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바다의 생성과 진화

해양자원의 개발

지금으로부터 약 46억년 전에 태양계와 함께 태어난 태초의 지구는 현재의 지구와 크게 달랐다. 지구가 제 모습을 갖춘 후에도 수억 년 동안은 소행성들이 끊임없이 충돌하면서 내는 마찰열 때문에 지구 표면은 화산폭발 때에 분출되는 것과 같은 마그마로 덮여 있었다. 이러한 상황에서 최초의 생명체는 어떻게 지구상에 등장하게 되었을까? 생명의 기원을 알아보기 위한 실험의 재현도 힘들고, 처음 등장한 생명체의 화석도 남아 있지 않아 지구에 최초 생명체의 등장을 부분적인 과학적 근거를 들어 추정하고 있다.

첫째,   

생명의 기원에 관한 실험으로 유명한 밀러는 실험을 통해 원시 대기에 존재하였을 것으로 예상되는 간단한 물질에서 아미노산이 생기고, DNA, RNA 등 핵산성분이 만들어지는 것을 확인하였다. 이 실험은 태초의 지구에서 수천만 년에 걸쳐 생명의 핵심 성분들이 만들어져 바다에 녹고, 바다 주변의 물이 고인 곳에서 농축되어 보다 복잡한 화합물로 바뀌는 등의 화학적 진화를 거쳐 최초의 세포로 발전했을 것이라는 가설이 가능성을 보여 준다.

둘째,   

외계에서 생명체가 또는 생명체를 만드는 데 필수적인 유기화합물이 운석이나 소행성과 함께 지구로 유입되었다는 가설이다. 성간 구름에서 100여 종류의 유기화합물이 발견되었다면, 외계에서 아미노산 같은 생명의 핵심물질이 만들어졌을 가능성이 있다고 생각할 수 있다. 그러나 운석이나 소행성이 지구의 대기권으로 들어올 때 높은 온도로 가열되기 때문에 생명의 화합물들이 고온에서 파괴되지 않고 지구 표면에 도달할 수 있는가 하는 의문이 생긴다. 그러나 극한 상황에서도 다양한 종류의 생물이 존재한다는 것이 알려져 있다.

셋째,   

최근에 과학자들이 주목하고 있는 생명의 기원에 관한 가설은 바닷속 1km 이상 깊이의 해저 주위에서 발견되는 열수구에서 생명체가 태어났다는 것이다. 400℃정도로 온도가 매우 높고 압력과 산성도까지 높은데다가 햇빛까지 도달하지 않는 환경인 열수구에서 관벌레, 게, 조개, 새우 등 생명체가 살고 있는 것이다. 따라서 지구 최초의 생명체가 해저에서 황화수소와 같은 화합물의 화학에너지를 사용해서 태어난 것이 아닌가 하는 가설을 생각해 볼 수 있다.

질주-신지현 作(제3회 대한민국해양사진대전 학생부)

생명의 기원과 관련된 여러 가설과 별개로 생명의 기원에 관한 또 하나의 의문은 단백질과 DNA 중에서 어느 것이 먼저 생겼는가 하는 것이다. 단백질의 아미노산 서열이 DNA의 염기 서열에 의해 결정된다면 DNA가 먼저 만들어져야 한다. 그러나 대물림을 위하여 DNA의 유전 정보를 복제하는 데는 단백질의 도움이 필요하다. 즉 닭이 먼저냐, 달걀이 먼저냐 식의 문제인 것이다.

그런데 1980년대에 핵산의 일종인 RNA가 염기 서열의 정보를 가지면서 단백질과 같이 효소작용을 할 수 있는 것이 알려졌다. 지금은 초기 생명체가 RNA로 출발하였고, DNA와 단백질로 기능이 분화되었다고 하는 가설이 널리 받아들여진다. 아미노산으로부터 단백질이 만들어지고, 당, 염기, 인산으로부터 RNA와 DNA가 만들어졌다고 해도 이들 물질이 모여 일종의 자기 조직화를 거쳐 세포를 만들기 전에는 생명체라고 볼 수 없다. 따라서 화학적 진화의 마지막 단계어서 여러 가지 고분자 물질들이 모여 대사와 유전의 기능을 갖춘 세포가 탄생한 것으로 생각된다.

DNA

해저지형과 기상

해저지형의 구조

바다 밑은 많은 양의 물로 덮여있기 때문에 어떤 모양으로 되어 있는지를 알아보기란 쉽지 않다. 과학자들은 평균 수심이 약 4.8km에 불과한 바다 밑을 연구하기 보다는 지구로부터 약 38만km나 떨어져 있는 달의 표면을 연구하는 것이 더 쉽다고 한다.

