그림 53탐험관

마리아나 해구 깊이와 심해 생물을 3D로 살펴보기

수심 20 m만 내려가도 햇빛 속 빨간색이 거의 사라지는데, 챌린저 해연은 그보다 10,900 m를 더 내려가야 합니다.

마리아나 해구 깊이와 심해 생물을 3D로 살펴보기
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이 기기에서는 3D를 띄울 수 없습니다. 아래 안내 단계를 글로 볼 수 있습니다.

1 / 9 수심 10 m태평양 한가운데 수심 10 m에서 시작합니다. 머리 위 수면으로 햇빛이 들어옵니다. WASD나 방향키로 헤엄치고, R이나 스페이스로 오르고, F나 C로 내려갑니다. 휴대폰에서는 조이스틱과 오른쪽 아래 화살표를 씁니다.

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바다로 내려가면 무엇이 바뀔까요

마리아나 해구 깊이는 가장 깊은 챌린저 해연에서 약 10,935 m입니다. 이 전시는 세로 깊이를 압축한 3D 바다를 내려가며 빛과 수압이 달라지는 모습을 보여 줍니다. 깊은 수영장 바닥까지 잠수해 본 적이 있다면, 두 가지가 금세 달라진다는 것을 압니다. 귀가 먹먹하게 아파 오고, 모든 것이 조금 파랗게 보입니다. 넓은 바다에서 계속 내려가면 두 가지 모두 점점 심해지다가, 1,000 m 아래 어디쯤에서는 햇빛이 하나도 남지 않고 물이 대기 100개의 무게로 몸을 누릅니다.

이 전시는 서태평양 수면에서 마리아나 해구의 챌린저 해연 바닥까지 이어지는 바닷물 기둥입니다. 바닥은 NOAA 자료로 해수면 아래 약 10,935 m입니다. 엘리베이터처럼 한 번에 내려갈 수도 있고, 원하는 깊이에서 멈춰 헤엄치며 둘러볼 수도 있습니다. 왼쪽 위 숫자판은 매 순간 눈높이의 깊이로 계산합니다. 수심(m), 층 이름, 수온, 압력(기압), 그리고 수면 햇빛 가운데 빨강·초록·파랑이 얼마나 남았는지가 나옵니다. 오른쪽 눈금은 지금 깊이를 고래와 잠수정이 내려간 깊이와 나란히 보여 줍니다.

내려가는 길에는 실제 크기로 만든 생물 113종이 있습니다. 수면에 뜬 작은부레관해파리부터 챌린저 해연 바닥의 단각류까지입니다. 줄에 매단 색 카드, 해령 위 열수구, 해령 비탈의 고래 뼈, 사람을 바닥까지 데려간 잠수정 두 대도 있습니다. 도감에는 생물마다 사는 수심과 최대 크기, 그 숫자의 출처가 실려 있고, 이름을 누르면 그 생물 앞으로 갑니다.

빨간색이 가장 먼저 사라지는 까닭

햇빛은 여러 색이 섞인 빛인데, 물은 색마다 다르게 대합니다. 파장이 긴 빨강과 주황은 아주 빨리 흡수하고, 파장이 짧은 파랑은 천천히 흡수합니다. NOAA 해양탐사국의 빛과 색 자료에도 빨강, 주황, 노랑은 금방 걸러지고 파란빛이 가장 멀리 간다고 나와 있습니다.

색 카드를 보면 이것이 바로 드러납니다. 5, 20, 50, 100, 200 m에 줄로 매단 카드마다 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 흰색 여섯 칸이 있습니다. 5 m에서는 거의 원래 색으로 보입니다. 20 m에서는 빨간 칸이 어두워집니다. 100 m에서는 빨강과 주황이 검게 보이고, 노랑은 칙칙한 초록처럼, 흰색은 옅은 파랑처럼 보입니다. 전시의 조명은 140 m쯤 아래에서야 켜지므로, 위쪽 카드는 햇빛만 받은 모습입니다.

깊은 바다 생물 가운데 빨간 것이 많은 이유도 여기에 있습니다. 빨간 생물은 빨간빛을 반사하는데, 수십 m 아래에는 반사할 빨간빛이 없으니 검게 보입니다. NOAA는 3,000 m보다 깊은 곳에서 본 아귀류 물고기(씨토드)가 무인잠수정 조명 아래서는 새빨갛지만 어둠 속에서는 검게 숨는다고 설명합니다. 전시의 대왕오징어와 관벌레의 붉은 아가미도 조명이 비출 때만 제 색이 보입니다.

빛의 숫자 확인하기

모형은 빛이 깊이에 따라 지수 함수로 줄어든다고 보고, 색마다 줄어드는 빠르기를 따로 둡니다.

I(d) = I₀ × e^(−K·d)

K는 확산 감쇠 계수입니다. 맑은 대양의 물을 생각해 빨강(약 650 nm)은 1 m에 0.35, 초록(약 550 nm)은 0.065, 파랑(약 475 nm)은 0.022로 두었습니다. 가장 맑은 바닷물을 기준으로 한 추정값입니다. 플랑크톤과 흙이 많은 연안 바다에서는 빛이 훨씬 빨리 줄어듭니다.

이 세 숫자로 각 색이 수면의 1%로 줄어드는 깊이를 d = ln(100) / K로 계산하면 다음과 같습니다.

