[‘바다이야기’ 20선]천재들의 과학노트 5(해양학)

◇천재들의 과학노트 5(해양학)/캐서린 쿨렌 지음/일출봉

해저를 향한 호기심, 잠수를 부추기다

《“해양학 연구의 초기에는 배 뒤에 그물을 달고 끌든지, 줄에 매단 양동이로 해저 바닥의 개흙을 수집하는 식의 원시적인 방법이 동원되었다. 1700년대 초기에는 배 위에서 호흡하는 데 필요한 공기를 불어넣어 주는 잠수용 종 속에 사람이 들어가는 방법으로 아주 좁은 거리나마 바다 밑을 걸어 다닐 수 있었다. 그로부터 100년 뒤에 잠수복이 개발되기는 했지만 여전히 공기 호스가 바다 위로 연결되어 있었기 때문에 바다 밑을 걸어 다니기에는 매우 불편했다. 스쿠버 장비가 개발된 것은 1940년대의 일이었다.”》
영국 출신의 박물학자 찰스 와이빌 톰슨은 근대 해양학의 개척자다. 그는 1872∼1876년 영국 왕실 선박인 챌린저호를 타고 남미, 아프리카, 일본 등 세계의 바다를 탐사했다. 이 탐사는 학문적인 목적으로 행해진 세계 최초의 대규모 해양 탐사로, 배에는 225명의 선원이 배치됐으며 수심 4.5km 이상을 25번 드레지(그물망으로 끌어 모으는 것)해 해양생물과 광물 샘플을 채취했다. 3년 6개월의 항해 동안 대형 유리병 2270개, 소형 유리병 1794개의 해양생물 시료가 모였다. 그는 탐사를 통해 새로운 생물 4717종과 714속을 발견했는데, 이 탐사를 시작하기 전만해도 수심 300패덤(1패덤은 1.83m) 이하에는 생물이 살지 않는다고 여겼다.

이 책은 과학 분야의 개척자들을 소개하는 시리즈의 일환이다. 그중에서도 책에는 해양학 분야에서 독특한 업적을 이룬 과학자 10명의 연구가 담겨 있다. 책은 어린 시절 그들이 어떻게 해양학에 관심을 갖게 됐는지, 그들의 연구와 과학적 발견과 업적이 어떤 의미가 있는지 설명한다.

미국 과학자 윌리엄 비브는 잠수구(球)를 타고 심해를 직접 탐사해 이름을 알렸다. 그는 1934년 지름 145cm, 무게 4.5t의 잠수구를 타고 해저 923m까지 잠수했다. 이 잠수구의 입구는 반지름 36cm로 성인 남성이 간신히 비집고 들어갈 수 있을 정도였고, 문은 10개의 볼트로 고정됐다. 잠수구에는 유리창문 3개가 있었고 아랫부분은 나무로 만든 4개의 다리를 부착해 받침대 역할을 했다. 비브는 이 탐사로 살아있는 심해 생물을 직접 관찰했다. 그는 심해 물고기의 이빨이 빛을 냈고, 몸체 주위로는 후광이 빛났다고 주장했다. 그의 잠수 기록은 이후 15년 동안 깨지지 않았다.

해리 하몬드 헤스는 대양 분지의 기원과 진화에 대한 이론을 체계화한 과학자다. 헤스는 1912년 알프레트 베게너가 제시한 대륙 이동설을 기초로 대양저 바닥이 좌우로 넓어지는 과정을 설명했다. 대양 해저의 밑바닥에는 맨틀에서 솟아오른 용암으로 인해 해양저산맥이 형성되고, 이렇게 형성된 해양저산맥은 아래로부터 지속적으로 솟구쳐 오르는 용암 때문에 양쪽 방향으로 밀려나게 된다. 이로써 해양저가 좌우로 벌어지게 되며, 결국 바다도 넓어진다. 이 개념이 발전해 지구과학 최고의 학설 중 하나로 인정받는 판구조론이 만들어지게 됐다.

유진 클라크는 상어 연구로 세계적인 명성을 얻었다. 그는 상어가 색과 형태를 구분할 수 있다는 가설을 증명했다. 그의 연구를 통해 상어는 무자비한 살인마가 아니라 배우고 기억하는 능력을 지닌 지적 생명체라는 사실이 밝혀졌다. 그는 11종류의 새로운 생물을 발견했으며 165개 이상의 논문과 학술 기사를 썼다.

스쿠버 장비와 수중 촬영 기술을 개발한 프랑스의 자크 쿠스토, 북극해를 처음 조사한 노르웨이의 프리드쇼프 난센, 해양 무척추동물의 권위자 미국의 애블릿 저스트도 이 책에서 소개한 해양학의 선각자들이다.

민병선 기자 bluedot@donga.com