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[강연] 왜 지구인가? (1) _ 이강근, 이상묵 교수 | 2016 가을 카오스 강연 '지구인도 모르는 지구' 1강 | 1강 ①

2016년의 기록적인 폭염과 이상기후는 지구가 직면한 위기를 여실히 보여주었습니다. 인류는 이제 지구온난화로 인한 여섯 번째 대멸종을 우려해야 하는 처지에 놓였으며, 생물 종의 소멸 속도는 과거 대멸종 시기보다 훨씬 빠르게 진행되고 있습니다. 이러한 변화의 중심에 인간이 있다는 의미에서 현재를 '인류세'라 부르기도 합니다. 침몰해 가는 지구를 구할 수 있는 존재는 오직 우리 지구인뿐이며, 지금의 전면적인 위기를 극복하기 위해서는 우리가 발 딛고 사는 터전에 대해 더 깊이 이해하려는 노력이 절실합니다. 우리는 푸른 행성 지구에서 평생을 살아가지만, 정작 지구에 대해 아는 것은 그리 많지 않습니다. 지구의 나이는 약 46억 년에 달하지만, 인간의 수명은 100년도 채 되지 않는 짧은 시간입니다. 이러한 거대한 시간적, 공간적 간극은 우리가 지구를 온전히 이해하는 데 커다란 장벽으로 작용합니다. 지구가 둥글다는 사실조차 일상에서 체감하기 어렵듯, 우리와 지구 사이에 놓인 이 거대한 차이를 인식하는 것이 지구 탐구의 첫걸음이 될 것입니다. 익숙함 속에 가려진 지구의 진정한 모습을 발견하려는 태도가 필요합니다. 지구 시스템은 지권, 수권, 기권, 생물권이라는 네 가지 권역의 상호작용으로 이루어져 있습니다. 흔히 지구 표면의 70%가 바다라는 사실 때문에 물이 엄청나게 많다고 생각하기 쉽지만, 실제 지구 전체 부피에서 물이 차지하는 비중은 약 1,000분의 1 수준에 불과합니다. 더욱 놀라운 점은 지구상의 모든 생물 중 인간이 차지하는 무게 비중이 극히 미미하다는 사실입니다. 그럼에도 불구하고 인간이 지구를 지배할 수 있는 이유는 거대한 몸집이 아니라 고도로 발달한 뇌를 통해 지식을 축적하고 환경을 변화시켜 왔기 때문입니다. 인류의 탐사 기술은 태양계 끝자락인 175억 km 밖까지 뻗어 나갔지만, 정작 우리가 발을 딛고 있는 지구 내부로 들어간 거리는 고작 12 km에 불과합니다. 이는 사과 껍질을 바늘로 살짝 찌른 정도의 깊이로, 지구 내부의 거대한 신비를 파헤치기에는 턱없이 부족한 수준입니다. 냉전 시대의 경쟁으로 시작된 시추 탐사는 기술적 한계와 막대한 비용 문제로 인해 멈춰 섰습니다. 우주를 향한 시선만큼이나 우리 발밑의 세계를 향한 탐구도 중요하지만, 지구 내부는 여전히 인류에게 미지의 영역으로 남아 있습니다. 바다의 가장 깊은 곳인 마리아나 해구의 챌린저 해연에 발을 들인 인류는 단 세 명뿐입니다. 이는 달에 발자국을 남긴 12명보다 훨씬 적은 숫자로, 우리가 심해와 지구 내부에 대해 얼마나 무지한지를 단적으로 보여줍니다. 지구는 우리가 아는 유일한 생명의 요람이지만, 그 깊은 속살과 변화의 원리에 대해서는 여전히 배울 것이 많습니다. 기후 위기와 지질학적 변화가 가속화되는 지금, 지구인으로서 지구를 사랑하고 지키기 위해서는 보이지 않는 곳까지 세밀하게 살피고 연구하는 자세가 그 어느 때보다 중요합니다.

