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복리처럼 불어나는💸💸 플라스틱의 수, 바이오 플라스틱이 대체할 수 있을까?│요즘과학

플라스틱은 현대인의 일상에서 빼놓을 수 없는 소재로 자리 잡았지만, 그 편리함 뒤에는 심각한 환경 문제가 숨어 있습니다. 플라스틱은 분해가 매우 느려 자연에 오랫동안 남아 해양과 토양, 대기 등 다양한 환경 매체에 악영향을 미칩니다. 특히 해양에서는 플라스틱 쓰레기를 먹이로 착각한 생물들이 이를 섭취해 영양실조나 장기 손상, 심지어 죽음에 이르는 사례가 빈번하게 보고되고 있습니다. 이러한 문제는 북태평양 미드웨이 제도의 알바트로스 새끼들이 플라스틱을 먹고 죽는 사건 등으로 널리 알려졌으며, 담수와 토양 생태계에서도 미세플라스틱이 생물에 악영향을 미치는 사례가 발견되고 있습니다. 플라스틱의 가장 큰 위험성 중 하나는 미세플라스틱에 있습니다. 미세플라스틱은 눈에 보이지 않을 정도로 작은 플라스틱 입자로, 햇빛과 바람 등 자연 환경에서 플라스틱이 점차적으로 부서지면서 생성됩니다. 이 미세플라스틱은 공기 중에도 떠돌고, 우리가 입는 옷이나 사용하는 생활용품, 심지어 음식과 물을 통해서도 인체에 유입됩니다. 최근 연구에 따르면 미세플라스틱은 사람의 대변, 장기, 심지어 혈액에서도 발견되고 있어 인체 건강에 대한 우려가 커지고 있습니다. 아직 미세플라스틱이 직접적으로 어떤 질병을 유발하는지 명확히 밝혀지지는 않았지만, 산화 스트레스와 염증, 세포 손상 등 다양한 건강 문제와 연관될 수 있다는 점에서 경각심이 필요합니다. 이처럼 플라스틱의 환경 및 건강 문제에 대한 인식이 높아지면서, 플라스틱을 대체할 수 있는 친환경 소재 개발에 대한 관심도 커지고 있습니다. 대표적인 대안으로는 바이오플라스틱이 있습니다. 바이오플라스틱은 옥수수, 사탕수수, 감자 등 식물성 원료를 기반으로 만들어지며, 환경에서 분해가 가능하다는 장점이 있습니다. PLA, PHA 등 다양한 종류가 개발되고 있지만, 각각 강도나 내구성, 가격 등에서 한계가 존재합니다. 특히 환경에서의 분해 속도나 경제성, 용도별 적합성 등에서 아직 완벽한 대체재로 자리 잡기에는 부족한 점이 많아, 현재는 주로 포장재 등 일부 용도에 한정되어 사용되고 있습니다. 바이오플라스틱의 확산에도 불구하고, 그 생산 과정에서 발생하는 환경 부담 역시 무시할 수 없습니다. 식물성 원료를 대량으로 재배하기 위해서는 농지와 농약, 비료, 에너지 등이 필요하며, 이로 인한 탄소 배출과 환경 오염이 새로운 문제로 대두되고 있습니다. 따라서 바이오플라스틱의 원료를 농작물이 아닌 농업·임업 부산물 등으로 전환하거나, 생산 공정의 효율성을 높이는 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 이러한 노력이 결실을 맺는다면, 플라스틱의 장점은 유지하면서도 환경적으로 안전한 신소재가 미래 세대에 제공될 수 있을 것입니다. 플라스틱 문제 해결을 위해서는 소재 개발뿐 아니라, 소비자와 기업 모두의 책임 있는 행동이 중요합니다. 소비자는 포장재가 적게 들어간 제품을 선택하거나, 텀블러와 에코백 등 재사용 가능한 용품을 활용함으로써 플라스틱 사용을 줄일 수 있습니다. 기업 역시 과도한 포장이나 일회용 플라스틱 사용을 자제하고, 친환경 소재 개발과 적용에 적극적으로 나서야 합니다. 환경은 미래 세대의 인권이라는 인식 아래, 모두가 지속 가능한 생활 방식을 실천하는 것이 플라스틱 문제 해결의 핵심임을 잊지 말아야 하겠습니다.

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왜 흰동가리는 말미잘과 함께 살까?