현재 바다 밑의 땅 모양을 연구하기 위해서는 음파를 이용한다. 물속에서 음파가 진행되는 속도는 1초에 약 1,500m로 공기 중에서는 340m인 것에 비해 매우 빠른 속도라 할 수 있다. 가령 바다 밑에 음파를 쏘아서 4초만에 돌아왔다면 해저까지 가는데 2초, 오는데 2초가 걸린 셈이 된다. 그래서 바다의 깊이는 "1,500m×2초=3,000m"가 되는 것이다.

바닷속의 지형은 육지와 마찬가지로 크고 작은 언덕과 편평한 대지, 깊고 긴 계곡과 거대한 산맥 등이 있다. 또한 바다 밑은 지형에 따라 대륙붕, 대륙 사면, 대륙대, 심해저 평원으로 구분하며 깊이에 따라 해안 및 아연안대, 반심해대, 심해대로 구분한다.

해저 지형 모식도 단면
대륙붕

육지와 바로 연결되고 경사가 완만한 지형으로 평균 수심 200m 이내인 곳

대륙사면

대륙붕 바깥쪽으로 경사가 진 곳

해구

수심이 7~10km의 좁고 긴 골짜기로 지진 활동이 활발한 곳

해산

대양저 평원에 분포하는 뾰족한 모양의 해저 화산

해안의 생성과 종류
해안의

해안을 살펴보면 일반적으로 4가지 형태의 모습을 볼 수 있다. 깍아지른듯한 가파른 절벽, 절벽의 아래 바닷물과 만나는 곳이나 평지 부근의 동굴, 해안이 육지 쪽으로 들어가 물살이 약한 곳이 있는데 이곳을 만이라 부른다. 이곳에는 모래사장도 있으며 배를 정박하는 항만을 만들기도 한다. 또 육지가 바다쪽으로 돌출된 곳도 있는데 이곳을 곳이라 부르며 이곳에 절벽과 동굴이 많다.

생성과 종류

바다로 돌출된 곳은 파도에 의하여 계속 깎이게 되고 이 물질들이 만에 계속 쌓이게 되면 모래사장이 길게 형성되어 우리가 즐겨 찾는 해수욕장으로 이용된다.
해안은 바위해안, 모래해안, 갯벌해안의 3가지 종류로 구분할 수 있다.

바위해안

해안가에서 가장 멋진 풍광을 자랑하는 것은 바위해안일 것이다. 이런 해안에는 깎아 세운 듯한 뾰족한 기암절벽이 가파르게 솟아 있는 게 보통이다. 그러나 사실은 그와 정반대의 현상이 일어나고 있다. 파도는 암벽을 야금야금 먹어 들어가 아치 모양의 암초, 동굴들을 만들어 내는 것이다.

형제섬 일출-고봉수 作(제4회 대한민국해양사진대전 입선)
모래해안

모래로 구성된 해안으로 주로 해수욕장으로 이용된다. 이러한 모래해안에 서식하는 생물은 바위해안에 사는 생물과는 그 종류가 다르다. 바위 해안에 사는 생물은 바위에 몸을 밀착시켜 살아가는 반면 모래해안에 서식하는 게, 조개 같은 생물은 이곳저곳으로 옮겨 다니며, 주로 모래 속에 굴을 파고 산다. 그중에는 모래알 사이의 아주 협소한 공간에서 사는 생물도 있다.

이경자 作(제1회 대한민국해양사진대전 가작)
갯벌해안

갯벌은 조차가 큰 해안에서 만조(밀물) 시에는 물에 잠기고, 간조(썰물) 시에는 노출되는 평탄한 해안 퇴적 지형이다. 황해안은 조차가 큰 데다 해안선이 복잡하여 파랑의 영향이 적고 대하천이 많은 양의 퇴적물을 운반하므로 갯벌 발달에 알맞은 조건을 갖추고 있다. 하구에 이른 퇴적물은 간조 시에 바다 쪽으로 운반되고, 이 중 미립 물질은 만조시에 다시 해안으로 운반되어 수면이 잔잔한 만이나 섬 사이에 다시 퇴적되어 갯벌이 만들어진다. 갯벌은 날마다 두 차례 바다가 되기도 하고, 반대로 육지가 되기도 한다. 또 가로, 세로 1cm 안에는 눈에 보이지 않는 1억개 이상의 미생물이 살고 있는 등 다양한 모습을 지니고 있다.

