심해에서는 어떤 일이 벌어지고 있을까

 바다는 지구에서 가장 거대하면서도 가장 적게 탐사된 미지의 영역입니다 전체 바다의 80퍼센트 이상이 여전히 지도로 제작되지 않았고 인간의 눈으로 확인되지도 않았으며 우주 공간에 버금가는 수수께끼를 간직하고 있습니다

바다 깊은 곳으로 내려갈수록 햇빛은 사라지고 수압은 높아지며 세상은 기이한 생명체와 극한의 물리적 환경으로 가득 찬 외계 같은 영역으로 변합니다 심해의 깊은 곳에서 실제로 어떤 일이 일어나는지 알아보겠습니다

바다의 층별 구조

바다는 햇빛이 도달하는 정도에 따라 여러 층으로 나뉩니다 첫 번째 층은 해수면에서 200미터까지의 표층으로 대부분의 해양 생물과 산호초 그리고 광합성이 일어나는 곳입니다

그 아래에는 200미터에서 1,000미터 사이의 박명층이 있습니다 이곳은 빛이 아주 희미하고 온도가 급격히 떨어지기 시작합니다 이곳의 물고기들은 어두운 빛에 적응하기 위해 눈이 매우 크며 스스로 빛을 내는 생물 발광 능력을 갖추고 있습니다

다음은 1,000미터에서 4,000미터 사이인 심해층입니다 이곳은 햇빛이 전혀 닿지 않는 암흑의 세계이며 기온은 빙점에 가깝고 수압은 엄청납니다 그 너머 4,000미터 이상의 초심해층은 지구상에서 가장 깊고 어두운 마리아나 해구 같은 곳을 포함합니다

사라지는 빛과 높아지는 수압

깊이 내려갈수록 햇빛은 투과하지 못합니다 약 1,000미터 지점에 이르면 완전한 어둠이 찾아옵니다 빛이 사라지는 동안 수압은 수직으로 상승합니다 수심 10미터마다 1기압씩 증가하며 10,000미터 깊이에 도달하면 수압은 수면보다 1,000배 이상 높아집니다

이 엄청난 힘은 인간이 만든 대부분의 잠수함을 파괴할 정도입니다 이것이 심해 탐사가 매우 어렵고 위험한 이유 중 하나입니다 이곳에 사는 생물들은 극한의 조건에서 생존하기 위해 유연한 몸과 최소한의 공기 공간 그리고 독특한 생화학적 구조를 갖추도록 진화했습니다

극한의 추위와 암흑

심해 바닥의 온도는 1도에서 4도 사이로 빙점에 가깝습니다 바닷물을 데워줄 햇빛이 없으며 극지방에서 가라앉은 차갑고 밀도 높은 물이 심해 분지를 채웁니다

하지만 이 차갑고 어두운 환경이 생명체가 없는 곳은 아닙니다 많은 유기체가 햇빛 대신 화학 반응을 통해 에너지를 얻으며 이곳에서 번성하도록 진화했습니다 이들의 대사 속도는 매우 느려서 먹이가 부족한 환경에서 에너지를 보존하는 데 도움을 줍니다

일부 종은 거의 휴면 상태에 들어가 아주 천천히 움직이고 먹으며 수십 년 또는 수백 년 동안 살기도 합니다

심해의 소리 풍경

빛은 물속에서 멀리 이동하지 못하지만 소리는 다릅니다 심해에서 소리는 수 킬로미터까지 전달됩니다 많은 해양 동물은 의사소통과 항해 그리고 사냥을 위해 소리에 의존합니다

고래는 심해의 음향 통로를 통해 수천 킬로미터를 이동할 수 있는 저주파 소리를 냅니다 물고기들은 부레를 두드려 소리를 내고 새우들은 수중 폭풍우 같은 거대한 합창 소리를 만들어냅니다

과학자들은 심해에서 정체불명의 소리들을 감지하기도 했습니다 예를 들어 1997년에 기록된 블루프 소리는 여전히 연구자들을 당혹스럽게 만듭니다 일부 소리는 얼음의 이동이나 화산 활동 또는 심해 지진과 관련이 있지만 여전히 설명되지 않는 소리들도 많습니다