색 K (1 m당) 1%가 남는 깊이 0.1%가 남는 깊이
빨강 0.35 13 m 20 m
초록 0.065 71 m 106 m
파랑 0.022 209 m 314 m

파랑이 200 m쯤에서 1%가 되는 것은 NOAA의 설명과 맞습니다. 위쪽 200 m가 햇빛층(진광층)이고, 200~1,000 m에는 빛이 아주 조금만 들어오며, 1,000 m쯤 아래에서는 위에서 오는 빛이 완전히 사라집니다. 모형에서 1,000 m에 남는 파란빛은 수면의 약 3 × 10⁻¹⁰로, 어떤 식물도 쓸 수 없는 양입니다. 그래도 일부 심해 생물의 눈은 이 빛을 알아챌 만큼 예민해서, NOAA는 1,000 m까지 빛이 감지될 수 있다고 씁니다.

숫자판의 막대는 로그 눈금이라서 100%에서 10%로 줄어드는 것과 0.1%에서 0.01%로 줄어드는 것이 같은 길이로 보입니다. 화면의 밝기도 같은 방식으로 정했습니다. 사람 눈은 어둠에 적응하기 때문입니다. 그래서 파란빛이 0.2%도 남지 않은 300 m에서도 모형의 물은 여전히 파랗게 보입니다.

압력은 10 m마다 약 1기압씩 늘어납니다

해수면에서는 공기가 1기압으로 몸을 누릅니다. 1제곱인치마다 약 14.7파운드의 힘입니다. 물은 공기보다 약 800배 무거워서, 짧은 물기둥 하나가 머리 위 대기 전체만큼 무겁습니다. NOAA의 어림 규칙은 33피트(10.06 m) 내려갈 때마다 1기압이 늘어난다는 것입니다.

모형은 밀도를 일정하게 둔 정수압 공식을 씁니다.

p = 1 atm + ρ·g·d

바닷물 밀도 ρ = 1,025 kg/m³, 중력 가속도 g = 9.81 m/s², 1기압 = 101,325 Pa입니다. 그러면 1기압에 해당하는 물 깊이는 101,325 / (1,025 × 9.81) = 10.08 m로, NOAA의 10.06 m와 거의 같습니다. 전시에서 멈추는 깊이마다 숫자판에 나오는 값은 다음과 같습니다.

수심 모형의 압력
10 m 2.0기압
100 m 10.9기압
600 m 60.5기압
1,500 m 149.9기압
2,600 m 259.0기압
2,891 m 287.9기압
4,500 m 447.6기압
10,935 m 1,086기압

NOAA 어림 규칙으로 바닥을 계산하면 1 + 10,935 / 10.06 = 1,088기압이라서, 두 값의 차이는 0.2%도 되지 않습니다. 실제 바닷물은 깊은 곳에서 눌려 조금 더 무거워지므로, 해구 바닥의 진짜 압력은 두 값보다 약간 높습니다. 어느 쪽이든 흔히 말하는 「수면의 1,000배가 넘는 압력」보다 큽니다.

몸에 공기 주머니가 없는 생물은 이 압력을 거의 느끼지 않습니다. NOAA 해양탐사국은 심해 생물 대부분이 물로 되어 있고 물은 거의 눌리지 않아서, 어떤 종은 날마다 1,000 m를 오르내리며 100기압의 차이를 견딘다고 설명합니다. 고래는 갈비뼈와 폐가 압력에 맞춰 접히기 때문에 깊이 잠수할 수 있습니다. 사람이 타는 잠수정에는 두꺼운 강철이나 티타늄으로 만든 구가 있어야 합니다.

차갑지만 얼지 않는 물

열대 태평양 수면 가까이는 해와 바람이 데우고 섞어서 물이 28 °C 가까이 됩니다. 이렇게 섞인 층 아래에는 깊이에 따라 수온이 빠르게 떨어지는 수온약층이 있습니다. NOAA는 200 m쯤 아래 바닷물이 평균 약 4 °C이고, 1,000 m에서 4,000 m 사이에서는 수온이 거의 바뀌지 않으며, 그보다 깊은 물은 어는점 가까이에서 어는점을 조금 넘는 정도라고 설명합니다.

숫자판의 수온은 서태평양 열대 해역의 전형적인 수온 분포를 직선으로 이어 계산합니다. 수면 28 °C, 200 m 18 °C, 1,000 m 약 4 °C, 4,000~6,000 m 약 1.5 °C입니다. 해구에서는 물이 눌리며 조금 데워져서 바닥에서 약 2.4 °C까지 올라갑니다. 이 분포는 이 해역을 생각한 추정입니다. 다른 바다와 계절에서는 특히 위쪽 수백 m가 크게 다릅니다.

바다의 다섯 층

NOAA는 햇빛이 얼마나 닿는지에 따라 바닷물을 층으로 나누고, 전시의 층 이름도 그 경계를 따릅니다.

  1. 표층 (햇빛층), 0~200 m. 식물성 플랑크톤이 자랄 만큼 빛이 있고, 바다의 먹이 대부분이 여기서 만들어집니다.
  2. 중층 (박광층), 200~1,000 m. 광합성을 하기에는 너무 어둡습니다. 스스로 빛을 내는 생물이 많습니다.
  3. 점심해층, 1,000~4,000 m. 햇빛이 전혀 없습니다. 빛은 생물이 내는 것뿐입니다.
  4. 심해층, 4,000~6,000 m. 어는점에 가까운 물 아래로 넓은 진흙 평원이 펼쳐집니다.
  5. 초심해층 (해구), 6,000 m 이상. 깊은 해구에만 있는 층입니다. 영어 이름 hadal은 그리스 신화의 하데스에서 왔습니다.

