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이웃집과학자

해양 쓰레기섬은 어쩌다 생길까

By 이웃집과학자

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바다에 둥둥 떠다니는 플라스틱.

출처instagram/noaaocean

<Science>에 게재된 연구에 따르면 매년 최대 1,500만t의 플라스틱 쓰레기가 해안선(약 1,250만t)과 강(약 250만t)을 통해 바다로 유입되고 있습니다. 이 엄청난 양의 쓰레기의 양은 2025년, 두배까지 증가할 것으로 예상됩니다.

해양으로 유입된 플라스틱 쓰레기는 바람과 파도로 인해 지속적으로 섞입니다. 해양 표면과 물기둥 상단에 걸쳐 넓게 분포됩니다. 이렇게 쓰레기들이 잔득 모여 해양 쓰레기 더미를 이룬 곳을 '쓰레기섬(Garbage Patch)'이라고 가리킵니다. 단어가 주는 어감 때문인지 사람들은 쓰레기섬을 위성이나 항공 사진으로 쉽게 볼 수 있는 문자 그대로 '섬'이라고 생각하기 십상인데요.

쓰레기섬의 실상

해양쓰레기는 북태평양의 여러 지역에 모여 있지만 정확한 크기와 위치, 내용물을 예측하긴 어렵다.

출처NOAA

미국해양대기국(NOAA)의 자료에 따르면, 사실 '쓰레기섬'은 그렇게 쉽게 눈에 띄지 않는다고 해요. 물론 특정 지역에서는 플라스틱 병과 같은 쓰레기가 많이 모여있어 마치 섬을 이루는 곳도 있지만 실제로 잔해의 대부분은 육안으로 즉각적으로 드러나지 않는 떠다니는 플라스틱 조각들이라고 합니다. 쓰레기섬의 크기와 위치를 정확하게 파악하는 건 매우 어렵다고 하는데요. 그 이유는 쓰레기섬을 이루는 물체의 위치가 바람과 해류로 인해 끊임없이 변하기 때문입니다. 그래서 쓰레기섬은 해양의 어떤 지점에서든 발견될 수 있습니다.

5개의 주요 환류(gyre). 환류란 해양에서 소용돌이 형태로 회전하는 해류의 큰 규모의 시스템.

출처출처: NOAA

플라스틱은 내구성이 매우 강하기 때문에 떠다니는 플라스틱 쓰레기는 해양의 먼 거리까지 이동할 수 있습니다. 이러한 플라스틱 중 일부는 남북위 20~40º 사이에 나타나는 아열대 순환류의 중심 부근에 모여 쓰레기섬을 이룬다고 합니다.

해류는 바람, 조석(tide), 염도와 온도차로 움직이는데요. 이 해류는 소용돌이 형태로 순환합니다. 큰 규모로 지속적으로 회전하는 해류들이 모여 환류(gyre)시스템을 이룹니다. 5개의 주요한 환류를 꼽자면 북태평양 환류, 북대서양 환류, 인도양 환류, 남태평양 환류, 남대서양환류가 있습니다.

북반구의 북태평양 환류와 북대서양 환류는 시계방향으로 순환합니다. 남반구에 있는 인도양 환류와 남태평양 환류, 남대서양 환류는 반시계 방향으로 순환합니다. 무역풍이 불면서 적도에 있는 해류가 서쪽으로 흐르고 편서풍으로 인한 서풍 피류가 동쪽으로 흐르기 때문입니다.

거대한 쓰레기 섬은 이처럼 환류 주변에 모여드는 모습이 관찰되는데요. 그 이유는 해류가 환류의 중심으로 모여들면서 침강하는 흐름을 가지기 때문입니다. 이 해류를 타고 온 플라스틱은 해수를 따라 아래로 가라앉지 못하고 표면에 그대로 떠있게 됩니다. 그래서 환류 주변에는 해수만 침강하고 쓰레기들은 계속해서 모여 쌓이게 되는 겁니다.

거대한 규모를 자랑하는 북태평양 환류는 우리에게 가장 잘 알려진 쓰레기섬이 있는 곳인데요. 이곳에는 무려 8만t의 플라스틱 폐기물이 떠다니는 것으로 추정됩니다. 물론 이 쓰레기 섬은 앞서 NOAA가 언급한 것처럼 눈에 보이는 쓰레기들이 쌓여있는 모습이라기 보다는 대부분 플라스틱 조각들이 모여있는 상황입니다.

쓰레기섬(Garbage Patch), 남인도양에는 없다?!

태평양과 대서양과 달리 남인도양에는 쓰레기섬이 발견된 적이 없습니다. 이를 알아보기 위해 서호주대학교(University of Western Australia) 해양학자들은 연구를 진행합니다.

해양에 떠 있는 플라스틱 조각, 보이시나요?

출처instagram/theoceancleanup

위 사진은 연구팀이 항공탐사를 통해 데이터를 수집하는 과정에서 얻은 사진입니다. 이는 연구원들이 12,000장을 촬영한 것들 중 하나라고 하는데요. 이 이미지에서는 해양 위에 떠있는 플라스틱 조각 30개가 발견됐습니다. 연구진에 따르면 해양으로 유입된 플라스틱 쓰레기의 단 1%만이 쓰레기섬에 갇혀있는 것으로 추정됩니다. 나머지 99%의 플라스틱 쓰레기의 행방은 묘연하다고 합니다.