영화 '니모를 찾아서'의 주인공으로 잘 알려진 흰동가리는 광대를 닮은 외모를 지녔으며, 말미잘과 밀접한 관계를 맺고 있습니다. 이들은 주로 태평양과 인도양의 따뜻하고 얕은 바다 산호초 지대에서 서식합니다. 말미잘은 치명적인 독침이 있는 촉수를 가지고 있어 다른 물고기들에게는 공포의 대상이지만, 흰동가리는 피부에서 분비되는 특수한 점액질 덕분에 독으로부터 안전하게 보호받으며 말미잘 사이를 자유롭게 누빌 수 있습니다. 흰동가리에게 말미잘은 세상에서 가장 안전한 보금자리입니다. 몸집이 작은 흰동가리를 노리는 포식자들은 말미잘의 독침에 쏘여 기절하거나 목숨을 잃기 때문에, 흰동가리는 말미잘의 촉수 속에서 평온한 일상을 보낼 수 있습니다. 또한 말미잘이 먹이를 먹고 남긴 부스러기는 흰동가리에게 훌륭한 식사가 되기도 합니다. 이처럼 흰동가리는 말미잘을 단순한 거처를 넘어 배우자를 만나고 알을 낳아 번식하는 삶의 터전으로 삼으며, 포식자의 위협으로부터 자신과 후손을 지켜나갑니다. 말미잘 역시 흰동가리로부터 생존에 필수적인 도움을 받습니다. 독침을 가진 말미잘이라도 나비고기와 같은 천적의 공격에는 취약할 수 있는데, 이때 용감한 흰동가리가 나타나 공격자를 쫓아내며 말미잘을 방어합니다. 실제로 흰동가리를 잠시 제거하면 말미잘은 포식자를 피해 촉수를 움츠리고 숨어버리지만, 흰동가리가 돌아오면 다시 활짝 촉수를 펴고 활동을 시작합니다. 이는 말미잘이 흰동가리의 존재만으로도 큰 심리적 안정감과 실질적인 방어력을 얻고 있음을 보여주는 흥미로운 사례입니다. 방어 외에도 흰동가리는 말미잘의 성장을 돕는 다양한 역할을 수행합니다. 흰동가리의 배설물에 포함된 질소는 말미잘 세포 속 공생 조류의 증식을 도와 성장을 촉진하며, 흰동가리가 주변을 헤엄치며 일으키는 물의 흐름은 산소가 부족한 암초 지대에서 원활한 산소 공급을 가능하게 합니다. 더불어 말미잘 주변의 찌꺼기를 청소해주고, 때로는 밝은 색깔로 다른 물고기를 유인해 말미잘의 사냥을 돕기도 합니다. 이러한 다각적인 지원 덕분에 말미잘은 척박한 바다 환경에서도 건강하게 생존할 수 있습니다. 전 세계 30여 종의 흰동가리는 각자 특정 종의 말미잘과만 상리공생하는 숙주 특이성을 보입니다. 이는 두 생물이 서로에게 얼마나 깊이 의존하고 있는지를 잘 보여주는 대목으로, 어느 한쪽이 없으면 상대방도 정상적인 삶을 영위하기 어렵습니다. 흰동가리와 말미잘의 관계는 단순히 자연의 신비에 그치지 않고, 서로 다른 존재가 협력하여 험난한 환경을 극복해 나가는 상리공생의 가치를 일깨워 줍니다. 우리를 포함한 모든 생명체에게 상리공생은 불확실한 미래를 대비하는 가장 강력하고 아름다운 생존 전략입니다.

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[댓글 이벤트] 돌고래🐬들을 보호하려면?마린걸스 Q&Aㅣ선을 넘는 과학자들