바다 전체의 평균 깊이는 약 3,682 m라서, 바다 밑바닥 대부분은 점심해층이나 심해층에 있습니다.

화면 아래 구간 단추를 누르면 각 층으로 바로 가고, 층 경계를 지날 때는 그 층의 값이 잠깐 화면 위에 뜹니다. 아래 표는 앞의 공식으로 모형에서 계산한 값으로, 각 층의 위쪽과 아래쪽 경계에서 잰 것입니다.

층 수심 수온 압력 남은 파란빛
표층 0~200 m 28~18 °C 1~21기압 100%~1.2%
중층 200~1,000 m 18~4.2 °C 21~100기압 1.2%~3 × 10⁻⁸ %
점심해층 1,000~4,000 m 4.2~1.6 °C 100~398기압 없음
심해층 4,000~6,000 m 1.6~1.5 °C 398~596기압 없음
초심해층 6,000~10,935 m 1.5~2.4 °C 596~1,086기압 없음

수면부터 해구 바닥까지 생물 113종

도감에는 113종이 실려 있습니다. 표층에 18종, 중층에 36종, 점심해층에 39종(열수구와 냉용수, 고래 낙하 생물 포함), 심해층에 13종, 초심해층에 7종입니다. 모든 생물은 출처에 기록된 수심 범위 안에 놓였고, 기록된 최대 크기에 가깝게 만들었습니다. 그래서 작은 생물은 정말 작습니다. 초롱아귀나 비늘발고둥은 바짝 다가가야 보이고, 거대 관해파리는 중층을 가로질러 30 m나 늘어서 있습니다.

생물은 몇 가지 기본 몸꼴(물고기, 상어, 장어, 오징어, 문어, 해파리, 새우, 게 등)에 키와 폭, 지느러미, 이빨 같은 숫자를 넣어 만들었습니다. 송곳니고기와 도끼고기는 같은 몸꼴에 숫자만 다릅니다. 첫 번째 판에서 손으로 만든 모형도 그대로 있습니다.

  • 샛비늘치 (600 m). 최대 11 cm이고 배 쪽에 발광기가 줄지어 있습니다. 빛이 파란 것은 물속에서 가장 멀리 가는 색이기 때문입니다. NOAA도 바다 생물의 빛 대부분이 같은 이유로 파랗다고 설명합니다.
  • 향유고래와 대왕오징어 (약 650 m). 수컷 향유고래는 길이 16 m이고, NOAA 수산청 자료로 다 자란 수컷은 최대 52피트입니다. NOAA 수산청은 향유고래가 보통 약 2,000피트(610 m)에서 사냥한다고 하고, NOAA 해양청은 대왕오징어를 찾아 7,000피트(2,134 m) 넘게 잠수한다고 씁니다. 대왕오징어 모형은 지느러미 끝부터 긴 촉완 두 개의 끝까지 12 m입니다.
  • 혹등초롱아귀 (1,500 m). FishBase 자료로 암컷은 18 cm, 수컷은 약 3 cm입니다. 암컷의 미끼(에스카) 안에는 발광 세균이 살아서, 그 빛으로 먹이를 입 앞까지 끌어들입니다. NOAA 자료로 심해 아귀류는 167종입니다.
  • 열수구 (2,600 m). 바닷물이 지각 틈으로 스며들어 마그마에 데워진 뒤 400 °C가 넘는 온도로 다시 솟아오릅니다. 압력이 높아서 끓지 않습니다. 차가운 바닷물과 만나며 광물이 가라앉아 굴뚝을 쌓는데, NOAA는 마리아나 호상열도에서 높이 약 9 m인 굴뚝을 보고했습니다. 관벌레는 2 m까지 자라고 열수 속 화학 물질로 양분을 만드는 세균에 기대어 삽니다. SeaLifeBase에는 관벌레가 2,564~2,673 m에서 기록되어 있어서, 모형의 열수구도 2,600 m에 두었습니다.
  • 헤엄치는 해삼 (4,500 m). 「머리 없는 닭 괴물」이라는 별명이 붙은 엔이프니아스테스는 지느러미 같은 막을 움직여 바닥에서 떠올라 먼 거리를 헤엄칩니다.
  • 마리아나꼼치 (8,000 m). FishBase 자료로 6,198~8,178 m에 살고 최대 22.6 cm입니다. NOAA 해양탐사국에 따르면 지금까지 촬영된 가장 깊은 물고기는 8,336 m의 꼼치이고, 약 8,400 m보다 깊은 곳에는 물고기가 살지 못할 것으로 봅니다.

깊은 바다에서 살아남는 방법

도감에서 적응으로 걸러 보면 같은 답이 여러 번 되풀이됩니다.