이강근, 이상묵

카오스재단카오스강연

지구환경과학

[강연] 바다의 비밀 - 심해탐사 (2) _ 김웅서 | 2016 가을 카오스 강연 '지구인도 모르는 지구' 8강 | 8강 ②

바다의 표층 수온은 태양열에 의해 결정됩니다. 적도 부근은 30도에 육박할 정도로 따뜻하지만, 고위도로 갈수록 온도가 낮아져 극지방에서는 영하의 온도를 기록하기도 합니다. 순수한 물은 0도에서 얼지만, 바닷물은 염분을 포함하고 있어 어는점이 약 영하 1.9도 정도로 낮습니다. 이러한 특성 덕분에 극지방의 차가운 바다에서도 물은 액체 상태를 유지하며 거대한 해양 생태계를 지탱하는 기초가 됩니다. 표층의 온도는 위도에 따라 극명하게 갈리며 지구의 열 수지를 조절하는 중요한 역할을 수행합니다. 바다 깊은 곳으로 내려가면 수온은 급격한 변화를 보입니다. 표층은 바람의 영향으로 온도가 일정하게 유지되는 혼합층이 형성되지만, 수심 200m에서 1,000m 사이에는 온도가 수직으로 급락하는 '수온 약층'이 존재합니다. 이 층은 따뜻하고 가벼운 물과 차갑고 무거운 물을 분리하는 강력한 장벽 역할을 하여 물질의 수직 이동을 차단합니다. 수온 약층 아래의 심해는 태양열이 전혀 닿지 않아 전 세계 어디든 0도에서 1도 사이의 매우 낮은 온도를 유지하며 고요하게 잠겨 있습니다. 심해는 우리가 상상하는 것보다 훨씬 차가운 공간입니다. 전 세계의 바다는 '원 오션'으로서 하나로 연결되어 거대한 순환을 이룹니다. 심해로 가라앉은 물이 전 지구를 한 바퀴 도는 데는 약 천 년이라는 긴 시간이 소요됩니다. 하지만 지구 온난화로 인해 극지방의 빙하가 녹으면 바닷물의 밀도 균형이 깨지며 이 거대한 컨베이어 벨트가 멈출 위험에 처합니다. 이는 해류가 운반하던 열의 흐름을 방해하여, 역설적으로 특정 지역에 극심한 한파를 몰고 오는 등 전 지구적인 기후 체계에 심각한 교란을 일으킬 수 있습니다. 바다의 순환은 지구의 기온을 일정하게 유지하는 핵심적인 시스템입니다. 심해의 또 다른 특징은 엄청난 수압입니다. 수심이 10m 깊어질 때마다 압력은 1기압씩 증가하며, 가장 깊은 마리아나 해구는 무려 1,100기압에 달합니다. 이러한 환경에서는 단단한 알루미늄 방망이조차 종잇장처럼 구겨지지만, 심해 생물들은 오히려 물렁물렁한 몸 구조를 선택해 내부와 외부의 압력을 평형 상태로 유지합니다. 강한 골격 대신 유연한 조직을 가짐으로써 무시무시한 수압 속에서도 파괴되지 않고 생존할 수 있는 독특한 진화를 이룬 것입니다. 이는 극한 환경에 적응하기 위한 생명체의 경이로운 생존 전략이라 할 수 있습니다. 심해저에는 백만 년에 고작 6mm 정도 자라는 망간단괴와 같은 희귀 광물 자원이 잠들어 있습니다. 먹이가 부족한 이곳에서 생물들은 위에서 떨어지는 유기물 파편인 '바다눈'에 의존해 살아갑니다. 그러나 뜨거운 물이 솟구치는 열수 분출공 주변은 예외입니다. 이곳의 세균들은 햇빛 대신 화학 물질을 합성해 에너지를 만들어내며, 이를 바탕으로 사막의 오아시스처럼 풍요로운 생태계를 형성합니다. 심해는 단순히 어둡고 차가운 공간이 아니라, 수천만 년의 시간이 축적된 자원의 보고이자 독자적인 생명 에너지가 꿈틀대는 신비로운 세계입니다.

김웅서

카오스재단카오스강연

지구환경과학

[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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