해양 생태계를 연구하는 과정에서 가장 중요한 원칙 중 하나는 바로 '개입하지 않는 것'입니다. 동물을 관찰할 때 인간의 존재가 인식되면 그들의 자연스러운 행동이 왜곡될 수 있기 때문입니다. 특히 위기 상황이라 할지라도 즉각적인 대응은 현실적으로 매우 어렵습니다. 해양보호생물로 지정된 돌고래를 구조하기 위해서는 복잡한 법적 허가 절차가 필요하며, 거친 바다에서 야생 동물을 포획하는 일은 연구자에게도 큰 위험을 동반합니다. 따라서 돌고래의 본래 모습을 지키기 위해서는 적절한 거리를 유지하며 묵묵히 지켜보는 인내심이 필수적입니다. 최근 제주 남방큰돌고래 서식지 인근에서 이루어지는 선박 관광은 돌고래의 생존을 위협하는 요소로 지목되고 있습니다. 현재는 선박의 접근 방향이나 대수를 제한하는 법규가 마련되어 있지만, 보다 실효성 있는 보호를 위해서는 주요 서식지를 보호구역으로 지정하는 결단이 필요합니다. 연안 가까운 곳의 선박 출입을 엄격히 제한하여 돌고래들이 안전하게 머물 수 있는 공간을 확보해 주어야 합니다. 이는 관광 자체를 전면 금지하자는 것이 아니라, 돌고래가 인간의 시선을 의식하지 않고 편안하게 생활할 수 있도록 최소한의 예의를 갖추자는 제안입니다. 제주 남방큰돌고래는 일본 등 다른 지역의 돌고래와 달리 낮 시간에 매우 활발한 사회 활동과 먹이 활동을 이어갑니다. 하지만 아침부터 저녁까지 쉼 없이 이어지는 관광 선박의 소음과 접근은 이들의 일상을 방해할 수밖에 없습니다. 이에 연구자들은 돌고래들에게 최소한 몇 시간이라도 온전한 '휴식 시간'을 보장해 주어야 한다고 강조합니다. 선박의 방해 없이 친구를 맺고 먹이를 찾는 본연의 활동에 집중할 수 있는 시간을 법적으로 규정하는 것은, 우리 사회가 해양 생태계와 공존하기 위해 나아가야 할 선진적인 방향이라 할 수 있습니다. 해양 생물을 보호하기 위해 우리가 일상에서 실천할 수 있는 가장 첫걸음은 바로 '관심'과 '앎'입니다. 제주 연안에 약 110마리에서 130마리의 남방큰돌고래가 사계절 내내 서식하고 있다는 사실을 인지하는 것만으로도 큰 변화가 시작됩니다. 또한 여름철 물놀이 이후 바다에 버려지는 물안경이나 오리발 같은 해양 쓰레기를 줄이는 실천은 돌고래의 생명을 직접적으로 구하는 일입니다. 대중이 해양 생태계 이슈에 귀를 기울이고 목소리를 낼 때, 비로소 정책을 바꾸고 법안을 통과시킬 수 있는 강력한 사회적 동력이 만들어지기 때문입니다. 과학자가 되기 위해 필요한 자질은 단순히 지식을 암기하는 것에 그치지 않습니다. 수집된 정보를 바탕으로 동물의 행동이 어떤 의미를 지니는지 끊임없이 고민하고 연결해 보는 '상상의 날개'를 펼치는 과정이 무엇보다 중요합니다. 이번 강연이 단순히 돌고래에 대한 정보를 전달하는 데 그치지 않고, 우리 주변의 생태계와 생명체들을 새로운 시각으로 바라보는 계기가 되기를 바랍니다. 인간과 돌고래가 바다라는 공동의 집에서 서로를 존중하며 공존하는 미래는, 바로 오늘 우리가 가지는 작은 관심과 상상력에서부터 시작될 것입니다.

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[해썰이 있는 과학뉴스] 실험동물과 인간을 구하는 투구게가 사라진다?!🧐

투구게는 약 4억 5천만 년 전 고생대부터 그 모습을 거의 그대로 유지해 온 '살아있는 화석'으로 불리는 신비로운 생물입니다. 영어로는 말발굽을 닮았다고 하여 '호스슈크랩'이라 불리지만, 생물학적으로는 게보다는 거미나 멸종된 삼엽충에 더 가까운 종으로 분류됩니다. 우리나라에서는 전장에 나가는 장수의 머리를 보호하는 투구와 그 모양이 비슷하다고 하여 투구게라는 이름이 붙여졌습니다. 이들은 오랜 세월 동안 지구의 환경 변화 속에서도 독특한 생존 전략을 유지하며 현재까지 그 맥을 이어오고 있습니다. 투구게의 가장 눈에 띠는 특징 중 하나는 인간의 붉은 혈액과 달리 푸른색 혈액을 가지고 있다는 점입니다. 인간의 혈액이 붉은 이유는 산소를 운반하는 헤모글로빈 단백질 속에 철 성분이 들어있기 때문인데, 투구게를 포함한 일부 해양 생물은 철 대신 구리를 포함한 '헤모시아닌'이라는 단백질을 사용합니다. 구리 성분이 산소와 결합하면 푸른 빛을 띠게 되어 혈액 전체가 파랗게 보이는 것입니다. 이러한 혈액의 색 차이는 각 생물이 환경에 적응하며 진화해 온 결과물이라고 할 수 있습니다. 과학자들은 투구게의 푸른 혈액 속에 숨겨진 독특한 면역 체계인 'LAL'에 주목했습니다. 투구게는 인간과 같은 백혈구가 없는 대신, 외부 박테리아가 침입하여 내독소를 분비하면 LAL이 이를 즉각적으로 감지합니다. 독소를 인지한 LAL은 젤라틴 형태의 물질을 분비하여 박테리아를 둥글게 감싸 응고시켜 버림으로써 세균의 확산을 막습니다. 이 반응은 매우 빠르고 예민하여, 의약품이나 백신이 세균에 오염되었는지 확인하는 시험법으로 채택되어 현대 의학 발전에 결정적인 기여를 해왔습니다. 하지만 인간의 안전을 위한 투구게의 희생은 매우 가혹한 수준에 이르렀습니다. 매년 수많은 투구게가 산 채로 포획되어 전체 혈액의 약 30%를 채취당하는데, 이 과정에서 발생하는 극심한 스트레스로 인해 많은 개체가 죽거나 자연으로 돌아간 뒤에도 불임이 되는 부작용을 겪습니다. 특히 최근 코로나19 팬데믹으로 인해 전 세계적인 백신 수요가 폭발하면서 투구게 혈액의 채취량도 급증하였고, 이는 투구게 개체 수의 급감과 멸종 위기라는 심각한 생태계 문제를 야기하고 있습니다. 다행히 과학계에서는 투구게의 희생을 줄이기 위해 대체 인자인 '재조합 인자 C(rFC)'를 개발하여 보급하고 있습니다. 유럽과 중국을 포함한 60여 개국에서는 이미 이 재조합 인자 C(rFC)를 활용한 실험을 승인하여 동물 실험을 대체해 나가는 추세입니다. 비록 일부 국가에서는 경제적 이해관계로 인해 도입이 늦어지고 있지만, 생명의 존엄성을 지키는 것은 과학의 본질적인 가치와 맞닿아 있습니다. 동물의 희생에 의존하기보다 지속 가능한 과학적 대안을 찾는 노력이 우리 인류와 자연이 공존할 수 있는 유일한 길일 것입니다.

