[블루 머신]1, 2장

블루 머신 1, 2장 

바다, 거대한 에너지 저장소

헬렌 체르스키는 바다의 기본 특징을 습윤성, 염분, 수온 세 가지로 들며 이들이 하나의 체계로 연결되어 해양 엔진이 일으키는 모든 현상의 토대가 된다고 말한다. 해저에 바다 생물들이 산다는 정도의 생각만 있던 터에 바다가 막대한 양의 열에너지를 저장하는 장소라는 사실이 새로웠다. 그리고 이 열에너지는 별에서부터 온 것인데 태양 중심부에서 1초마다 물질 400만t이 에너지로 변환되고, 이 에너지는 수만 년이 지난 태양 표면에 도달, 이후 적외선, 가시광선, 자외선 형태로 우주를 향해 방출된다. 그러나 이 중 10억분 1도 되지 않는 에너지만이 지구에 도달한다. 그마저도 대기에 차단되어 지구 표면에 닿는 에너지는 10억분의 1중 3분의 2뿐이다. 그렇게 지구의 바닷물에 도달한다.

이때 태양과 수면의 각도에 따라 에너지를 받아들이는 양이 또 달라지는데, 그 각도가 커지면 햇빛이 공기와 수면의 경계를 통과할 확률이 높다. 해서 태양과 지구의 바다 관계를 관측하기에는 열대지방이 적합하다. 그렇게 바다 표면을 통과한 햇빛은 열대 산호초를 살리고, 그 산호초를 비늘돔이 갉아 먹는다. 바다 생명의 시작이 태양, 햇빛이라는 것, 생명이 그렇게 연결되어있다는 것을 깨닫는다.

헬렌 체르스키는 우리 예상과 달리 바다가 이 태양 빛을 투명하게 투영하지 않는다고 말한다. 깊은 바다는 빛을 흡수하여 밑으로 내려가면 갈수록 바다는 어둡다. 그러나 ‘태양–빛’이 사라져도, ‘태양–에너지’는 사라지지 않는단다. 태양은 빛이면서 에너지구나. 바다는 태양에 의해 가열되고 열에너지를 머금는다. 그렇게 데워진 에너지는 식기까지 오랜 시간이 걸리므로 장기적으로 유지된다.

바다는 평평한 층들로 이루어져 있다 

재미난 또 다른 사실은 바다가 ‘층’을 이루고 있다는 것이다. 바다는 지구 표면을 감싸고 있는 피부와 같다. 이 피부의 두께(깊이)는 41km, 이 층들은 평평하고 각 층은 수온과 염분으로 구분된다고 한다. 물론 이 층들이 가만있을 리가 없다. 지구상의 위치에 따라 변하며 분열된다. 그럼에도 저자는 이 분열에 전반적인 패턴이 뚜렷하게 있다고 한다. 성질이 거의 같은 해수가 모인 흥을 ‘수괴’라고 하는데 이 수괴 3-4개가 심해저 분지에 쌓여있다는 것이다. 심해층은 외부 요인이 없으면 대부분 서로 섞이지 않고, 심한 경우 수백 년간 햇빛이 닿지 않기도 한단다. 수온 약층 불리는 중간 구간에서 수온 변화가 가장 두드러지는데 따뜻한 햇빛이 비치는 표층수와 어두고 차가운 심해수 사이를 가리킨다. 그리고 혼합층은 따뜻한 상층부를 말한다.

저자는 특히 혼합층에 집중하며 과학자이자 탐험가인 훔볼트를 소개한다. 훔볼트가 1802년 태평양을 항해하며 한 가지 사실을 발견했는데, 1년 중 특정 시기에 한류는 열대 해역인데도 불구하고 온도가 60°F(16℃)에 불과한 바닷물을 수송한다는 것이었다. (인근 해역은 81.5°F, 83.7°F(27.5℃,28.7℃)였다)그리고 남아메리카 페이타 남부 해안에서는 해류가 해안선과 같은 방향으로 급격히 꺾이는 바람에 돌연 난류를 만난다는 것이다. 여기서 따뜻한 바닷물과 차가운 바닷물의 전선이 뚜렷이 생긴다. 이 한류에서 가장 많이 서식하는 동물은 페루 멸치이고 페루 멸치는 크릴새우를 먹고 크릴새우는 식물성플랑크톤을 먹는다.

