바다는 지구상에서 처음으로 생명을 잉태했던 근원이며, 생명체에 필수적인 산소를 대량으로 생산하고 날씨를 조절하며 수많은 자원을 품고 있다. 바다는 지구 표면의 약 70.8%를 차지하는데, 이는 육지 면적의 2.43배이며 부피는 13억 7천만 km3에 이른다. 그리고, 바다는 지구에 남아있는 마지막 미개척지로 인류가 탐사한 심해는 2% 정도에 불과하다. 탐사하지 못한 나머지 심해에는 어떤 생물이 살지 잘 알지 못한다. 많은 사람들은 바다는 위험한 곳이라고 잠재적으로 생각하고 있다. 위험하니까 물가에 가지 말라든가 배를 타는 것 자체를 위험시하는 말들을 많이 들어왔다. 막연한 두려움이 있지만, 오늘날 우리의 슬기와 지혜를 모아 해양개발에 주력하지 않으면 안될 상황에 있다. 세계는 해양을 미래자원의 보고(寶庫)로 보고 있을 뿐만 아니라 과거와 마찬가지로 해양을 지배하는 국가가 세계를 지배한다는 법칙이 오늘날에도 변함없기 때문이다. 그래서, 아웃도어 정보신문 ‘바끄로’는 우리가 꼭 개척해야 할 바다에 쉽게 접근하기 위해 바다 전문가의 재미있는 바다 이야기를 연재한다.

우리 바다를 지키며 우리 바다의 치안을 담당할 인재를 양성하고 있는 해양경찰교육원의 고명석 원장이 들려주는 미래자원의 보고(寶庫) 바다와 얽힌 재미있고 신기한 이야기를 통해 바다와 좀더 친숙해 보자.  -편집자 주-

상상 이상의 세계, 깊고 어두운 심해

어둡고 춥고 깊은 곳, 심해

“열 길 물속은 알아도 한 길 사람 속은 모른다”는 속담이 있다. 사람의 진실한 생각을 알기가 그만큼 어렵다는 말이다. 하지만 물속도 마찬가지다. 열 길, 백 길이라면 모르겠지만 수 km 이르는 깊이라면 얘기가 달라진다. 인간이 맨 몸으로 잠수할 수 있는 수심은 그리 깊지 않다. 아주 깊은 바다는 대부분 인간의 손길이 닿지 않았다. 

심해가 어떤 형태로 형성되어 있는지 추측하기는 쉽지 않다. 헬기를 타고 미국 서부를 날아간다고 상상해보자. 발 아래로 다양한 지형이 펼쳐질 것이다. 라스베이거스 사막을 지나, 그랜드캐년 계곡을 선회한 후, 높은 록키 산맥을 지나면 평평한 초원이 펼쳐질 것이다. 바다 아래도 마찬가지이다. 심해도 육지처럼 높은 산, 넓은 강, 깊은 계곡, 평평한 평원 등 다양한 지형이 있다.  

※ 심해는 표면으로부터 200m까지를 표층대로, 200~1,000m를 중층대, 1,000m 아래를 심층대라 한다.

그 중 대부분은 깊고 넓은 평원 모양의 해저 바닥 지형이 자리 잡고 있다. 평원이 펼쳐지다가 길고 좁은 산맥 모양의 솟아오른 부분을 해령(海嶺)이라 한다. 반대로 길고 깊게 움푹 패인 요지(凹地)를 해구(海溝)라 한다. 육지로 치면 해령은 산맥에 해당하고, 해구는 수천km 계속되는 계곡에 해당한다. 이러한 지형은 해저 지각판이 다른 지각판 아래로 밀려들어 가기도 하고 충돌하기도 하는 과정에서 형성되었다. 

바다의 평균 수심은 3.8km로서 지구 생명이 살 수 있는 공간의 대부분을 차지한다. 그중 85% 이상은 어둠에 잠겨있는 심해이다. 빛이 없는 깊은 바다를 심해(abyss)라 한다. 1km 깊이 중층대까지는 아주 약한 빛이 있지만, 그 아래는 영구적으로 빛이 없다. 지금까지 알려진 가장 깊은 곳은 필리핀 해 마리아나 해구의 비티아즈 해연으로서 11,035m 깊이다. 에베레스트 산을 거꾸로 집어넣어도 바닥까지 2km 이상 남는 깊이다. 