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[과학자가 쓴 과학책#17] 황선도 _바다에서 실학을 찾다 | 친애하는 인간에게, 물고기 올림

18세기 말과 19세기 초, 조선의 실학자들은 현실을 개혁하고 실생활에 유용한 학문을 탐구했습니다. 그 중심에는 정약용의 형인 손암 정약전 선생이 있었습니다. 그는 1801년 신유사옥으로 인해 흑산도로 유배를 떠나게 되었고, 그곳에서 척박한 유배 생활에 좌절하는 대신 바다 생물들을 관찰하기 시작했습니다. 그 결과물이 바로 한국 최고의 해양 수산 생물학 백과사전이라 불리는 『자산어보』입니다. 이 책은 단순히 생물의 이름을 나열한 것을 넘어, 당시로서는 획기적인 분류 방식을 도입하여 해양 생태계를 체계적으로 정리했다는 점에서 큰 의의를 지닙니다. 『자산어보』는 비늘의 유무와 껍데기의 형태에 따라 인류, 무인류, 계류, 그리고 그 밖의 생물을 다룬 잡류로 구성되어 있습니다. 정약전 선생은 흑산도 인근의 수산 생물을 직접 조사하며 형태, 습성, 분포, 그리고 이용 방법까지 상세히 기록했습니다. 특히 주목할 점은 본인의 경험뿐만 아니라 문헌을 참고하고 현지 어민들의 지식을 적극적으로 수용했다는 사실입니다. 이는 철저한 고증과 실증을 중시하는 실학적 태도가 반영된 결과입니다. 또한 제자 이청과의 공동 작업을 통해 참고 문헌을 보완함으로써 학술적 완성도를 높인 현대적 의미의 공동 저술서라고도 볼 수 있습니다. 책의 첫 권인 인류에서 가장 먼저 등장하는 석수어는 머리에 돌이 있다는 뜻에서 붙여진 이름입니다. 현대 과학으로 보면 이는 물고기의 귀속에 있는 '이석'을 의미합니다. 이석은 물고기의 평형 감각을 담당하는 기관으로, 나무의 나이테처럼 성장선이 기록되어 있어 물고기의 나이와 생활사를 파악하는 중요한 단서가 됩니다. 『자산어보』에는 참조기의 회유 경로가 시기별로 매우 정확하게 기록되어 있는데, 이는 오늘날의 해양 조사 결과와도 놀라울 정도로 일치합니다. 흑산도라는 한정된 공간에서 어민들의 증언과 관찰만으로 이러한 광범위한 생태 정보를 파악했다는 점은 실학의 위대함을 보여줍니다. 넙치와 가자미 같은 어류의 분류에서도 정약전 선생의 예리한 관찰력이 돋보입니다. 눈의 위치에 따라 종을 구분하고 각각의 독립된 개체성을 인정한 기록은 현대 분류학의 기초와 맞닿아 있습니다. 또한 멸치를 설명하며 밤에 불을 밝혀 유인하는 조업 방식이나 겨울잠을 자는 습성 등을 기록한 대목은 생물의 행동학적 특성을 깊이 이해하고 있었음을 시사합니다. 특히 멸치의 이석 연구를 통해 산란 시기와 성장 패턴을 분석하는 현대 해양 과학의 성과는 이미 200년 전 『자산어보』가 제시한 관찰의 방향성이 옳았음을 증명하고 있습니다. 뱀장어의 신비로운 일생에 대한 기록은 『자산어보』의 백미 중 하나입니다. 민물과 바다를 오가는 뱀장어의 회유 특성을 파악하고, 이를 형태에 따라 세밀하게 구분했습니다. 현대 과학은 뱀장어가 수천 킬로미터 떨어진 마리아나 해구 근처에서 산란하며, 댓잎뱀장어라는 독특한 유생 단계를 거쳐 변태한다는 사실을 밝혀냈습니다. 정약전 선생은 비록 산란장의 정확한 위치까지는 알 수 없었으나, 바다에서 들어오는 실뱀장어의 존재와 성장을 면밀히 관찰하여 기록했습니다. 이러한 기록들은 오늘날 뱀장어 자원 관리와 양식 기술 발전의 중요한 역사적 토대가 되고 있습니다. 오징어와 같은 두족류와 꽃게 같은 갑각류에 대한 묘사 역시 매우 구체적입니다. 오징어의 다리 개수와 교접완의 기능을 관찰하고, 갑오징어 뼈의 약리 효과를 기록한 점은 실용적인 학문의 정수를 보여줍니다. 또한 꽃게가 성장을 위해 딱딱한 껍질을 벗는 탈피 과정을 '해(蟹)'라는 한자의 의미와 연결해 설명한 부분은 생물학적 통찰력이 돋보이는 대목입니다. 낙지의 모성애와 관련된 관찰 기록은 현대에 이르러 낙지의 유전자를 활용한 신물질 개발로 이어지기도 합니다. 이처럼 과거의 관찰 기록은 단순한 과거의 유산에 머물지 않고 미래 바이오 산업의 영감이 되고 있습니다. 『자산어보』에서 명태에 대한 기록이 빠져 있다는 사실은 역설적으로 이 책의 과학적 엄밀성을 증명합니다. 명태는 차가운 물을 좋아하는 한류성 어종으로 흑산도 인근 서해에서는 잡히지 않기 때문입니다. 보지 못한 것은 기록하지 않고, 확인된 사실만을 바탕으로 지식을 구축하는 태도는 현대 과학의 핵심 가치인 실증주의와 일맥상통합니다. 실학은 멀리 있는 추상적인 이론이 아니라, 우리 곁의 바다와 생물을 깊이 있게 들여다보는 것에서 시작되었습니다. 물고기의 눈으로 세상을 바라보고자 했던 정약전 선생의 정신은 오늘날 우리에게 진정한 과학적 사고가 무엇인지 일깨워줍니다.