  • 빛을 냅니다 (18종). 샛비늘치, 도끼고기, 독사고기, 발광빨판문어는 모두 발광기가 있습니다. 도끼고기는 배 쪽 빛으로 위에서 내려오는 희미한 빛을 흉내 내서, 아래에서 올려다보는 사냥꾼에게 그림자를 감춥니다(역조명). 신호등물고기는 예외로 붉은빛을 냅니다. 대부분의 심해 생물은 붉은빛을 보지 못합니다.
  • 붉거나 검은 몸 (19종). 20 m쯤 아래로는 붉은빛이 남지 않아서 붉은 생물도 검은 생물처럼 어둡게 보입니다. 투구해파리와 흡혈오징어, 심해새우가 모두 붉습니다.
  • 투명하거나 거울 같은 몸 (15종). 해파리와 대형 유형류, 꼼치는 거의 투명합니다. 도끼고기는 은빛 옆구리가 둘레의 파란빛을 그대로 비춥니다.
  • 큰 입과 늘어나는 위 (10종). 먹이가 드물어서 만나는 것은 무엇이든 삼킬 수 있어야 합니다. 검은삼킴고기는 자기보다 긴 물고기도 삼키고, 펠리컨장어는 턱을 그물처럼 벌립니다.
  • 거대화 (12종). 얕은 바다의 친척보다 훨씬 크게 자라는 생물이 있습니다. 단각류는 대개 몇 밀리미터지만 대왕단각류는 34 cm까지 자랍니다.
  • 햇빛 대신 화학 물질 (4종). 열수구의 관벌레, 열수구홍합, 예티게, 비늘발고둥은 황화수소로 양분을 만드는 세균에 기대어 삽니다.
  • 가라앉은 것을 먹습니다 (5종). 심해민태, 그린란드상어, 뼈먹는벌레, 해구의 단각류는 위에서 떨어지는 먹이를 기다립니다.

수심 2,891 m의 고래 낙하

열수구 서쪽으로 해령이 2,891 m까지 낮아지고, 그 진흙 위에 길이 14 m 고래 뼈가 놓여 있습니다. NOAA 해양청은 고래가 죽어 가라앉으면 어떻게 되는지 이렇게 설명합니다. 청소동물이 몇 달 안에 살을 먹어 치우고, 부스러기는 한 해 넘게 둘레의 진흙을 기름지게 합니다. 뼈는 그 뒤로도 수년에서 수십 년 동안 생물 군집을 먹여 살립니다. 뼈 속 지방이 썩으며 나오는 황화물을 세균이 쓰기 때문입니다.

이 깊이는 뼈먹는벌레(Osedax rubiplumus)에서 따왔습니다. SeaLifeBase에는 이 종의 수심이 2,891 m 하나만 실려 있는데, 2002년 고래 뼈에서 처음 발견된 깊이입니다. 모형의 뼈에 붙은 붉은 깃털이 이 벌레이고, 하나의 길이는 약 4 cm입니다. 위에서는 그린란드상어가 맴돕니다. 태평양이 아니라 대서양과 북극해에 살지만 사체를 먹는 상어로 알려져 있고, 기록된 수심이 2,992 m까지 내려갑니다.

도감의 숫자는 어디서 왔을까요

물고기의 수심 범위와 최대 길이는 FishBase에서, 다른 동물은 SeaLifeBase에서 가져왔습니다. 두 곳 모두 숫자마다 근거 논문을 밝혀 두는 큰 생물 자료집입니다. 몇 종은 NOAA 자료나 연구 논문을 썼고, 카드마다 출처 이름과 주소가 나옵니다.

크기는 기록된 최대 크기이고, 재는 방법이 종마다 다릅니다. 전체 길이는 주둥이부터 꼬리 끝까지이고, 몸길이는 꼬리지느러미가 시작되는 곳에서 멈추므로 실제 길이는 조금 더 깁니다. 오징어와 문어는 다리가 아니라 외투막(몸통) 길이를, 해파리는 갓의 폭을 잽니다. 카드에는 어느 방법인지 늘 적어 두었습니다. 예티게, 열수구홍합, 비늘발고둥, 바다돼지, 헤엄치는 해삼, 대형 유형류, 프로니마 일곱 종은 출처에 수심만 있고 크기가 없어서, 크기를 추정하고 추정이라고 표시했습니다.

헤엄치다가 가까이 다가간 생물은 도감에 「봄」으로 표시되고, 도감 단추의 숫자가 지금까지 본 종 수를 보여 줍니다.

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고래와 잠수정은 얼마나 깊이 내려갈까요

화면 오른쪽 눈금에는 다음 깊이가 표시되어 있습니다.

누가 깊이 출처
향유고래 보통 사냥 잠수 약 610 m NOAA 수산청
향유고래 깊은 잠수 2,134 m 이상 NOAA 해양청
민부리고래 최고 기록 2,992 m NOAA 수산청
앨빈 잠수 한계 6,500 m 우즈홀 해양연구소
가장 깊이 찍힌 물고기 8,336 m NOAA 해양탐사국
딥시 챌린저 (2012) 10,908 m (35,787피트) 딥시 챌린지 탐사대
트리에스테 (1960) 10,912 m (35,800피트) 미 해군역사센터

1960년 1월 23일, 미 해군 돈 월시 대위와 자크 피카르가 바티스카프 트리에스테를 타고 챌린저 해연 바닥에 내려갔습니다. 내려가는 데 다섯 시간 가까이 걸렸고, 바닥에는 20분쯤 머물렀습니다. 2012년에는 제임스 캐머런이 딥시 챌린저를 타고 혼자 같은 곳에 내려갔습니다. 이 잠수정은 길이 24피트(7.3 m)로, 캐머런은 나중에 우즈홀 해양연구소에 기증했습니다. 기록된 깊이가 서로 몇 m씩 다르고 NOAA의 10,935 m와도 다른 것은 잰 방법이 다르고, 그 뒤로 해구 측량이 더 정밀해졌기 때문입니다.

