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세계에서 가장 깊은 바다는 마리아나 해구로 알려져 있습니다. 이곳에는 각종 심해어 등 희한한 모양의 심해생물이 살고 있습니다. 2012년, 영화 아바타로 유명한 제임스 카메론 감독이 잠수정을 타고 탐험한 일은 인류 역사에 기록될 정도로 큰 화제가 되었습니다. 심해 탐험은 우주 탐험보다도 위험하고 어려운 일이기 때문입니다.

챌린저 해연과 마리아나 해구 위치

인간은 1969년 아폴로 11호를 타고 무려 34만 킬로미터나 되는 거리의 달에 갔다 오면서 최대의 모험을 끝낸 것처럼 생각했지만, 사실 더 큰 모험은 아직 지구 내부에 있었습니다. 땅속의 탐험, 그리고 빛조차 닿지 않지만 생물이 사는 심해 탐험입니다.

땅속이나 바닷속은 1만 미터만 들어가도 위험천만합니다. 인간의 몸은 1기압의 공기 압력을 견디며 살아갑니다. 우주는 0기압인데 세계에서 가장 깊은 바다 마리아나 해구의 기압은 1,100기압이 넘습니다. 그나마 마리아나 해구에는 갈 수 있었지만 35km 거리로 추정되는 지구 내부의 맨틀은 확인할 수도 없습니다.

우주에서는 우주복만으로 견딜 수 있지만 세계에서 가장 깊은 바다에서는 쥐포처럼 짓눌려버리게 됩니다. 이런 곳에서 심해어 등의 심해생물이 살고 있으니 이 또한 놀라운 일입니다. 바다는 지구 면적의 71%나 되고 평균 깊이는 4,000미터가 넘습니다. 지구 표면의 70% 이상이 목숨을 걸어야 갈 수 있는 곳이 됩니다. 즉 인간은 바다의 5%도 제대로 못 봤다는 얘기입니다. 

마리아나 해구는 태평양 서쪽의 챌린저 해연에 있습니다. 태평양의 해령에서 솟아올라 바다의 지면이 된 마그마가 다시 지구 내부로 들어가는 곳이기 때문에 매우 깊은 심해가 되었습니다. 지구의 지각도 일종의 대류 활동을 하는 것입니다. 챌린저 해연은 ‘도전자’라는 뜻에 어울리게도 남북으로 2,500km나 되며 폭이 70km나 되는 엄청난 크기입니다.

일반적으로 해양학자들은 수심 2,000m부터를 심해라고 부릅니다. 타이타닉호가 가라앉아 있던 곳이 3,800m 깊이였습니다. 마리아나 해구의 최저 깊이는 1만 1,000m 정도로 조사되었습니다. 

우리나라 서해와 동해의 깊이가 약 44m와 1300m이니 상상을 초월하는 깊이입니다. 지상에서 가장 높은 에베레스트산의 높이가 약 8,800m이니 완전히 잠겨도 2,200m나 남는 깊이입니다. 이런 곳에는 마치 외계생물 같은 심해생물과 심해어가 살고 있습니다. 세계에서 가장 깊은 바다도 죽음의 세계는 아니었습니다.

마리아나 해구는 산속의 계곡처럼 깊은 골짜기의 해구 양쪽에 높은 봉우리가 솟아 있는데, 이것들이 우리가 여행을 가는 사이판섬과 괌섬입니다. 

왜 심해를 연구하나

2012년 카메론 감독이 다녀오면서 마리아나 해구에 대한 관심이 다시 높아졌습니다. 이미 1960년대에 바티스카프 트리에스테호가 갔다 온 곳이지만, 마리아나 해구는 위험성 때문에 탐험이 중단된 곳입니다. 보통 사람이 잠수하는 영역이 30m 정도고, 전문 심해다이버가 들어갈 수 있는 곳이 약 300m까지입니다. 그 아래는 미지의 세계입니다.

핵잠수함이라고 해도 수심 700m 정도까지만 잠항합니다. 수압상쇄 방법을 이용해서 압력을 견딜 수 있지만 인간이 타면 한계가 발생하므로 탐험에는 대체로 무인 잠수정을 사용합니다. 심해는 햇빛이 전혀 없기 때문에 관찰 범위도 좁습니다.

인간이 마리아나 해구 등의 심해에 본격적인 탐사를 시작한 것은 1980년대 이후입니다. 현재 심해 탐험은 미국, 러시아, 일본, 중국 등이 최고 기술을 보유했습니다. 심해는 광물자원이 넘쳐나는 것으로 추측합니다. 더구나 챌린저 해연은 아마존처럼 온실가스를 가둬버리는 역할까지 한다고 합니다. 

생물학 연구뿐 아니라 의외로 우주 연구에도 도움이 큽니다. 마리아나 해구의 바닥에는 희귀한 심해생물이 많지만, 환경이 열악해서 생물밀도는 낮다고 합니다. 이렇게 나쁜 환경에서도 살아남는 방법은 연구하면 화성 등의 우주에 기지를 건설하는 데에도 도움이 됩니다.

해양학에서는 2000m보다 더 깊은 곳을 심해로 말하지만 생물학에서 심해는 200m 이하를 말합니다. 바다 표면에서부터 200m까지는 햇빛이 들어오는 구간으로 표해수층이라고 합니다. 즉 바다의 겉표면이라고 할 수 있겠습니다.