열수 분출공

현대 해양학의 가장 놀라운 발견 중 하나는 1977년 갈라파고스 단열대에서 열수 분출공을 찾아낸 것입니다 이 분출공은 지구 지각의 틈에서 미네랄이 풍부하고 뜨겁게 달궈진 물을 뿜어냅니다

이 분출공 주변에는 햇빛에 전혀 의존하지 않는 전체 생태계가 번성하고 있습니다 광합성 대신 박테리아가 황화수소와 같은 화학 물질을 에너지로 전환하는 화학 합성에 의존합니다

이 박테리아들은 거대 관벌레와 유령 게 그리고 기이한 조개들을 포함한 먹이사슬의 기초를 형성합니다 분출공 근처의 온도는 400도를 넘을 수도 있지만 이 생물들은 지표면의 생명체라면 죽었을 환경에서도 잘 자라납니다

열수 분출공은 생명력의 회복 탄력성에 대한 우리의 이해를 혁신적으로 바꾸었으며 지구상의 생명체가 수십억 년 전 이와 유사한 환경에서 시작되었다는 이론에 영감을 주기도 했습니다

심해의 거대 생물과 유령 같은 생명체들

심해의 어둠 속에는 지구상에서 가장 이상하고 위협적인 생물들이 숨어 있습니다 접시만한 눈을 가진 대왕오징어와 거대한 쥐며느리를 닮은 심해 등각류 그리고 빛나는 팔을 사용해 공격자를 놀라게 하는 흡혈오징어가 있습니다

풍선장어와 같은 많은 심해어는 자신보다 큰 먹이를 삼킬 수 있도록 거대한 턱을 가지고 있습니다 배럴아이 물고기는 머리가 투명하여 자신의 해골을 통해 위쪽을 바라볼 수 있습니다

이러한 기괴한 적응 방식은 먹이가 희귀하고 빛이 없으며 생존을 위해 창의성이 요구되는 환경에서 타당한 선택입니다 또한 평생 살아있는 상태로 보기 힘든 대왕오징어는 길이가 13미터까지 자랄 수 있으며 이들의 존재는 수세기 동안 바다 괴물 전설의 토대가 되었습니다

심해 평원과 숨겨진 사막

심해 평원은 바다저면의 대부분에 펼쳐져 있는 광활하고 평평한 지역으로 고운 퇴적물로 덮여 있습니다 생명체가 없어 보일 수도 있지만 그 부드러운 진흙 아래에는 벌레와 해삼 그리고 불가사리들이 번성하는 공동체가 존재합니다

해양 눈이라고 불리는 위에서 떨어진 유기체 사체와 파편들이 이 생태계의 먹이가 됩니다 5,000미터 깊이에서도 자연은 모든 탄소 입자를 재활용할 수 있습니다

때때로 해저에는 해산이라고 불리는 수중 산이나 수천 미터 더 깊이 떨어지는 해구가 형성되어 지구상에서 가장 깊은 서식지를 만듭니다

해구와 탐사의 한계

초심해층에는 지각판의 움직임으로 형성된 좁고 깊은 골짜기인 해구가 포함됩니다 가장 깊은 곳으로 알려진 마리아나 해구는 깊이가 거의 11,000미터에 달합니다

이토록 깊은 곳까지 내려간 인간은 거의 없습니다 1960년 자크 피카르와 돈 월시가 처음으로 챌린저 해연에 도달했으며 최근에는 영화감독 제임스 카메론과 해양학자 빅터 베스코보가 그 뒤를 이었습니다

로봇 무인 잠수정조차 엄청난 수압 속에서 고전하고 있으며 탐사는 여전히 매우 제한적입니다 하지만 매 탐사마다 새로운 생명체와 지질학적 경이로움이 발견되고 있으며 이는 지구의 가장 깊은 곳이 여전히 미지의 세계로 남아 있음을 증명합니다