인간이 직접 빛이 없는 심해까지 내려가기 시작한 것은 20세기 이후였다. 1934년 케이블에 달린 잠수구를 타고 900m 심해를 탐험했다. 1954년에 케이블로 연결되어 있지 않은 잠수구를 타고 4,000m까지 내려갔다. 이 기구는 일종의 수중 엘리베이터였는데 위 아래로만 움직일 수 있었다. 그 후 1960년 마리아나 해구 10,916m까지 내려갔는데, 이 기록은 오늘날도 깨지지 않고 있다. 

1664년 이동하면서 탐사할 수 있는 잠수정 앨빈호가 최초로 잠수하였다. 비로소 진정한 의미의 해양탐사 시대가 열렸다. 하지만 아직도 인류는 심해의 1%도 탐사하지 못했다. 달 표면을 밟았던 사람은 열 명이 넘지만, 지구 가장 깊은 곳까지 내려가 본 사람은 단 세 명뿐이다.

심해는 어둡고 춥고 조용한 3차원 공간이 끝없이 펼쳐져 있는 세계다. 그래서 얕은 바다와는 생태 환경이 전혀 다르다. 우선 빛이 거의 없어 광합성을 기반으로 한 에너지 생산이 불가능하다. 따라서 해조류나 식물성 플랑크톤은 없다. 또 수심으로 인해 엄청난 압력이 짓누른다. 수백에서 수천 기압에 이른다. 심해는 매우 추운데, 마치 냉장실처럼 1~4도의 저온을 일정하게 유지한다. 수면을 중심으로 만들어지는 조류나 파도도 그곳에는 거의 없다.  

그렇지만 이곳도 생명체로 가득한 풍요로운 세계다. 심해의 환경에 적응하여 마치 외계인 같은 괴기한 모습으로 깊고 어두운 아래에서 살아가고 있다.  그렇다면 극한의 환경에서 살아가는 심해 생명체는 어떤 존재들일까? 심해에 적응한 생물은 여러 면에서 독특한 특징을 지니고 있다. 몸이 작고, 활동성이 낮으며, 성장이 느리고, 수명이 길다. 또 성숙이 느리며, 임신기간이 길다. 한편, 서식 밀도가 매우 낮아 먹이를 찾고, 포식자를 피하며, 짝짓기 상대를 찾기가 쉽지 않다. 

오랫동안 심해는 생명체가 살지 않는 곳으로 인식되었다. 하지만 1870년대 저인망으로 바다 깊은 곳을 훑어 올린 과학자들은 깜짝 놀랐다. 그물에 올라온 것은 4천 종이 넘는 새로운 생물이었다. 이후 1970년대 과학자들은 잠수정을 타고 내려가 해저 온천인 ‘열수분출공’을 발견했다. 수십 미터 높이의 굴뚝에서 분출되는 온천물은 350도였다. 고온의 물이 있는 굴뚝 근처에는 조개, 홍합, 달팽이, 새우, 게, 관벌레가 번성하고 있었다. 더구나 여기 있는 박테리아가 황화수소를 사용하여 당을 합성했는데, 햇볕이나 산소 없이 영양분을 만드는 곳은 이곳이 유일하다. 

어둠속에서 숨바꼭질하며 살아남기    

심해 생명체가 종종 죽은 채 바닷가에서 발견되는 경우가 있다. 하지만 형체가 망가져 있어 살아있을 때 모습을 알 길이 없다. 혹시 그물로 살아있는 상태로 끌어올려도 올라오는 과정에서 압력 차이로 뭉그러져 버린다. 더구나 수족관에서 그들을 볼 기회는 없다. 수족관을 심해와 같이 높은 압력, 낮은 온도, 어두운 환경으로 만들 수 없기 때문이다. 그것은 마치 인간이 심해에 맨 몸으로 들어간다면 온몸이 찌그러져 형체를 알아볼 수 없는 것과 같은 이치다. 