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[연구뭐하지?] 김종성 교수_서울대학교 '해양저서생태학 연구실' | 해양생태계, 가꾸고 지키는 노력을 계속해야 합니다!

서울대학교 지구환경과학부의 벤토스 연구실은 해양 생태계의 신비를 밝히기 위해 끊임없이 탐구하는 곳입니다. 이곳에서는 바닷가와 먼 바다를 누비며 다양한 해양생물을 채집하고, 그들에게 이름을 부여하며 적합한 서식지를 찾는 연구를 수행합니다. 단순히 생물을 분류하는 것에 그치지 않고, 각 생명체가 바다라는 거대한 환경 속에서 어떻게 살아가는지를 심도 있게 탐구하며 해양 생태계의 근본적인 원리를 이해하고자 노력하고 있습니다. 연구실의 핵심 활동 중 하나는 해양생물을 대상으로 한 생리 반응 실험입니다. 세포와 단백질 수준부터 개체군과 군집에 이르기까지, 해양 생태계 전반의 반응을 다각도로 분석합니다. 연구진은 온도 변화나 고염분과 같은 극한 환경, 혹은 유해 물질 노출이라는 특수한 조건을 설정하여 해양생물들이 이에 어떻게 대응하고 방어 기작을 작동시키는지 관찰합니다. 이러한 정밀한 실험을 위해 연구실에서는 항상 생물을 건강하게 가꾸고 유지하는 데 심혈을 기울입니다. 벤토스 연구실은 구성원들의 넘치는 에너지와 체계적인 기록 문화가 공존하는 독특한 공간입니다. 교수님과 학생들은 스스로를 '팔방미인'이라 칭할 만큼 학업과 열정적인 생활 모두에 진심을 다합니다. 특히 모든 현장 조사 사진과 세미나 자료, 실험 과정의 세세한 부분까지 기록으로 남겨 보관하는 전통은 연구의 연속성과 신뢰성을 높이는 밑거름이 됩니다. 다양한 개성을 가진 연구원들이 모여 웃음이 끊이지 않는 분위기 속에서 창의적인 연구 성과를 만들어내고 있습니다. 이들의 연구는 크게 구조, 기능, 건강성 평가라는 세 가지 축으로 분류됩니다. 구조 연구는 해양 생태계를 구성하는 해양생물의 종류와 그들 사이의 관계를 파악하며, 기능 연구는 해양생물과 환경이 상호작용하며 해양 생태계가 유지되는 메커니즘을 분석합니다. 마지막으로 건강성 평가는 퇴적물 내 오염도를 화학적, 생물학적, 생태학적으로 분석하여 해양이 얼마나 깨끗하게 유지되고 있는지 확인합니다. 이러한 다각적인 접근은 우리 바다를 보다 체계적으로 관리하고 보존하는 데 기여합니다. 자연은 인위적인 간섭이 최소화된 본연의 모습일 때 가장 아름답다는 것이 연구실의 철학입니다. 개발과 복원이라는 화두 속에서도 해양 생태계를 가꾸고 지키려는 노력은 멈추지 않습니다. 바다를 진심으로 사랑하고 현장 조사에 적극적으로 참여할 수 있는 인재들과 함께, 벤토스 연구실은 앞으로도 해양생물 다양성의 가치를 높이는 길을 걸어갈 것입니다. 우리 모두가 자연의 가치를 소중히 여기고 보전애 동참할 때, 건강한 바다의 미래를 기대할 수 있습니다.