돌고래나 상어 같은 어종이 활동하는 영역으로 인간이 보거나 먹는 생물들이 주로 삽니다. 특히 플랑크톤이 대량으로 번식하기 때문에 바다의 먹이사슬이 가장 활발한 곳입니다. 우리가 아는 바다는 여기까지입니다. 인류는 세계에서 가장 깊은 바다인 마리아나 해구에도 갔지만 심해생물에 대해서는 거의 모르는 상태와 같습니다.

심해 전문 해양학자의 인터뷰에 의하면 심해 생물을 새로 발견할 때마다 50-90%는 미확인 생물이라고 합니다. 이것을 계산하면 심해생물은 3,000만 종도 넘을 것으로 보입니다. 대륙과 인근 바다에서 지금까지 확인된 생물이 140만 종이니까 지구 안에 외계가 존재하는 것과 다름없습니다. 

심해에 사는 이들은 빛도 없는 곳에서 물만으로 생존합니다. 그래서 우주 생명체 연구에도 힌트를 주었습니다. 이제 우주 과학자들은 빛이 없어도 물의 존재가 가능한 곳이면 생명의 가능성이 있는 것으로 보고 연구 중입니다.

심해생물과 심해어들 

우리가 보통 아는 심해생물은 200-1,000m 사이의 심해어입니다. 마리아나 해구 깊이의 10분의 1도 안 되지만 이미 여기부터 빛이 잘 들어오지 않습니다.

흔히 중심해라고 부르지만 해양학에서는 아직 완전한 심해라고 할 수 없습니다. 향유고래, 새우, 대왕오징어를 비롯해 배럴아이(Barrel eye), 마귀상어, 블롭피시(Blob fish) 등이 중심해에 사는 생물입니다.

이제 3,000m 깊이, 마리아나 해구의 3분의 1 지점인 심해중층으로 들어갈 차례입니다. 여기서부터는 진짜로 다큐멘터리에 심해생물이라고 소개되는 심해어가 나오기 시작합니다. 빛은 거의 사라지고 에너지 소모를 줄이기 위해서 근육도 거의 없는 심해어가 나타납니다. 

바이퍼 피시(Viper fish), 초롱 아귀(Football fish), 핑퐁 트리 스폰지(ping pong tree sponge), 풍선 뱀장어(Saccopharyngiforms) 등이 살고 있습니다. 아귀 종은 역시 심해어답게 심해아귀 등 여러 종으로 번성했습니다.

심해중층 아래는 심해저대가 있습니다. 5대양 평균 깊이가 4,000m이니 대부분의 바다의 바닥이 여기에 해당합니다. 마리아나 해구의 절반인 6,000m 깊이까지를 말하며 빛이 없는 어둠의 지역입니다. 심해중층의 생물과 다르게 발광기도 없는데 눈이 모두 퇴화해서 아예 빛을 못 보기 때문입니다. 

사마귀 아귀(Warty seadevil), 늑대덫 아귀(Wolftrap seadevil), 대구장어(cusk eel), 얼간이문어(Dumbo octopus), 세발치 등이 살고 있습니다. 이곳의 심해생물은 위쪽에서 죽은 물고기 등이 가라앉으면 사체를 뜯어 먹고 삽니다. 또한 아귀와 꼼치류는 심해에서 잘 견디기 때문에 이 부근에서 많은 변형종을 볼 수 있습니다.

마지막으로 6,000m부터 마리아나 해구의 바닥인 1만 1000m까지를 하달존(Hadal zone)라고 합니다. 일명 초심해저대라는 곳으로 해양지각판의 충돌이 일어나는 곳에 주로 생성됩니다. 빛이 완전히 차단되어 온도는 거의 0도에 가까우며, 쇠도 찌그러트릴 8,000톤의 압력이 가해지고, 유속마저 느려서 죽음의 세계라고 생각해 왔습니다. 

그런데 8,000m 깊이를 중심으로 부족류, 해삼류의 심해생물과 꼼치류의 심해어가 살고 있는 것이 발견되었습니다. 더구나 마그마의 열이 솟구치는 100도의 온도에서도 사는 생물이 있었습니다. 하달존에는 지금까지 3명의 인간이 다녀 왔습니다. 식물도 없고 거의 동물만 삽니다.

식물은 광합성을 해야 살 수 있기 때문에 초심해저대에는 살지 못합니다. 오로지 동물만 생존하는 곳입니다. 빛이 없으니 일반적인 바다 생물의 먹이인 플랭크톤 마저 없습니다. 위쪽에서 떨어지는 사체를 먹을 뿐입니다.

스스로 먹이를 구하기 어렵다 보니 근육도 퇴화했습니다. 또한 어둠의 바다가 너무 넓어서 언제 짝짓기에 성공할지도 모릅니다. 원두꼼치과의 천사물고기(Pseudoliparis amblystomopsis)는 세계에서 가장 깊은 바다에 사는 심해어로 알려져 있습니다.

챌린저 해연뿐 아니라 전 세계 해구에서 심해어의 모습이 거의 비슷한 것은 하나같이 극한의 환경이기 때문일 수도 있습니다. 그럼에도 경이로운 것은 생물이 살아간다는 것입니다. 

원문: 키스세븐