이제부터 소개하는 심해 생명체는 이름부터 생소할 것이다. 이들을 눈으로 본 경험은 없을 것이고, 심지어 책에서조차 본 적이 드물 것이다. 그것은 어찌 보면 자연스러운 현상이다. 우리에게 익숙한 바다 생물은 대부분 얕은 곳에 사는 생물이기 때문이다. 심해는 광대하고 숨을 곳이 없다. 또 생물체 밀도가 낮고 어둡기 때문에 먹이를 찾기가 힘들다. 심해 생물은 이러한 환경에서 살아남기 위해 기발한 생존 전략을 만들었다. 

우선 심해에서는 포식자를 속이는 위장술이 필수적이다. 심해는 희미한 빛이 내려오는 위쪽이 밝고 아래쪽이 어둡다. 그래서 포식자는 아래쪽에서 위쪽을 보면서 먹이를 사냥하게 된다. 이때 포식자의 눈에 띄지 않도록 다양한 위장술을 동원한다. 

예컨대, 유리문어(Glass octopus)는 온몸이 유리처럼 투명한 형태여서 눈에 띄지 않는다. 검정 해파리(Black jellyfish)는 어둠 속에서 자신의 몸으로 미약한 빛을 모두 흡수해버리는데, 포식자는 해파리와 검은 배경을 구별할 수 없게 된다. 또 앨퉁이를 비롯한 일부 어류는 몸체 측면에 거울처럼 기능하는 색소를 가지고 있다. 그래서 측면에서 포식자가 접근하면 앨퉁이로부터 반사된 반사광으로 인해 먹이를 볼 수 없게 된다.  

발광기관을 이용해 위장하거나 먹이를 잡기도 한다. 심해 생명체 대부분은 발광기관을 가지고 있다. 아귀류(Angler fish)는 빛으로 먹이를 유인하는 것으로 유명하다. 이들은 머리 위에서 뻗어 나온 낚시대 끝 발광 미끼를 살아있는 듯 흔들어 댄다. 이를 먹이로 알고 접근한 물고기는 아귀의 거대한 입으로 빨려 들어간다. 그야말로 심해의 강태공이라 할 수 있다. 

이리덫아귀(Wolftrap angler)는 날카로운 이빨 안쪽에 조명등을 밝히고 있다. 불쌍한 먹이감은 불빛에 이끌려 제 발로 입안까지 들어와 먹힌다. 일부 심해오징어는 발광기관을 도망치는데 사용한다. 이들은 표면의 친척들이 사용하는 먹물 대신에, 발광성 물질을 분사한 후 혼란한 틈에 달아난다. 

극단적인 방법으로 살아가는 경우도 있다. 문어와 오징어의 특징을 모두 가진 지옥에서 온 흡혈오징어(Vampire squid)는 극산소층에서 지속적으로 살 수 있다. 이런 곳은 수면 공기에서 얻는 산소량의 5% 밖에 없어, 다른 동물은 살기 어려운 환경이다. 통안어(Binocular fish)는 머릿속이 투명하여 훤히 들여다보인다. 그 중심에 초록색 구슬처럼 생긴 눈을 가지고 있다. 그 눈으로 희미한 빛을 이용하여 위쪽을 보면서 먹이를 찾는다. 이후 위를 향하고 있는 눈을 앞쪽으로 굴려 먹이를 잡아먹는다. 투명한 머리를 통해 같은 자세에서 위쪽과 앞쪽을 볼 수 있으니, 마치 영화에 나오는 우주 생명체처럼 보인다.

잡아먹지 못하면 내가 굶어 죽는다 

육상 먹이 사슬이 식물에 의존하듯이, 바다 먹이 사슬도 광합성을 하는 식물성 플랑크톤에 의존한다. 식물성 플랑크톤, 동물성 플랑크톤, 물고기는 고리로 연결되어 순차적으로 잡아먹는다. 그런데 심해는 식물성 플랑크톤이 살 수 없으므로 심해 생태계는 표층에서 생산된 것에 의존할 수 밖에 없다. 먹이를 표층에서 떨어지는 부스러기나 사체에 의존한다. 