갯벌의 삶-김도정 作(제4회 해양사진대전 입선)
해안생태계의 보고, 갯벌

갯벌은 산소가 풍부하고 유기물이 많기 때문에 생물의 종류도 다양하고 어패류의 먹이 섭취와 번식 장소로 이용되어 많은 생물이 살고 있다. 이로 인해 어민들의 경제 활동 90%가 이곳에서 직접 또는 간접적으로 이루어지고 있고, 그 생산성이 농경지나 바다보다 약 3~20배에 달할 정도로 경제적 가치 또한 엄청나서 어민들에게는 경제적으로 삶의 터전이 되어준다. 또한 갯벌은 어패류의 서식지이자 철새들에게는 휴식과 번식을 위한 휴식처가 되기도 한다.

해안생태계의 보고, 갯벌

그리고 갯벌은 각종 오염 물질을 걸러 내는 정화 기능을 담당한다. 갯벌 1,000평방미터에 있는 미생물이 오염 물질을 분해하는 능력은 도시 하수처리장 1개의 처리 능력과 비슷하고, 500마리의 갯지렁이는 하루에 한 사람이 배출하는 2kg의 배설물 의 량을 정화시킬 정도라고 한다. 이러한 기능들 이외에도 가족들이 함께할 수 있는 레저공간과 생태학습 체험장으로 많이 이용되어 레저와 교육의 장이되고 있다.

갯벌은 수산과 양식의 측면에서 뿐만 아니라 방조제 건설을 통한 간척사업으로 육지로 탈바꿈하고 있으며, 이는 염전이나 농경지, 산업단지 등으로 이용되고 있다. 특히 군산에서 부안을 연결하는 새만금 방조제는 총 33.9km 길이의 세계 최장 방조제로서 간척토지 283㎢와 호수 118㎢를 조성, 경제와 산업, 관광을 아우르는 복합 공간으로 탈바꿈하며, 국토의 개념을 바꾸어 놓았다.

갯벌이 펼쳐져 있는 바다
갯벌의 종류

갯벌은 크게 펄갯벌과 모래갯벌, 그리고 자갈갯벌로 나뉘는데 가장 대표적인 갯벌인 펄갯벌은 진흙이 주성분으로 강에서 유입된 진흙이 퇴적되어 만들어지며 발이 푹 빠진다. 그리고 모래갯벌은 모래가 주성분이고 바닥이 단단하다. 물의 흐름이 매우 빠르고 해안 사구가 많은 곳에 발달하며, 자갈갯벌은 해안가 주위의 산이 침식하여 생긴 자갈과 모래 등이 밀려와 주변에 퇴적되어 형성된다.

갯벌에서 일하고 있는 모습
갯벌의 조건

갯벌은 밀물과 썰물의 차가 심하고 만이나 섬으로 가로막힌 해안에서 발달한다. 작은 퇴적물 입자들인 진흙 알갱이는 조류의 흐름이 약하고 물의 운동이 작은 곳에서 잘 가라앉기 때문에 진흙 갯벌은 육지 쪽으로 깊이 들어간 곳에서 형성되고 조류보다 파도의 작용이 큰 곳에서는 모래 갯벌이 발달하며 갯벌의 폭도 좁아진다. 갯벌이 만들어지기 위한 조건은 지형이 완만하고 파도가 세지 않아야 하며 육지로부터 강을 따라 흙과 모래가 충분히 공급되어야 한다. 그리고 밀물과 썰물의 차이가 커서 부유물이 잘 퇴적될 수 있는 환경이어야 한다.

펄갯벌의 모습
펄갯벌에 들어가면 걷기 힘든 이유

진흙으로 이루어진 펄 갯벌은 흐름이 완만한 바닷가의 안쪽이나 경사가 거의 없는 강 하구에 만들어진다. 찰흙 반죽같은 펄 갯벌은 모래 갯벌보다 퇴적물의 간극이 좁아서 바닷물이 펄 속에 깊이 침투하기가 어렵다. 그래서 펄갯벌에는 퇴적물 속에 집을 짓는 갯지렁이와 게 종류가 많이 사는데 갯벌 표면에 구멍을 내서 바닷물이 속까지 들어오게 만든다.

퇴적현상이 일어난 갯벌의 모습
퇴적현상

강물이 바다로 흐르거나 비로 인해 바닷가 근처 흙과 모래가 바다로 흘러 들어가 바닥에 쌓이는 현상을 퇴적 현상이라 한다. 이는 갯벌이 생성되는 가장 중요한 원인이 된다.

갯벌 위에 있는 게
갯벌이 썩지 않는 이유

바다에서 밀려오는 밀물과 썰물이 순환을 하기 때문에 갯벌은 썩지 않는다. 진흙펄의 경우 구성 알갱이가 매우 작아서 산소 공급이 되지 않아 썩을 수도 있지만 갯벌 생물들에 의해 바닥을 파거나 유기물들을 끊임없이 먹기 때문에 오염되거나 썩지 않는다.