모형과 실제 바다가 다른 점

  • 깊이를 압축했습니다. 옆으로는 1칸이 1 m라서 생물과 잠수정 모두 실제 크기입니다. 위아래는 10,935 m가 한 화면에 들어가도록 로그 눈금을 썼습니다. 수면 가까이에서는 1칸이 약 1 m, 1,000 m 근처에서는 약 18 m, 바닥에서는 약 180 m입니다. 바닥에서 12 m 안쪽으로 들어오면 숫자판이 실제 m로 돌아오므로, 바닥에서 보이는 수심은 실제 깊이입니다.
  • 모든 것을 가까이 모았습니다. 찾기 쉽도록 생물을 한 기둥 둘레에 모았습니다. 실제 열수구는 해령과 배호분지에 있고 마리아나 해구 바로 옆에 있지 않으며, 해구의 폭은 수십 km입니다.
  • 빛 계산을 간단히 했습니다. 색 세 가지, 일정한 감쇠율, 맑은 물, 머리 위의 해를 가정했습니다. 구름과 플랑크톤, 해의 높이에 따라 실제 값은 달라집니다.
  • 여러 바다의 생물을 모았습니다. 비늘발고둥은 인도양 열수구에, 예티게는 남극 가까운 동스코샤 해령에, 그린란드상어는 대서양과 북극해에 삽니다. 생물마다 출처에 기록된 수심에 두었습니다.
  • 모두 큰 개체입니다. 모형은 기록된 최대 크기의 80~100%이고, 실제로 만나는 개체는 대개 더 작습니다. 45 m인 거대 관해파리는 화면에 들어가도록 30 m로 줄였습니다.
  • 일부 크기는 추정입니다. 도감의 열 종 크기, 대왕오징어 길이, 트리에스테의 모양, 수온 분포는 추정이라고 밝혀 두었습니다.

움직이는 방법

컴퓨터에서는 WASD나 방향키로 헤엄치고, R이나 스페이스로 오르고, F나 C로 내려갑니다. Shift를 누르면 빨라지고, 화면을 끌면 둘러봅니다. 휴대폰에서는 왼쪽 아래 조이스틱으로 앞뒤 좌우로 움직이고(끝까지 밀면 빨라집니다), 오른쪽 아래 화살표 두 개로 오르내립니다.

바다는 10.9 km나 깊어서 더 빨리 내려가는 방법도 있습니다. 속도 단추(또는 숫자 1, 2, 3 키)로 천천히(잠수부 속도인 초속 약 1.4 m), 빠르게, 잠수정(초속 약 8 m)을 고릅니다. 잠수정 속도에서는 오르내리는 속도도 네 배가 됩니다. 구간 단추 다섯 개는 각 층으로 바로 데려다주고, 오른쪽 수심 눈금을 누르면 그 깊이로 갑니다. 조작 탭의 수심 막대는 엘리베이터처럼 움직입니다.

도감 단추를 누르면 생물 113종 목록이 열립니다. 이름으로 찾거나 수심, 크기, 적응으로 좁힐 수 있고, 이름을 고르면 그 생물 앞으로 가서 사는 수심과 크기, 출처를 적은 카드를 보여 줍니다. 순서대로 보기는 아홉 깊이에서 멈추고, 부품 탭은 손으로 만든 모형마다 데려다줍니다. 깊은 곳에서 조명을 끄면 생물이 내는 빛만 남습니다.

엄지손톱 위의 무게로 바꿔 보기

기압은 몸으로 느끼기 어려우니, 바닥에서 읽은 값을 무게로 바꿔 보겠습니다. 1기압은 101,325 Pa이고, 1제곱미터에 101,325 N, 1제곱센티미터에 약 10.1 N이 걸린다는 뜻입니다. 약 1.03 kg 의 무게가 엄지손톱만 한 넓이에 얹히는 셈입니다(손톱 넓이는 사람마다 달라서 여기서는 1 cm²로 가정했습니다).

바닥의 계기판은 1,086기압입니다. 곱하면 1,086 × 10.1 N = 약 11,000 N이 그 1제곱센티미터에 걸립니다. g = 9.81 m/s²로 나누면 질량으로 약 1,120 kg, 1톤을 조금 넘습니다. NOAA가 쓰는 옛 단위로는 1,086 × 14.7 = 제곱인치당 약 16,000파운드입니다. 같은 계산을 계기판에 약 100기압이 뜨는 1,000 m에서 하면 엄지손톱 위에 약 100 kg 입니다.

숫자는 커 보이지만 한 곳에 실리는 짐이 아니라 압력입니다. 물은 사방에서 같은 세기로 누르므로, 안에 빈 공간이 없이 물로 차 있는 몸은 납작해지지 않습니다. 다음 절의 내용입니다.