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[강연] 바다의 비밀 - 심해탐사 (1) _ 김웅서 한국해양과학기술원 책임연구원 | 2016 가을 카오스 강연 '지구인도 모르는 지구' 8강 | 8강 ①

바다는 인류에게 언제나 경외와 호기심의 대상이었습니다. 특히 수심 깊은 곳의 심해는 오랫동안 미지의 영역으로 남아 있었으며, 많은 이들에게 무한한 상상력의 원천이 되었습니다. 어린 시절 읽었던 과학 소설이나 바닷가에서 우연히 마주친 야광충의 신비로운 빛은 과학자들에게 탐구의 길을 열어주는 중요한 계기가 되기도 합니다. 1mm 남짓한 작은 생물이 자극을 받아 내뿜는 푸른 빛은 단순한 자연 현상을 넘어, 거대한 바다 세계로 향하는 비밀의 문을 여는 첫 번째 열쇠와 같습니다. 과거 사람들은 바다 끝에 거대한 폭포가 있어 배가 추락할 것이라 믿거나, 심해에 크라켄과 같은 거대 괴물이 살고 있다고 상상하며 두려워했습니다. 이러한 공포는 바다에 대한 지식이 부족했던 시절의 산물이지만, 현대 과학의 눈으로 보면 그 상상력 속에 일말의 진실이 숨어 있음을 알 수 있습니다. 과학자들은 때로 소설 속의 오류를 찾아내는 직업병을 발휘하기도 하지만, 동시에 수백 년 전의 기록이 현대 해양 과학의 발견과 놀라울 정도로 일치한다는 사실에 경탄하며 연구를 이어가고 있습니다. 심해 탐사의 상징과도 같은 잠수함 '노틸러스호'의 이름은 살아 있는 화석이라 불리는 앵무조개에서 유래되었습니다. 앵무조개는 몸속의 격벽에 공기를 채워 부력을 조절하는 독특한 원리를 가지고 있는데, 이는 오늘날 현대 잠수함이 수심을 조절하는 방식과 동일합니다. 자연에서 배운 지혜가 공학적 설계로 이어진 대표적인 사례입니다. 이처럼 심해는 단순히 깊은 물속이 아니라, 생명체가 가혹한 환경에 적응하기 위해 진화시켜 온 정교한 생존 전략과 과학적 원리가 집약된 거대한 실험실과 같습니다. 심해의 거대 생물 중 하나인 대왕오징어는 오랫동안 전설 속의 존재로만 여겨졌습니다. 죽어서 해안가로 밀려온 사체만 발견되던 이 신비로운 생물은 2006년에 이르러서야 비로소 살아 있는 모습이 카메라에 포착되었습니다. 몸길이가 최대 20m에 달하고 농구공보다 큰 눈을 가진 대왕오징어의 실체는 인간의 상상력이 결코 과장이 아니었음을 증명했습니다. 빛이 거의 들지 않는 어두운 심해에서 생존하기 위해 거대한 눈을 갖게 된 이들의 모습은 심해라는 환경이 생명체에게 어떤 변화를 요구하는지를 잘 보여줍니다. 과학적으로 심해는 대륙붕의 한계인 수심 200m보다 깊은 곳을 의미하며, 이는 전체 바다의 약 90%를 차지합니다. 바닷속으로 깊이 들어갈수록 햇빛의 파장에 따라 붉은색부터 차례로 흡수되고, 가장 멀리 도달하는 푸른색만이 남아 온 세상을 파랗게 물들입니다. 수심 1,000m를 넘어서면 완전한 암흑의 세계가 펼쳐지는데, 이곳은 냉장고 속보다 춥고 엄청난 수압이 지배하는 공간입니다. 이러한 극한 환경 속에서도 생명체들은 스스로 빛을 내거나 퇴화된 감각을 대신할 새로운 능력을 갖추며 자신들만의 생태계를 구축하고 있습니다.