바다의 다양한 기상현상

밀물이 가장 많이 밀려올 때를 ‘사리’라고 하고 가장 적게 밀려올 때를 ‘조금’이라한다. 사리는 태양, 지구, 달이 일직선이 되었을 때 태양과 달이 바닷물을 끌어당기는 힘이 합해져서 밀물과 썰물의 차이가 가장 크게 난다. 보름달과 그믐달일 때 사리가 된다.

조금은 태양과 달이 지구를 중심으로 직각을 이룰 때 바닷물이 끌어당기는 힘이 분산되어 밀물과썰물의 차이가 가장 작다. 상현달과 하현달이 뜰 때 조금이 된다.

- 밀물 : 바다에서 해안쪽으로 밀려들어오는 바닷물

- 썰물 : 해안에서 바다로 쓸려 나가는 바닷물

- 만조(고조) : 하루 중 바닷물의 높이가 가장 높아졌을 때

- 간조(저조) : 하루 중 바닷물의 높이가 가장 낮아졌을 때

- 조석차 : 만조와 간조 때 바닷물의 높이의 차이

- 파랑작용 : 바람에 의해 생긴 수면상의 풍랑(風浪)과 풍랑이 다른 해역까지 진행하면서 감쇠하여 생긴 너울을 ‘파랑’이라고 한다. 파랑은 파도의 일종으로 흔히 우리가 해안가에서 보는 파도를 말한다. 이러한 파도가 해안을 침식하는 것을 ‘파랑작용’이라 하며 이 침식에 의해 생긴 흙과 모래와 자갈이 밀물과 썰물에 의해서 바다 멀리까지 운반되어 갯벌을 형성하는 것이다.

동해안은 파랑 작용이 나타나도 조석차가 적어 갯벌이 형성되지 않지만, 서해안과 남해안은 조석차가 커서 갯벌이 잘 발달했다. 파랑 작용에 의해 생긴 갯벌의 해안가는 큰 자갈이 많고 안으로 들어갈수록 자갈, 모래, 진흙 순으로 형성 된다.

해류와 어종

바닷물이 거의 일정한 방향으로 계속해서 흘러가는 것을 해류라고 하는데 수온에 따라 난류와 한류로 구분한다. 난류는 저위도(적도)에서 고위도로 흐르는 따뜻한 해류로 수온과 염분이 높고, 산소와 영양 염류가 적어서 맑고 검푸른 색을 띤다. 반면 한류는 높은 고위도(양 극지방)에서 저위도로 흐르는 차가운 해류로 수온과 염분이 낮고 산소와 영양염류가 풍부하여 플랑크톤이 많으므로 청록색을 띤다.

일반적으로 난류는 한류에 비해 수온과 염분은 높지만 산소량이 적어서 어종이 풍부 하지 못하다. 난류성 어종에는 대표적으로 오징어, 고등어, 멸치, 갈치 등이 있으며, 이밖에 정어리, 해파리, 가다랭이, 참다랭이, 청새치, 상어, 방어, 게레치, 삼치, 조기, 감성돔, 진주조개, 홍민어, 독돔, 도도바리, 상날치, 붉은 가라지, 선홍치, 볼락, 쌍동가리, 동갈삼치, 날치, 백새치, 청새치, 상어 가오리 등이 있다.

반면 한류성 어종에는 대표적으로 명태, 대구, 청어 등이 있으며 이밖에 도루묵, 양미리, 연어, 줄무늬도화새우, 꽁치, 숭어, 붕넙치, 털게, 악상어, 임연수어, 밑횟대, 용상어(철갑상어), 극지대구, 베로치 등이 있다.

바다 속의 물고기떼

우리의 해안선과 섬

우리의 해안선과 섬

우리나라의 바다는 남한 전체 면적의 4.5배에 달하는 44.3만평방킬로미터의 배타적 경제수역(EEZ)과 약 1만2천평방킬로미터에 달하는 해안선 3,200여개의 크고 작은 섬들이 조화를 이루고 있다.

아름다운 섬 사랑도-신동선 作(제5회 해양사진대전 입선)

그리고 서남해의 갯벌면적은 2,393평방킬로미터로 남한면적의 2.4%로 세계 5대 갯벌자원을 보유하고 있으며, 서남해와 한류와 난류가 교차하는 동해는 세계적인 황금어장을 형성하고 남해안은 굴곡이 심한 리아시스식 해안으로 곳곳에 천연항구의 조건을 갖추고 있으며, 아름다운 다도해 풍광을 지니고 있다.