흔한 오해

  • 「깊은 곳의 압력은 무엇이든 찌그러뜨린다.」 속에 기체가 든 것을 찌그러뜨립니다. NOAA 해양탐사는 심해 동물 대부분이 거의 물로 되어 있고 물은 잘 압축되지 않으며, 꺼질 만한 큰 공기 공간이 없다고 설명합니다. 스티로폼 컵이나 공기가 찬 선체는 다르며, 잠수정 승무원이 두꺼운 구 안에 타는 까닭이 이것입니다.
  • 「200 m 아래는 그냥 어둡다.」 NOAA의 설명은 200~1,000 m 에서는 빛이 아주 조금만 닿고, 약 1,000 m 아래에서는 위에서 오는 빛이 없다는 것입니다. 그렇다고 아래층에 빛이 전혀 없는 것은 아닙니다. NOAA 해양탐사에 따르면 그곳 동물 가운데 많은 수가 스스로 빛을 내며, 전시의 계기판은 햇빛만 셉니다.
  • 「두 배 깊이로 가면 압력도 두 배.」 압력은 지표의 1기압에 위의 물 무게를 더한 값입니다. 처음 10 m 에서 두 배가 되고 다음 10 m 는 그 절반만큼 더 늘 뿐입니다. 모형의 값은 10 m 에서 2.0기압, 100 m 에서 10.9기압, 10,935 m 에서 1,086기압입니다.
  • 「바닷물이 파랗기 때문에 바다가 파랗다.」 색 카드가 나머지 이야기를 보여 줍니다. 빨강, 주황, 노랑은 수십 m 안에 흡수되어 파랑만 남아 눈에 들어옵니다.

화면에서 해 보기

컨트롤의 수심 슬라이더를 10 m 에 놓고 압력을 읽은 뒤 100 m, 1,000 m 에서도 읽어 보세요. 약 2.0, 10.9, 100.2기압이 나와야 합니다. 10 m 마다 대략 1기압씩 늘어납니다. 조명은 약 140 m 아래에서만 켜지므로 100 m 에서는 조명 스위치를 눌러도 달라지는 것이 없습니다. 300 m 와 3,000 m 에서 조명을 껐다 켜 보세요. 켜면 빛줄기 안의 동물이 제 색을 보이고, 끄면 계기판에 남은 햇빛과 동물이 스스로 내는 빛만 남습니다. 마지막으로 잠수정 속도 버튼을 누르고 수심 2,891 m 의 고래 낙하로 내려가 압력이 위 표와 같은 287.9기압인지 확인합니다.

어둠 속의 빛: 발광 부위는 어디에 있을까요

수심 1,000 m 아래에는 햇빛이 전혀 남지 않지만, 그렇다고 빛이 없는 것은 아닙니다. NOAA 해양탐사국에 따르면 수심 200~1,000 m에 사는 동물의 80퍼센트가 스스로 빛을 냅니다. 물속에서 가장 멀리 가는 색이 파랑이라서 그 빛도 대부분 파랗습니다. 도감의 발광 생물 카드에는 이제 발광기가 몸 어디에 있는지 나오고, 모형도 그 자리에 빛을 냅니다.

  • 배 쪽에 줄지은 발광기. 도끼고기, 샛비늘치, 브리슬마우스와 많은 용고기는 배 아래에 발광기가 줄지어 있습니다. 아래에서 올려다보면 이 희미한 빛이 수면에서 내려오는 빛과 겹쳐 물고기의 윤곽을 지웁니다. 이것을 역조명이라고 합니다.
  • 미끼 끝과 턱 수염. 초롱아귀는 입 앞에 빛나는 미끼(에스카)를 드리우고, 보아용고기 같은 용고기는 턱 아래에 빛나는 수염을 늘어뜨립니다. 부채지느러미초롱아귀는 예외로, 미끼에 빛이 없습니다.
  • 눈 아래의 빨간빛. 신호등물고기, 반짝이느슨턱, 잔이빨용고기는 눈 아래 발광기로 빨간빛을 냅니다. MBARI 자료처럼 대부분의 심해 생물은 빨강을 보지 못하므로, 들키지 않고 먹잇감을 비출 수 있습니다.
  • 팔 끝. 다나문어오징어는 알려진 동물 가운데 가장 큰 발광기를 두 팔 끝에 달고 있고, 반딧불오징어는 두 팔 끝에 세 개씩 있습니다.
  • 빛나는 액체. 어깨대롱고기는 아가미 뒤 주머니에서 빛나는 액체를 뿜고, 그 빛 구름을 남긴 채 달아납니다.

어두운 구간에서는 화면 가장자리 화살표가 가장 가까운 생물 쪽을 가리키고, 장면 안에서 떨어진 거리를 보여 줍니다. 화살표를 누르면 그 생물에게 헤엄쳐 갑니다. 도감도 깊은 바다 쪽으로 늘었습니다. 113종 가운데 59종이 1,000 m 아래에 살아서(전에는 31종), 어둠 속에서도 늘 헤엄쳐 갈 곳이 있습니다.

거인들을 나란히

「크기」 버튼을 누르면 중층에서 가장 긴 세 생물이 수심 30 m의 밝은 물속에 실제 크기로, 키 1.7 m인 사람 옆에 나란히 섭니다. 길이 16 m인 향유고래 수컷, 긴 촉완 두 개 끝까지 잰 12 m 대왕오징어, 8 m 산갈치입니다. 꼬리 쪽을 왼쪽에 맞춰 두어서 길이를 곧바로 견줄 수 있습니다. 아래에서 만나는 것과 같은 모형입니다. 도감과 과제도 향유고래 수컷 16 m(NOAA 수산청), 촉완을 포함한 대왕오징어 추정 12 m로 통일했습니다. 이는 전시에서 택한 어른 개체의 길이이며 최대 기록을 뜻하지 않습니다.

내려가는 길의 숨은 볼거리

바다 기둥 곳곳에 볼거리 16개가 숨어 있고, 가까이 헤엄쳐 가면 찾은 것으로 칩니다. 대부분은 기록이 세워진 자리입니다.