해가 지는 저녁 심해 생물체는 심해로부터 헤엄쳐 표층으로 올라간다. 그리고 아침 해가 뜨기 전에 어둠의 세계로 돌아간다. 이를‘수직 회유’라 하는데, 365일 반복되는 먹이활동이다. 어둠을 틈타 플랑크톤이 풍부한 표면층으로 올라가 배를 채우고, 해가 뜨기 전에 심해로 내려가는 대이동이다.  

심해 생물 대부분은 적게 먹고도 오래 버틸 수 있도록 중소형 몸체를 가지고 있다. 하지만 아주 크게 진화시킨 경우도 있다. 대왕관해파리(Praya)는 세상에서 가장 긴 동물이다. 잡혀먹히지 않도록 몸체를 거대하게 진화시킨 결과인데, 길이가 40m에 달하며, 300개 위를 가지고 있다. 

가끔 오는 기회를 놓치지 않기 위해 지나치게 커다란 입과 무시무시한 이빨을 발달시키기도 한다. 심해아귀, 풍선장어, 앨퉁이 등은 거대한 이빨과 늘어나는 위를 가지고 있어, 자기만한 크기의 먹이도 잡아먹을 수 있다. 이빨은 안쪽으로 휘어져 있어, 일단 먹이를 물면 도망칠 수 없는 구조이다. 

태평양큰니고기(Pacific viperfish)는 이빨을 극단적으로 특화시킨 경우이다. 이 고기의 이빨은 너무 커서 입안에 들어가지 못할 정도다. 그래서 튀어나온 아래턱에서 머리 위까지 거대하게 솟아있다. 가끔 지나치게 커다란 먹이를 물었다가, 삼키지도 뱉지도 못하고 함께 죽는 경우도 있다. 

검은배발광멸(Black-belly dragonfish)은 심해 어류의 특징을 가장 잘 갖추고 있는 물고기이다. 최대 25cm 이하인 작은 크기에 희미한 빛에서 볼 수 있도록 눈이 크다. 턱에는 안쪽으로 휜 이빨이 나 있다. 턱으로부터 낚시대처럼 생긴 길다란 발광 수염이 나와 있다. 마치 할아버지 곰방대를 턱에 붙이고 있는 기괴한 형상이다. 몸 옆면에는 은빛 비늘로 덮여있는데, 주변의 빛이 반사되어 완벽한 은신이 가능하다. 

우리는 일상에서 심해상어의 간에서 추출한 스쿠알렌을 먹는다. 그 심해상어 모습이나 습성을 알고 나면 많이 놀랄 것이다. 50cm보다 작은 몸집의 쿠키커터 상어(Cookie-cutter shark)는 큰 동물에 적극적으로 달려들어 이빨을 박은 후 스스로 몸을 비틀며 떼어낸다. 죽은 고래나 상어 몸체에 쿠키 모양의 움푹 파인 상처가 종종 발견되는데, 이 심해상어가 떼어낸 자국이다.

마귀상어(Goblin shark)는 정말 고블린이나 마귀처럼 생겼다. 코가 피노키오 코처럼 길게 튀어나와 있고 그 아래로 별도의 입이 있다. 평상시 입모양이 일반 상어랑 비슷하지만, 먹이를 먹을 때는 위아래 턱 전체가 튀어나온다. 영화 ≪에일리언≫에 나오는 우주 괴물의 턱을 보는 듯하여 섬찟하다. 

상상 속에서나 가능한 충격적인 짝짓기   

심해에는 여러 극한 환경이 있지만, 그중에서 ’극한‘이라는 표현에 가장 어울리는 것은 짝짓기 상대를 만나기 힘들다는 것이다. 번식은 종의 생존이 달린 중요한 문제이므로 일부 심해 생물은 기이한 방법을 동원하여 자손을 이어간다. 

검은악마아귀(Black-devil anglerfish)는 배우자를 만나기 희박한 환경에서 특이한 번식방법을 진화시켰다. 심해를 탐사하던 과학자들은 매번 암컷 아귀만 발견되는 것을 이상히 여겼다. 그런데 암컷 몸을 자세히 보니 혹처럼 생긴 기생체가 붙어 있었는데, 이것을 분석한 과학자들은 깜짝 놀랐다. 수컷이 안보이는 이유를 그제서야 알았다. 