대소병대도-서정철 作(제6회 해양사진대전 입선)

환경 보전과 관리

지구 온난화와 해양환경

지구의 대기는 태양으로부터 오는 태양 복사에너지는 거의 흡수하지 않고 통과시키지만 지구로부터 우주로 방출되는 지구 복사에너지는 매우 잘 흡수한다. 따라서 현재 지상에서 인간에게 쾌적한 평균 기온이 약 15℃로 유지되고 있는 것은 대기가 있기 때문이다. 만일 지구상에 대기가 없다면 지상의 평균 온도는 영하 18℃로 지구 전체가 얼음으로 덮일 것이다. 이와 같이 마치 온실과 같은 역할을 해 주고 있는 것이 대기 중의 이산화탄소, 수증기, 메테인, 오존, 산화질소 등으로 이것을 온실효과 기체라고도 한다.

이 중에서 온실 효과에 미치는 영향은 수증기가 약 67%, 이산화탄소가 약 25%로 큰 역할을 담당하고 있다. 따라서 이산화탄소 등의 온실 효과 기체가 증가하면 지상의 평균 온도도 높아질 것이다.

가뭄이 든 땅 위에 지구본이 있는 모습
엄익상 作 (제6회 대한민국해양사진대전 입선)
바다는 아프다

엄익상 作
(제6회 대한민국해양사진대전 입선)

500년 전에는 겨우 수억이었던 세계 인구가 1987년에는 약 50억, 1999년에는 약 60억, 2011년에는 약 70억을 넘고 있다. 폭발적인 인구 증가에 따른 에너지 소비량의 증가는 화석 연료(석탄, 석유)의 사용량을 급증시켰으며 이에 따라 대기 중의 이산화탄소 농도도 계속 증가하고 있고 지구의 기온도 상승하고 있다.

지구 온난화에 의한 해수면 상승은 크게 두 가지 이유 때문이다. 지구의 기온 상승에 따라 수온의 상승으로 인한 해수의 팽창(51∼53%)과 산악 빙하가 녹은 물이 해양으로 유입되는 효과 (48∼50%)가 있다. 해양에 떠 있는 빙산의 얼음은 녹아도 해수면이 상승하지 않는다. 과거부터 지구의 해수면은 기후 상태에 따라 끊임없이 상승과 하강을 반복해왔다. 약 12만 년 전의 온난한

간빙기에 해수면은 지금보다 5∼6m 높았다. 반면 약 18,000년 전의 마지막 빙하기에는 해수면이 현재보다 약 100m 낮았다.

지구 온난화에 따라 28℃ 이상의 고온 수역이 넓어짐에 따라 태풍이 발생하는 해역도 넓어진다. 따라서 태풍의 발생 빈도 및 강도가 강화될 것으로 예상된다. 해면 수온이 1℃ 상승하면 태풍 발생률은 약 40% 증가할 것으로 예상된다.

해수면이 상승하게 되면 해안 지역에 밀집되어 있는 인류의 활동 공간이 크게 축소될 것이며, 해안 지대에서 생산되는 많은 해양 생물의 어획고가 감소할 것이다. 또 하천 하류의 삼각 지대는 농업을 비롯한 경제 활동이 활발한 지역으로 많은 인구가 밀집해 살고 있기 때문에 해수면의 상승에 따른 수몰 및 염수의 침입은 사회 경제적인 면에서 큰 타격을 줄 것으로 예상된다.

나무손과 사람손이 악수하는 모습
교토의정서

1997년 12월, 일본 교토에서 개최된 기후변화협약으로 2005년 2월 16일 공식 발표됐다. 선진국(38개국)은 1990년을 기준으로 2008~2012년까지 평균 5.2%의 온실가스를 감축해야 한다.

우리나라는 2002년 11월 이를 비준했으며, 아직 법적 의무는 부담하고 있지 않으나 OECD회원국으로서 멕시코와 더불어 온실가스 감축 압력을 받고 있다. 우리나라는 2차 의무감축 대상국이 될 가능성이 높으며, 이에 따라 2013~2017년까지 온실가스를 감축해야 할 것이다.

지구온난화를 유도하는 물질로 감축대상인 가스는 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질수(N2O), 불화탄소(PFC), 수소화불화탄소(HFC), 불화유황(SF6) 등 6가지다.

해양환경 오염의 심각성

2007년 12월 7일 우리나라 서해 충남 태안 앞바다에서 유조선이 좌초해 엄청난 양의 기름이 유출되는 사고가 있었다. 이 사고로 1995년 발생한 씨프린스호 사고보다 약 2배나 많은 기름이 유출되었으며, 서해안의 대표적인 철새도래지인 천수막이 심각하게 오염되는 등 생태계가 파괴되어 인근 어민들이 고통을 겪었으며, 온 국민들이 방제 작업에 참여하는 등 고통을 함께 나누면 단합된 힘으로 재앙을 극복해낸 경험이 있다. 태안의 생태계 복원에는 20년이 걸릴 것으로 예상된다.