  • 가장 깊은 난파선 (6,895 m). 미 해군은 2022년 6월, 빅터 베스코보와 칼라단 오셔닉이 필리핀해에서 찾은 난파선이 1944년에 가라앉은 호위구축함 USS 새뮤얼 B. 로버츠라고 확인했습니다. 지금까지 위치를 찾고 조사한 난파선 가운데 가장 깊습니다. 모형은 해구 벽의 바위 턱에 놓인 선체 조각 하나뿐입니다.
  • 가장 깊은 곳의 문어 (6,957 m). 2019년 자바 해구에서 착저 카메라가 덤보문어를 찍었습니다. 초심해층에서 문어를 본 첫 기록입니다(제이미슨과 베키오네, 2020).
  • 측심 추 (8,184 m). 1875년 챌린저호는 추를 단 줄로 마리아나 해구에서 26,850피트를 쟀습니다. 챌린저 해연이라는 이름이 이 배에서 왔습니다.
  • 네레우스 (9,990 m). 2009년 챌린저 해연에 닿았던 무인 잠수정 네레우스는 2014년 5월 10일 케르마데크 해구에서 사라졌습니다.
  • 거대한 단세포 생물 (10,641 m). 스크립스 연구진은 2011년 시레나 해연에서 지름이 10 cm를 넘기도 하는 단세포 생물 제노피오포어를 촬영했습니다.
  • 비닐봉지 (10,898 m). JAMSTEC의 심해 쓰레기 자료에는 1983년부터 찍은 사진과 영상이 모여 있습니다. 이 자료를 분석한 2018년 연구에서 기록된 가장 깊은 쓰레기는 마리아나 해구의 비닐봉지였습니다.
  • 가이코 (10,911 m). 일본의 무인 잠수정 가이코는 1995년 3월 10,911.4 m까지 내려가 단각류 히론델레아 기가스를 가져왔습니다.
  • 냉용수 (모형에서는 2,891 m). 메탄과 황화수소가 많은 액체가 주변 물과 비슷한 온도로 해령 비탈에서 스며 나옵니다. 냉용수홍합은 메탄을 쓰는 세균으로 살고, 냉용수 관벌레는 아주 천천히 자라서 멕시코만의 어떤 개체는 200살이 넘었습니다.
  • 열수구의 온도계와 눈금 막대 (2,600 m). 열수구의 물은 400 °C를 넘기도 하고, 그곳 관벌레는 1년에 1 m 조금 못 되게 자랍니다. 알려진 바다 무척추동물 가운데 가장 빠릅니다.
  • 쪼개진 단괴 (4,500 m). NOAA는 이런 껍질이 100만 년에 약 2 mm 자란다고 합니다.
  • 캐스퍼 (모형에서는 4,500 m). 2016년 하와이 앞바다 4,290 m에서 찾은 지느러미 없는 흰 문어로, 아직 학명이 없습니다.
  • 커다란 붉은 해파리, 피배빗해파리, 침강물 채집기는 각각 1,500 m, 800 m, 3,000 m의 탁 트인 물속에 있습니다.

도전 과제 아홉

「과제」 버튼을 누르면 짧은 과제 아홉 개가 나옵니다. 네 개는 헤엄쳐서 풉니다. 1,000 m 아래에서 빛나는 생물 5종 찾기, 챌린저 해연 바닥 찍기, 향유고래의 깊은 잠수인 2,134 m까지 따라가기, 다섯 층 모두 들르기입니다. 네 개는 골라서 풀며, 답은 전시가 쓰는 숫자에서 나옵니다. 가장 긴 생물은 도감의 크기에서, 가장 먼저 사라지는 색은 빛 모형에서, 10,912 m의 압력은 압력 공식에서, 햇빛 없이 사는 생물은 도감의 적응에서 가져옵니다. 마지막 과제는 숨은 볼거리 다섯 개 찾기입니다. 푼 과제와 찾은 볼거리는 이 기기에 남습니다.

자주 묻는 질문

바다는 왜 파랗게 보이나요?

물이 빨간빛을 파란빛보다 훨씬 빨리 흡수하고, 파란빛 일부를 눈 쪽으로 흩어 보내기 때문입니다. 20 m쯤이면 빨간빛이 거의 사라져서 남은 빛이 파랗게 보입니다.

마리아나 해구 바닥에도 빛이 있나요?

햇빛은 없습니다. NOAA는 수면의 빛이 1,000 m쯤에서 모두 사라진다고 설명합니다. 해구 안의 빛은 스스로 빛을 내는 생물과 내려온 잠수정의 조명뿐입니다.

바닥의 압력은 얼마나 되나요?

이 모형에서는 약 1,086기압이고, 10.06 m마다 1기압이라는 NOAA 규칙으로는 약 1,088기압입니다. 1제곱인치마다 약 16,000파운드가 누르는 셈입니다.

심해 생물은 왜 빨갛거나 검은 것이 많나요?

수십 m 아래에는 빨간빛이 없어서 빨간 생물은 아무 빛도 반사하지 못하고 검게 보입니다. 두 색 모두 어둠 속에서 천적의 눈을 피하는 데 유리합니다.

향유고래는 얼마나 깊이 잠수하나요?

NOAA 수산청은 향유고래가 보통 약 610 m까지 잠수한다고 하고, NOAA 해양청은 2,134 m 넘게 사냥 잠수를 한다고 씁니다. 고래 가운데 가장 깊은 잠수 기록은 민부리고래의 2,992 m입니다.