인도양 쓰레기 어디갔나? 해류 흐름 살펴보니

해양으로 유입되는 플라스틱 쓰레기 중 하천을 통해 유입되는 양 중 약 90%는 아시아에서 발생.

출처The Ocean Cleanup

해양으로 유입되는 플라스틱 쓰레기 중 하천을 통해 유입되는 양 중 약 90%는 아시아에서 발생한다고 합니다. 따라서 인도양은 플라스틱 쓰레기가 가장 많이 유입되는 곳 중 하나지만 인도양에 들어온 이 플라스틱 쓰레기에게 무슨 일이 발생하는지에 대해서는 알려진 바가 많지 않다고 합니다.

인도양은 다른 해양 분지에 비해 독특한 특징을 가지고 있습니다. 가장 두드러지는 특징은 아시아 대륙으로 둘러싸여 있다는 점입니다. 북쪽 해양 분지가 따로 없고 계절풍(monsoon wind)을 만들어냅니다. 그래서 북인도양에 환류가 없다는 분석입니다. 때문에 환류를 따라 만들어지는 쓰레기섬도 없는 거죠.

인도네시아 통류(Indonesian Throughflow)의 흐름.

출처유튜브/Scott Pearse

인도양과 태평양은 인도네시아 군도를 통해 연결되는데요. 이 군도는더 따뜻하고 염도가 더 낮은 물을 '인도네시아 통류(Indonesian Throughflow)'라 불리는 현상을 통해 태평양에서부터 인도양까지 물을 이동시킵니다.

또한 이 연결은 루윈해류(Leeuwin Current)를 형성하는데요. 이 해류는 호주의 서쪽 해안을 따라 남극을 향해 움직입니다. 그 결과 남인도양은 극지로향하는 해류와 동쪽과 서쪽의 해양 분지를 따라 흐르는 해류가 만들어집니다. 또한 남인도의 반대방향으로 흐르는 해류는 남인도양 전체를 가로지르며 마다가스카르의 남쪽 끝에서 호주까지 아열대 환류의 중심을 지나 동쪽으로 흐릅니다. 그리고 아프리카 대륙의 남위 35º 부근에서 남인도양과 대서양이 연결됩니다.

다른 바다로 쓰레기를 보내버려

다른 해양분지와 달리, 인도양은 적은 양의 플라스틱 쓰레기 샘플을 얻을 수 있기 때문에 표본이 부족합니다. 원격으로 플라스틱을 추적하는 기술은 아직 존재하지 않습니다. 인도양에서 플라스틱 쓰레기를 추적하기 위해서는 간접적인 방법을 사용해야 합니다.

서호주대학교(University of Western Australia) 연구진은 1979년 이후 전 세계 해양의 부유물질을 촬영한 공개된 위성추적사진 2만2천여 장을 조사했습니다. 이를 통해 연구진은 인도양이 강조된 전 세계 플라스틱 쓰레기의 경로를 시뮬레이션 할 수 있었습니다.

시뮬레이션 결과 연구진은 남인도양을 떠다니는 플라스틱이 남아프리카를 지나 남대서양으로 이동하는 독특한 특성을 발견했습니다. 아시아의 계절풍 시스템 때문에 남인도양의 남동무역풍(southeast trade winds)이 태평양과 대서양의 무역풍(trade winds)보다 훨씬 강해졌습니다. 강력해진 남동무역풍은 남인도양을 떠다니는 플라스틱 쓰레기를 서쪽으로 밀어냅니다. 이렇게 남인도양을 떠다니는 플라스틱 쓰레기는 남대서양으로 쉽게 유출됩니다. 이는 인도양에 왜 쓰레기 섬이 없는지 설명해줍니다.

인도양의 플라스틱 쓰레기는 어디로?

한편 시뮬레이션에 따르면 북인도양에서는 벵갈만(Bay of Bengal)에 플라스틱 쓰레기가 쌓일 수 있다는 것을 보여줍니다. 결국 역으로 부는 계절풍과 해류로 인해 이 플라스틱 쓰레기들은 인도양 주변의 모든 해변으로 이동할 겁니다. 연구진은 어떤 해변이 가장 큰 영향을 받게될 것인지에 대해서는 확답할 수 없다고 밝혔는데요. 계절풍에 따라 달라질 거라는 의견입니다.

해양 생물에 직격탄

해양 쓰레기의 가장 직접적인 피해를 보는 대상은 바로 해양 생물입니다. 해양 생물들이 이 플라스틱 쓰레기들을 먹이로 착각해 섭취하다 질식사하거나 장애를 얻게 됩니다.

인간이 배출한 쓰레기로 고통받는 해양동물.

출처instagram/noaaocean

플라스틱은 멸종위기에 처한 바다거북이나 바다새의 먹이보다 약 180배 더 해롭다고 합니다.

출처instagram/noaaocean

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