기름 유출 사고 외에도 육상에서 바다로 유실되거나 배출한 쓰레기에 의한 해양오염도 심각한 상태다. 우리나라의 육상 폐기물 해양 배출량은 1990년 106만톤에서 2003년 807만톤으로 8.3배 증가했으며, 1988년부터 2010년까지 육상폐기물의 해양배출량은 1억 2,500만㎥에 달해 63빌딩의 239배, 상암월드컵 경기장의 52배에 달한다. 그 결과 최근 10년 간 서울시 면적의 1.3배에 달하는 810㎢의 갯벌이 한반도에서 사라졌다고 한다.

신정숙 作 (제6회 대한민국해양사진대전 동상)
바다를 살리는 한마음

신정숙 作
(제6회 대한민국해양사진대전 동상)

해양환경을 위한

전 세계는 21세기가 해양 문명 시대가 될 것이라 예상하고 해양에 더욱 큰 관심을 모으고 있다. 하지만 지나친 개발과 자원 남용으로 현재 전 세계의 해양오염이 심각한 수준에 이르렀다.

국제적 협력

유엔식량농업기구(FAO)가 지난 2002년 발표한 자료에 다르면 전 세계의 어족 중 10%가 고갈되었고, 18%는 과잉 개발로 자원량이 줄고 있으며, 47%는 완전 개발 상태로 더 이상 어획량을 늘리기 어려운 실정이다.

다행히 세계는 지난 20세기 말부터 해양과 해양 환경 보전을 위해 여러 가지 국제 해양법을 만들고 이를 지키기 위한 노력을 해오고 있다. 유엔해양법협약(1982년 12월 10일, 제네바에서 채택된 바다에 관한 국제법), 리우선언(자연과 인간, 환경보전과 개발의 양립을 목표로 한 리우회의의 기본 원칙을 담은 선언서)과 아젠다21(1992년 브라질 리우데자네이루에서 개최된 유엔환경개발회의에서 채택한 행동강령), WSSD(남아프리카공화국의 요하네스버그에서 열린 ‘지속가능한 개발’에 대한 세계정상회의 및 G8 정상회의)의 ‘해양환경에 대한 이행계획’등이 바로 이러한 노력으로 생긴 결과물이다.

우리나라 지난 2011년 12월 29일 공포한 ‘해양환경관리법 시행규칙’에 따라 2012년부터 하수오니(하수나 폐수 처리과정에서 액체로부터 고형물이 분리되어 형성되는 물질)와 가축분뇨, 2013년부터는 음식물류폐기물폐수(음폐수)의 해양배출을 금지하기로 하였다. 이는 육상폐기물 해양배출량 급증으로 인한 해양환경 악화를 막고 런던의정서 당사국 중 하수오니를 바다에 투기하는 유일한 국가라는 불명예를 씻기 위한 것으로 지난 2006년 3월 국토해양부, 환경부, 농림부 등 관계부처의 협의로 수립한 "육상폐기물 해양투기관리 종합대책’에서 정하고 있는 오염물질별 해양배출 금지 계획을 확정한 것이다.

즐거우세요?

박금옥 作
(제6회 대한민국해양사진대전 은상)

박금옥 作 (제6회 대한민국해양사진대전 은상)
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해양환경 오염의 심각성

런던협약 96의정서는 바다의 오염을 방지하기 위해 육지에서 나오는 쓰레기를 바다에 버리지 말자는 국제적인 약속이다. 생활 하수, 농축산 폐수, 기름 유출, 중금속과 유독성 물질 등 육지 쓰레기로 인해 바다는 심각하게 오염되었다.

필요 이상의 영양 물질 공급으로 산소가 부족해 갯벌이나 습지 퇴적물에 오염 물질이 스며들고, 수많은 해양 생물이 죽어가는 일이 생겼다. 이에 런던협약 96의정서를 만들어 육지에서 생긴 쓰레기는 육지에서 처리하고 바다에는 최소한의 쓰레기만 버리기로 한 것이다.

우리나라는 1993년 런던협약 96의정서에 가입해 바다 환경을 보존하는 일에 함께 노력하고 있다.

유엔해양법

1958년, 바다의 이용에 관한 국제법 "영해 및 접속수역", "공해", "어업 및 공해의 생물자원 보존", "대륙붕"에 관한 협약이 법제화되었다.

흙에 심어져 있는 식물을 모아서 들고 있는 손
자연을 구해주세요 SAVE EARTH
리우선언

1972년 "지구를 건강하게, 미래를 풍요롭게"라는 슬로건 하에 환경과 개발에 관한 기본원칙을 담은 선언

※ 본 원고는 한국해양재단이 추진한 "해양교육교재 개발" 및 "해양교육 교과관련 콘텐츠 개발" 사업의 성과물을 기초로 작성되었습니다.