식물성플랑크톤은 광합성을 하며 태양에너지를 다른 생명들이 사용할 수 있는 에너지로 전환하는 덕분에 매우 중요한 생물이다. 그런데 이 식물성플랑크톤이 따뜻한 바닷물이 아니라 그 따뜻한 바닷물이 수송하는 차가운 바닷물에서 폭발적으로 번성한다. 왜일까? 저자는 그 답이 바다가 여러 ‘층’이라는 사실에 있다고 말한다. 식물성플랑크톤이 필요로 하는 것은 물, 이산화탄소, 햇빛, 영양소인데 이 모두를 가지고 있는 층은 없다. 빛은 상층부에 영양소는 하층부에 분리되어 존재하기 때문이다. 훔볼트가 언급한 따뜻한 바닷물을 수송하는 차가운 바닷물에서는 이 모든 조건이 충족된다.

바다에도 형태가 있다

바다는 지구 표면을 평평하게 얇게 감싸고 있는 피부 같다. 지구 전체 크기를 감안했을 때 꽤 얇은 층인데도 불구하고 이 피부 껍질은 지구 표면 위치에　따라 그 두께와 모양을 달리한다. 헬렌 체르스키는 미세한 차이지만 이 두께 변화에 주목하는데 이유는 ‘수평운동’ 때문이다. 해수층은 각각 수심을 유지하면서도 서로 수평을 이루며 이동한다. 이 수평운동에 바다를 담고 있는 용기의 형태가 영향을 미친다. 용기 형태는 바다 움직임에 제약을 가하고 이 제약이 블루 머신을 다양한 방식으로 작동하게 한다.

하와이 빅아일랜드에서 마우이섬으로 건너기 위해 바다 위에 띄워진 카누의 항해는 결국 파도와의 싸움이다. 파도가 일시적으로 존재하며 이동하고 그 모양도 제각각인 만큼 바다의 형태를 다루는 핵심으로 보기에 무리가 있어 보이기도 한다. 그러나 저자는 파도의 형태 변화가 수동적이지 않고 능동적이라는 것을 강조하는데 이 능동성이 해양 엔진의 작동과 직접적인 관련이 있기 때문이다. 파도는 바다와 대기를 연결하는 고리이다. 파도는 바다 자체이지만 그것을 일으키는 것은 바람이다. 둘 중 하나라도 없으면 파도는 존재하지 않는다. 파도는 바람과 바다 사이에서 형태를 계속 바꾸고, 또 바다는 자신을 담고 있는 용기, 해저 형태에 의해서 그 역시 계속 변한다. 이런 파도의 형태를, 바다의 형태를 예측하기란 쉽지 않다.

해수면의 불규칙한 구조는 수 킬로미터에 걸쳐 광범위하게 나타나고, 바다는 그 구조 위에 올라탄다. 이때 날씨는 주요 변수 중 하나이다. 폭풍 중심의 기압이 낮으면 해수면에 가해지는 하향 압력도 낮아지고, 그로 인해 해수면이 위로 부풀어 올라 돔이 생성되며 폭풍과 함께 이동한다. 또 해수면 아래 다양한 암석의 중력 변화에 의해 해수면의 높이가 다르게 되기도 하는데, 수천 킬로미터에 돔이 있거나, 거대한 구멍이 있기도 하다. 해수면은 이 같은 다양한 요인에 의해 솟아오르기도 하고 가라앉기도 한다.

움직이는 해저지형

그런데 이 해저 지형 역시 고정되어 있지 않다. 모든 지각판은 움직이기에 지각판 사이에 경계가 발생한다. 그리고 그사이 경계는 막대한 지질학적 힘이 변화하는 장소다. 지각판 가장자리가 부딪히거나 멀어지면서 수중 화산으로 이루어진 산맥은 그 틈새로 용암을 토하기도 한다. ‘후안데푸카판’은 2억 년에 걸쳐 북아메리카 서쪽 아래에서 동쪽으로 조금씩 이동했으며 조각은 여전히 아래로 내려가고 있는 중이다. 지구의 주요 지각판 7개와 그 틈을 메우는 작은 지각판들이 지구 바다 밑에서 다양한 경계를 두고 있다. 각 판들은 저마다 역동적으로 활동하고 분화하지만 대부분 바다에 가려져 있을 뿐이다.