물고기가 발견된 가장 깊은 곳은 어디인가요?

8,336 m에서 촬영된 꼼치입니다. NOAA 해양탐사국은 압력 때문에 약 8,400 m보다 훨씬 깊은 곳에는 물고기가 살지 못할 것으로 봅니다.

깊은 바다는 얼마나 차갑나요?

200 m쯤 아래는 평균 약 4 °C이고, 바닥 가까이는 어는점에 가깝지만 얼지는 않습니다. 해구에서는 물이 눌리며 아주 조금 따뜻해집니다.

고래 낙하가 무엇인가요?

바다 밑바닥에 가라앉은 고래 사체를 말합니다. NOAA는 깊은 바다에 갑자기 생긴 큰 먹이 창고라고 설명합니다. 청소동물이 몇 달 안에 살을 먹고, 뼈는 수년에서 수십 년 동안 벌레와 세균, 여러 동물을 먹여 살립니다.

심해 생물은 왜 빛을 많이 내나요?

1,000 m쯤 아래에는 햇빛이 없어서, 무엇을 보거나 남에게 보이려면 스스로 빛을 내야 합니다. 먹이를 꾀고, 짝을 찾고, 공격자를 놀라게 하고, 도끼고기처럼 위에서 오는 희미한 빛에 맞춰 몸의 그림자를 감추는 데 씁니다. 이 전시의 113종 가운데 37종이 빛을 냅니다.

심해 생물은 얕은 바다 생물보다 큰가요?

그런 종이 있습니다. 대왕단각류는 34 cm까지 자라 얕은 바다 단각류보다 몇십 배 길고, 대왕오징어와 거대 관해파리는 가장 긴 동물 축에 듭니다. 반대로 7.6 cm인 브리슬마우스처럼 작은 종도 많아서, 크기는 무리마다 다릅니다.

챌린저 해연 바닥에 처음 간 사람은 누구인가요?

1960년 1월 23일 트리에스테를 탄 돈 월시와 자크 피카르입니다. 혼자 처음 내려간 사람은 2012년의 제임스 캐머런입니다.

지금까지 찾은 가장 깊은 난파선은 무엇인가요?

미 해군에 따르면 1944년 사마르 해전에서 가라앉은 호위구축함 USS 새뮤얼 B. 로버츠가 지금까지 위치를 찾고 조사한 난파선 가운데 가장 깊습니다. 필리핀해 6,895 m에 있고, 2022년 6월에 확인되었습니다.

플라스틱이 바다 맨 밑바닥까지 갔나요?

갔습니다. JAMSTEC 심해 쓰레기 자료를 분석한 2018년 연구에서 6,000 m보다 깊은 곳에서도 플라스틱이 나왔고, 대부분 한 번 쓰고 버리는 제품이었습니다. 기록된 가장 깊은 쓰레기는 마리아나 해구 10,898 m의 비닐봉지였습니다.

냉용수가 무엇인가요?

메탄이나 석유, 황화수소가 많은 액체가 주변 물과 거의 같은 온도로 해저에서 스며 나오는 곳입니다. NOAA는 냉용수가 뜨거운 열수구와 달리 안정되고 오래간다고 설명합니다. 그래서 생물이 천천히 자라고, 냉용수 관벌레는 200년 넘게 살기도 합니다.

발광기가 가장 큰 동물은 무엇인가요?

다나문어오징어(타닝기아 다나에)입니다. 알려진 동물 가운데 가장 큰 발광기를 두 팔 끝에 달고 있으며, 사냥할 때 번쩍입니다.

용어

  • 고래 낙하: 바다 밑바닥에 가라앉은 고래 사체와 그 위에 사는 생물 군집입니다.

  • 몸길이 (표준 체장): 물고기를 주둥이부터 꼬리지느러미가 시작되는 곳까지 잰 길이입니다.

  • 역조명: 배 쪽에서 위의 희미한 빛과 같은 밝기로 빛을 내어 그림자를 지우는 것입니다.

  • 냉용수: 메탄이 많은 액체가 주변 물과 비슷한 온도로 해저에서 스며 나오는 곳.

  • 제노피오포어: 심해 바닥에 사는 단세포 생물로, 10 cm보다 크게 자라기도 합니다.

  • 감쇠 계수 (K): 깊이에 따라 빛이 줄어드는 빠르기입니다. 1/K만큼 내려가면 빛이 1/e(약 37%)로 줄어듭니다.

  • 기압 (atm): 해수면에서 공기가 누르는 압력으로, 101,325 파스칼입니다.

  • 바티스카프: 물보다 가볍고 거의 눌리지 않는 휘발유를 채운 큰 부력 탱크 아래에 승무원 구를 매단 심해 잠수정입니다.

  • 생물 발광: 생물이 화학 반응으로 빛을 내는 것입니다.

  • 화학 합성: 열수구 세균처럼 햇빛 대신 화학 물질로 양분을 만드는 것입니다.

  • 에스카: 초롱아귀 낚싯대 끝에서 빛나는 미끼입니다.

  • 초심해층 (해구층): 6,000 m보다 깊은 바다로, 해구에만 있습니다.

  • 발광기: 물고기나 오징어 몸에서 빛을 내는 기관입니다.

  • 수온약층: 따뜻한 표층수와 차가운 심층수 사이에서 수온이 빠르게 떨어지는 층입니다.

출처

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