아귀 수컷은 암컷 크기의 수십 분의 1 정도로 아주 작다. 심해를 떠돌던 수컷이 일단 암컷을 만나면 언제 올지 모를 기회를 놓치지 않으려 필사적으로 달라붙는다. 그리고 흐늘흐늘하고 물컹물컹한 암컷의 가죽을 파고들어 간다. 

계속 파고들면서 수컷 몸체는 점점 암컷과 일체가 된다. 시간이 지나면서 암컷이 수컷과 혈관을 공유하여 영양분을 공급하게 되고, 결국 한 몸이 된다. 이후 수컷은 고환을 제외한 신체기관을 잃고 정자를 제공하는 역할만 한다. 그러니 시중에서 아귀찜이나 탕으로 우리가 먹는 아귀는 모두 암컷이라는 얘기다. 

심해 생물은 아니지만, 아르고노트(Argonaute)라는 작은 문어과 동물이 있다. 암컷은 얇고 깨지기 쉬운 반투명한 껍질을 만들어 그 안에서 둥둥 떠다니며 산다. 이들의 짝짓기 방식도 기이하다. 수컷은 암컷에 비해 현저히 작으며, 껍데기가 없이 바다를 둥둥 떠돈다. 그러다가 암컷을 만나면, 벌레처럼 생긴 자신의 생식기를 떼어버린다. 그러면 생식기는 마치 유도탄처럼 스스로 헤엄쳐 암컷의 껍질속으로 들어가서 암컷 몸을 찾아 든다. 

심해 생명체로는 예외적인 경우이지만, 한번 그 모습을 보면 잊을 수 없을 정도로 귀여운 외모를 가진 동물도 있다. 세 다리 물고기는 가슴 지느러지 두 개와 꼬리 지느러미가 아래쪽으로 발달하여 몸체보다 길어졌다. 장대처럼 생긴 세 개의 지느러미 발로 사람이 서 있는 것처럼 지탱하고 걷기도 한다. 마치 축제 때 어린이들에게 인기를 독차지하는 키 큰 장대 인간과 닮았다.

예티게(Yeti crab)는 히말라야 전설 속에 등장하는 설인의 이름을 따서 지었다. 예티게는 온몸이 새하얀 앨비노 바다가재인데, 털북숭이 거대한 집게발을 앞으로 쭉 뻗은 모습은 인형을 보는 듯하다. 

퉁소상어(Elephant fish chimera)는 그리스 신화에 등장하는 괴물 키메라에서 이름을 따온 은색 상어이다. 이 상어는 여러 동물을 합쳐놓은 생김새를 가졌는데, 가오리의 지느러미, 토끼의 이빨, 코끼리의 코를 조합하여 일부러 만든 것처럼 보인다. 마치 펜을 가지고 만화영화에 나오는 동물 캐릭터를 그려놓은 듯하다.

극지방 온난화가 전 지구적인 문제가 되었다. 그런데 극지방 얼음이 사라지는 것이 심해와도 밀접한 관계가 있다. 심해는 표층에서 멀기 때문에 바다 표면으로부터 산소를 공급받기 힘들다. 그래서 극지방에서 가라앉은 차가운 해류가 순환하면서 그 속에 녹아있는 산소를 1,000m 아래 심해에 공급해 준다. 

온난화가 진행되어 더워진 극지방 물은 비중 때문에 가라앉지 않는다. 이는 심해 생명체 생존과 직결된다. 차가운 해류가 순환을 멈추면, 산소공급을 받지 못한 심해 생명체는 사멸할 것이다. 이렇듯 지구 순환계는 조밀하게 연계되어 있으며, 우리와 멀리 떨어진 심해도 예외가 아니다. 그러니 북극곰이 아니더라도 우리가 빙하를 살려야 하는 이유는 차고 넘친다. 물론 그 목록에 인류의 생존도 포함되어 있다.