해양기상과 기후

대기와 해류

해양은 지구의 커다란 열원이자 냉원으로 엄청난 양의 에너지를 저장하여 대기와 서로 교환한다. 여름철에 해수는 대기로부터 열을 흡수하고 겨울철에는 반대로 대기에 열을 공급한다. 따라서 해수는 열 공급원(sources)과 열 흡수원(sinks)의 두 역할을 해낸다.


더욱이 해양의 운동(해류)은 지구 표면에 많은 양의 열을 운반하고 있다. 따뜻한 적도 지역의 물은 차가운 극 지역으로 흘러가는데 예를 들면, 북서 태평양의 쿠로시오(Kuroshio)해류와 북 대서양의 걸프 스트림(Gulf Stream)은 열을 극쪽으로 운반하는 역할을 한다.

파도치는 바다의 모습

반대로 남동 대서양의 벵겔라 (Benguela)해류와 북동 태평양의 캘리포니아(California)해류 같은 차가운 해류는 적도 쪽으로 찬물을 공급하며, 남극 순환류는 전 세계 해양에 찬물을 공급하는 한류의 원천이다. 이러한 해류의 분포는 지구의 열 수지에 균형을 이루도록 하는데, 이것이 없으면 열대 지방은 더욱 더워지고 극지방은 현재보다 더욱 추워져 대부분의 사람들이 살고 있는 온대 지역의 면적은 대단히 감소할 것이다.
대규모의 열 이동은 대기에서도 일어난다. 대기의 제트류(Jet stream)는 걸프 스트림과 같은 해류와 비슷하다. 이 제트류는 대기 중에서 에너지(열)를 따뜻한 적도로부터 차가운 북대서양까지 먼 거리를 운반하는 역할을 한다.

파도 속으로 박철민 作 (제6회 대한민국해양사진대전 입상)
파도 속으로

박철민 作
(제6회 대한민국해양사진대전 입상)

해양과 대기 사이의 또 다른 중요한 상호 작용은 태평양의 적도 근처를 서쪽으로 불어 가는 강한 무역풍에 의해 생기는데 이것은 따뜻한 표층수를 해안에서 멀리 내보내는 역할은 하는 것이다. 이 결과로 해안 가까이에는 차가운 용승류가 올라오는데 이 용승류는 대륙붕을 따라 영양 물질을 표층으로 운반함으로써 좋은 어장을 형성하게 한다. 대부분의 해양 어업이 상대적으로 좁은 지역에 국한되어 있는 까닭이 바로 여기에 있다.

지구에 대기와 해양이 없다면 어떤 일이 발생할까? 지구는 둥글어서 위도에 따라 태양 복사 에너지 입사각이 달라, 단위 면적당 받는 태양 에너지가 달라지게 된다. 그 결과 적도 지방은 에너지 과잉으로 펄펄 끓는 불덩이가 될 것이고 극지방은 꽁꽁 얼어붙은 얼음덩이가 될 것이다.

지구로 들어온 태양 에너지의 약 30%는 구름이나 지면, 빙하 등에 의해 반사되거나 공기 분자 등에 산란되어 우주 공간으로 방출되는데 이것을 지구의 알베도(반사율)라고 한다.

태양 에너지의 나머지 약 70%는 지면과 대기, 바다 등에 흡수된다. 이렇게 지구에 흡수된 에너지는 다시 우주 공간으로 방출되는데, 이것을 지구 복사라고 한다. 지구는 태양으로부터 흡수하는 에너지와 우주로 방출하는 에너지가 같아 에너지 평형 상태를 이루고 있지만, 위도별로는 입사되는 태양 복사 에너지와 방출하는 지구 복사 에너지에 차이가 난다. 위도 약 38° 이하의 저위도 지역은 에너지 과잉 상태이고, 그 이상의 고위도 지역은 에너지부족 상태이다.

대기와 해수의 순환은 이런 에너지 불균형 때문에 일어나며, 대기와 해수의 순환으로 에너지 불균형 상태가 해소된다. 즉, 태양 에너지를 많이 받은 저위도 지방의 대기와 해수가 고위도 지방으로 이동하여 에너지를 전달해 줌으로써 지구는 전체적으로 에너지 균형을 이루게 된다. 전반적으로 에너지 과잉인 적도 지방의 공기는 상승하여 극지방으로 이동하고, 에너지가 부족한 극지방의 찬 공기는 하강하여 내려오는 순환을 한다.
하지만 지구는 자전을 하기 때문에 실제 대기의 운동은 이보다 복잡해진다. 북반구 저위도 지역에서는 북동 무역풍이, 중위도는 편서풍, 고위도 지역에서는 극동풍이 불어 대기 대순환을 이루게 된다. 한편, 해수의 표층 순환은 대기 대순환의 모습과 비슷하다.

