 압력에 가라앉으면서 열수구 주위에 퇴적물을 만든다. 열수구 근처에는 이러한 퇴적물에서 생명 활동을 하는
박테리아와 이를 먹이 삼는 갑각류, 연체동물, 선형동물 수백 종이 생태계를 형성하고 있다.
[12]
어두운 심해에 사람 1명이 미세한
빛에 의존해 헤메이는 사진을 보여주며 고립된 느낌을 선사하거나,
사람이 한없이 작게 보일 정도로 광활한 바닷속에서 거대한 해양 생물이랑 마주치는 것에 대한 공포 등을 표현한 사진들이 주로 나온다.
[13]
대개 해양공포증(Thalassophobia)이 심해공포증으로 와전된 경우라고 한다. 이 해양공포증은 바다에만 한정되지 않고 깊이를 가늠할 수 없을 정도로 깊은 물이면
강이나
호수, 심지어는 인공적으로 만들어진
수영장까지 포함될 수 있다.
[14]
심해 잠수정은 그 엄청난 수압을 버티기 위해 가용 공간이 매우 줄어들 수 밖에 없는데, 이것저것 넣어야 할 게 많은 군사용에서는 적용될 수 없는 설계이다. 현재까지 등장한 모든 잠수함도 내부 공간이 좁다는 불평이 자자했다.
[15]
칠흙같은 어둠 속에 갑자기 퀼리티 좋은 모델의 심해어들이 갑툭튀하니 안 무서울수가 없다.
[16]
엄밀히 말해선 심해가 아니라 허수 바다지만, 허수 바다의 환경이 꼭 심해처럼 묘사되었다.
[17]
정확히 말하면 게임 상 설정으로, 인간의 혈액으로 이루어진 피의 바다 내부를 탐사한다.