김웅서

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지구환경과학

[강연] 바다의 비밀 - 심해탐사 (3) _ 김웅서 연구원 | 2016 가을 카오스 강연 '지구인도 모르는 지구' 8강 | 8강 ③

인간은 아주 오래전부터 미지의 세계인 바닷속을 탐험하고자 하는 열망을 품어왔습니다. 알렉산더 대왕 시절의 다이빙 벨 기록부터 시작해, 1930년대에는 강철 구체를 이용해 수백 미터 아래를 탐사하기 시작했습니다. 1960년에는 트리에스테호가 지구에서 가장 깊은 11,000m 지점에 도달하며 심해 탐사의 새 지평을 열었습니다. 이러한 도전은 과거 심해에는 생물이 살지 않을 것이라는 '무생물설'을 뒤집고, 암흑의 공간 속에 숨겨진 생태계를 발견하는 계기가 되었습니다. 심해로 내려가기 위해서는 엄청난 수압을 견딜 수 있는 특수 장비가 필수적입니다. 일반적인 스쿠버 다이빙은 수심 30~40m가 한계이지만, 대기압 잠수복을 이용하면 지상의 압력을 유지한 채 600m까지 내려가 작업할 수 있습니다. 더 깊은 곳을 탐사하기 위해서는 유인 잠수정이나 원격 조종 무인 잠수정(ROV)이 필요합니다. 특히 유인 잠수정은 좁은 티타늄 구체 안에 과학자들이 직접 탑승하여 심해의 신비를 관찰하며, 이는 우주 탐사만큼이나 정교한 기술력을 요구하는 분야입니다. 현재 전 세계에서 심해 유인 잠수정을 보유한 국가는 미국, 프랑스, 러시아, 일본, 중국 등 다섯 나라에 불과합니다. 최근 중국은 7,000m급 자오룽호를 통해 해양 강국으로 급부상하고 있으며, 일본 역시 가장 깊은 바다까지 도달할 수 있는 차세대 잠수정 개발에 박차를 가하고 있습니다. 우리나라는 6,000m급 원격 조종 무인 잠수정(ROV)인 '해미래'를 통해 마리아나 해저 분지 등을 성공적으로 탐사해왔습니다. 비록 유인 잠수정 개발에는 경제적 난관이 따르지만, 심해 기술 자립의 중요성은 날로 커지고 있습니다. 심해 탐사의 가장 놀라운 성과 중 하나는 뜨거운 물이 솟아오르는 열수 분출공의 발견입니다. 이곳은 햇빛이 전혀 들지 않음에도 불구하고 화학 합성을 통해 에너지를 얻는 독특한 생태계가 형성되어 있습니다. 굴뚝 모양의 분출공 주변에는 눈먼 게나 쇠붙이를 먹고 사는 생물들이 빼곡히 모여 살며 강인한 생명력을 보여줍니다. 우리나라도 해미래를 통해 수심 3,000m 이상의 열수 분출공에서 다양한 생물 표본을 채집하며 심해 생태계의 비밀을 밝히는 데 기여하고 있습니다. 심해 생물들은 극한의 환경에서 살아남기 위해 경이로운 방식으로 진화했습니다. 포식자의 눈을 피하기 위해 몸을 투명하게 만들거나, 파란 빛만 도는 심해에서 검게 보이는 붉은색 피부를 갖기도 합니다. 먹이가 부족한 환경 탓에 한 번 잡은 먹이를 놓치지 않도록 입이 거대해지고 이빨은 안쪽으로 휘어졌습니다. 또한 엄청난 수압에 짓눌리지 않기 위해 몸속에 수분을 가득 채우거나 부레 대신 가벼운 지방질로 부력을 조절합니다. 이들의 기괴한 생김새는 사실 생존을 위한 가장 지혜로운 선택의 결과물입니다.