바람에 의해 발생하는 표층 순환은 지구 자전의 효과와 합쳐져 다양한 해류의 순환을 만들어 낸다. 다만, 대기 대순환은 지구 전체를 띠 모양을 이루며 불고 있는데 반하여, 해수의 표층 순환은 해양이 대륙에 의해 막혀 있기 때문에 남극 순환류를 제외하면 지구 전체를 순환하지 못한다.

이처럼 대기와 해양의 순환은 지구 규모의 에너지 순환 과정이다. 최근 지구의 기온 상승에 따라 이들 순환에도 변화가 나타나기 시작했는데, 이는 지역적인 가뭄과 홍수, 사막화뿐 아니라 다양한 기상 현상과 지표의 변화 및 기후 변화를 동반해 생태계에 큰 영향을 주고 있다.

해류와 기상 변화

지구 환경은 대기권, 수권, 암권, 생물권으로 구성되어 있으며, 각 구성 요소들 사이에는 물질과 에너지 순환이 끊임 없이 순환하고 있다. 수권에서 증발한 물은 수증기 형태로 기권으로 옮겨진 후 기권안에서 순환하면서 다양한 기상 현상을 일으키며 다시 수권으로 돌아오게 된다. 따라서 해양은 기상 현상에 큰 영향을 주고 있다.

열대 태평양에서 표층해류는 일반적으로 동쪽에서 서쪽으로 흐르는데 무역풍이 동태평양에서 서태평양 쪽으로 불기 때문이다. 그러나 아직 확실치 않은 이유들 때문에 3~8년의 주기로 바람의 방향이 반대가 되는 변화가 생기는데 이를 남방진동(Southern Oscillation)이라 부른다.

우주에서 바라본 지구의 모습

무역풍이 서태평양 쪽으로 많은 양의 물을 끌고 가지만 바람이 약화되면 이러한 해류는 느려지다가 멈추게 되며 태평양 서쪽에 있던 따뜻한 물이 동쪽으로 흐르게 된다.
이런 현상이 크리스마스 즈음에 나타났기 때문에 1890년대 페루의 어부들이 "예수의 해류"라는 표현으로 엘니뇨라고 부르게 되었다. 엘니뇨가 생기면 페루 연안은 태평양 적도 부근의 따뜻한 해수가 밀려와 표층 수온이 평년보다 0.5℃ 정도 상승하는데, 심할 때는 7~10℃ 정도 높아지게 된다. 높아진 수온에 의해 영양 염류와 용존 산소가 감소하여 어획량이 줄고 어장이 황폐해진다. 중남미 지역에서는 상승기류가 발달하여 폭우나 홍수 등의 기상 이변이 일어난다.

이는 태평양의 서쪽에 있는 호주나 인도네시아, 필리핀 일대에 심한 가뭄을 가져와 태평양 양쪽 모두에 이상 기상을 일으키고 농업과 수산업 전반에 큰 피해를 준다.

20세기 들어 가장 심각했던 엘니뇨는 1982~1983년과 1997~1998년에 일어났다. 1997년에 발생한 엘니뇨로 태평양 동쪽의 페루에서는 약 250,000명의 수재민이 발생되었고 약 16,000채의 가옥이 파괴 되었으며 피해액은 약 25조원을 넘는 것으로 추산되었다. 한편 태평양 서쪽의 아프리카 남부와 파푸아뉴기니에서는 가뭄으로 많은 인명 피해가 발생되었다.

라니냐는 스페인 말로 "소녀"라는 뜻을 가지고 있는데 엘니뇨와 반대로 무역풍이 평년보다 더욱 강해져 서태평양 지역에서 해수면 온도와 수위가 평년보다 상승하게 되고, 적도 동태평양 지역에서는 차가운 해수의 용승 현상이 강해져 평년보다 해수면 온도가 낮은 저수온 현상을 말한다.

최근 발생하는 엘리뇨와 라니냐는 지속 기간이 길어 단순히 국지적인 기상 이변으로 머물지 않고 전 지구적인 대기 순환에도 영향을 미쳐 열대 지역에서 고위도 지역까지 세계 각지의 날씨와 기후에 심각한 영향을 주고 있다.

적조방제작업 이영환 作 (제4회 대한민국해양사진대전 동상)
적조방제작업

이영환 作
(제4회 대한민국해양사진대전 동상)

※ 본 원고는 한국해양재단이 추진한 "해양교육교재 개발" 및 "해양교육 교과관련 콘텐츠 개발" 사업의 성과물을 기초로 작성되었습니다.