김웅서

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[강연] 바다의 비밀 - 심해탐사 (4) 패널토의 | 2016 가을 카오스 강연 '지구인도 모르는 지구' 8강 | 8강 ④

지구의 70% 이상을 차지하는 바다는 우리에게 매우 친숙한 존재처럼 느껴지지만, 사실 그 깊은 속내는 여전히 베일에 싸여 있습니다. 특히 수심 2,000미터 이상의 심해는 인류가 우주보다도 더 모르는 미지의 영역으로 남아 있습니다. 삼면이 바다인 우리나라에서도 이러한 심해의 신비로움에 주목하며 연구를 이어가고 있습니다. 심해는 단순히 어둡고 차가운 공간이 아니라, 우리가 상상하지 못했던 독특한 생명체들이 자신들만의 질서를 유지하며 살아가는 경이로운 세계입니다. 심해 탐사의 최전선에는 유인 잠수정이 있습니다. 과학자들은 막대한 비용과 위험을 무릅쓰고 직접 수천 미터 아래로 내려가 심해의 풍경을 마주합니다. 칠흑 같은 어둠 속에서 잠수정의 조명을 켰을 때 드러나는 해저 평원의 모습은 마치 고려청자 빛깔과 같은 신비로운 푸른빛을 띠기도 합니다. 이러한 직접적인 경험은 단순한 데이터 수집을 넘어 과학자들에게 깊은 영감과 통찰력을 제공하며, 심해 연구의 질을 한 단계 높이는 중요한 역할을 수행하고 있습니다. 기술의 발전으로 무인 잠수정의 활용도 늘고 있습니다. 무인 잠수정은 인명 사고의 위험이 없고 인공지능 등 최신 기술을 접목하기에 유리하지만, 통신 속도와 전력 공급의 한계라는 과제를 안고 있습니다. 반면 유인 잠수정은 과학자가 현장에서 직접 입체적으로 분석하고 판단할 수 있다는 독보적인 장점이 있습니다. 마치 명화를 화면으로 보는 것과 미술관에서 직접 마주하는 것의 차이처럼, 현장감 있는 연구는 심해의 복잡한 생태계를 이해하는 데 필수적인 요소로 꼽힙니다. 심해 생태계의 핵심 중 하나는 열수 분출공입니다. 이곳은 태양광이 전혀 닿지 않아 광합성이 불가능함에도 불구하고, 화학 합성을 통해 에너지를 얻는 독특한 생태계가 형성되어 있습니다. 지구 내부에서 뿜어져 나오는 유황 성분을 산화시키는 박테리아를 기반으로 게, 새우, 조개 등 수많은 생물이 밀집해 살아갑니다. 이는 기존의 생물학적 상식을 뒤엎는 발견이었으며, 먹지 않고도 공생 박테리아로부터 에너지를 얻어 생존하는 이들의 방식은 생명의 강인함을 보여줍니다. 열수 분출공 주변의 생물들은 진화적으로 매우 원시적인 형태를 유지하고 있어 '살아 있는 화석'이라 불리기도 합니다. 눈이 퇴화한 게나 고온을 견디는 미생물들은 지구 탄생 초기의 가혹한 환경과 유사한 조건에서 적응해 온 결과물입니다. 과학자들은 이러한 생물들을 통해 지구 생명 탄생의 비밀을 추적하고 있으며, 나아가 화성이나 목성의 위성처럼 극한 환경을 가진 외계 행성에서의 생명체 존재 가능성을 탐구하는 중요한 단서를 얻고 있습니다. 심해는 자원의 보고이기도 합니다. 망간 단괴를 비롯해 금, 은, 구리 등 고부가가치 광물이 풍부하게 매장되어 있어 전 세계적인 관심이 뜨겁습니다. 하지만 무분별한 개발은 수천 년간 유지되어 온 심해 생태계를 파괴할 위험이 큽니다. 국제해저기구(ISA)를 통해 환경 피해를 최소화하려는 제도적 장치가 마련되고 있지만, 여전히 개발과 보존 사이의 논쟁은 치열합니다. 미래 세대에게 이 소중한 유산을 온전히 물려주기 위해서는 신중한 접근과 지속적인 연구가 필요합니다. 인간의 탐사가 심해 생물들에게 미치는 영향에 대해서도 깊은 고민이 필요합니다. 심해 생물들은 빛이 없는 환경에서 소리나 압력 변화에 매우 민감하게 반응하도록 진화했습니다. 잠수정의 소음이나 인공적인 빛은 이들의 평온한 삶에 큰 자극이 될 수 있습니다. 우리가 미지의 세계를 알아가는 과정이 자칫 그들의 터전을 휘젓는 행위가 되지 않도록, 환경 파괴를 최소화하는 기술 개발이 병행되어야 합니다. 심해는 우리가 정복할 대상이 아니라 함께 공존하며 배워야 할 거대한 교과서입니다.

김동성, 김웅서, 이판묵

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