[표지로 읽는 과학] 바닷속 희미한 빛이 닿는 곳, ‘트와일라잇 존’

2017년 03월 05일 18:00

이번 주 사이언스(3월 3일자) 표지는 지난 30년 동안 사람의 발길이 닿지 않은 30-150m 깊이의 바닷속, 이른바 ‘트와일라잇 존’만 찾아 탐험하는 ‘물고기 너드(Nerd, 사전적으로는 바보, 멍청이라는 뜻이지만, 여기선 어느 한 분야에 깊게 빠진 사람을 일컫는 말)’의 모습을 담았습니다.

 

이번 주 사이언스 표지는 일반 다이버는 쉽게 접근할 수 없는 수심 30m-150m 사이를 탐험하는 자연주의자 리차드 파일 박사의 모습을 담았다. 커버스토리로 파일 박사의 30년 간의 심해 탐험 이야기를 소개했다. - Science / © Richard L. Pyle  제공
이번 주 사이언스 표지는 일반 다이버는 쉽게 접근할 수 없는 수심 30m-150m 사이를 탐험하는 자연주의자 리차드 파일 박사의 모습을 담았다. 커버스토리로 파일 박사의 30년 간의 심해 탐험 이야기를 소개했다. - Science / © Richard L. Pyle  제공

자신 스스로를 평범한 어류학자가 아닌 ‘물고기 너드’라고 표현한 이 사람은 미국 하와이 호놀룰루 비숍 박물관에서 동물학자, 다이빙 안전 책임자, 어류학자, 생물학자 등으로 활동하고 있는 리차드 파일(Richard Pyle) 박사입니다. 사이언스 커버스토리에서는 ‘자연주의자’라는 수식어로 파일 박사를 소개했습니다.

 

리처드 파일 박사는 일반 다이버는 들어가기 어렵고, 잠수정은 지나치는 영역인 수심 30m-150m 사이를 탐험하기 위해 특수 스쿠버 장비를 직접 개발했다.  - 위키피디아(Luiz A. Rocha) 제공
리처드 파일 박사는 일반 다이버는 들어가기 어렵고, 잠수정은 지나치는 영역인 수심 30m-150m 사이를 탐험하기 위해 특수 스쿠버 장비를 직접 개발했다.  - 위키피디아(Luiz A. Rocha) 제공

  

 1986년 어느 날, 팔라우 바닷가에서

수중탐사를 하던 19살 청년은

수심 75m 부근에서 난생 처음보는

빨간 줄무늬가 있는 핑크색 작은 물고기를 발견합니다.

 

그는 ‘최초 발견’이라는 확신에 차

무리해서 물고기를 잡았습니다.

 

하지만 기쁨도 잠시, 수면 위로 오르는 길 

수심 55m를 지날 무렵 그는 숨을 쉴 수 없었습니다.

 

잠수병이었습니다.

 

그렇게 그는 후유증으로

일시적 하반신 마비를 얻었습니다 .

그런데 그 물고기는 이미 다른 사람에게 발견된,

(심지어 이름이 있는) 물고기였습니다.

 

● 다시 꿈꾸는 바다, 새로운 종을 찾아서  

 

극한의 공포를 경험했지만 파일 박사는 멈출 수 없었습니다. 오히려 그 사건(?)은 인생의 터닝포인트가 돼 ‘꿈과 목표’를 새롭게 설정하는 계기가 되었습니다. 파일 박사는 심지어 그날을 ‘인생 최고의 날’이라고 설명했습니다.

 

파일 박사는 사건 이후, 꾸준한 감압 치료와 재활 치료로 1년 여 만에 다시 걸을 수 있게 되었습니다. 회복 중 그는 계속 하와이에 머물며 하와이대에서 동물학 박사 학위까지 받았고, 슬슬 다시 다이버 생활을 꿈꿨습니다.

 

보통 일반 다이빙 장비로 들어갈 수 있는 수심의 한계는 30m 남짓, 하지만 그는 과거 짜릿했던 경험의 순간을 잊지 못해 사람의 발길이 닿지 않는 곳, 희미한 빛만 겨우 닿는 곳을 갈망했습니다. 깊은 바다 속을 탐험하려면 잠수정을 이용하는 방법도 있었지만, 워낙 비용이 많이 드는데다 주로 150m 이상으로 내려가므로 그가 원하는 구역에 데려다 주지 않았습니다.

 

파일 박사는 ‘트와일라잇 존(약광층, 빛이 희미하게 드는 층)’이라고 부르는 수심 30m-150m 사이의 산호해 절벽을 탐험하고 싶었습니다. 그러려면 기존의 스쿠버 장비만으로는 불가능했습니다. 수심이 깊어질수록 압력이 높아져 몸 속 산소와 질소가 배출되지 못하고 쌓이는데, 이 농도가 짙어지면 몸 속 조직이 손상되면서 쇼크가 오고 잠수병 증상이 나타나게 됩니다. 목숨의 위협을 받는 상황에 계속 노출되는 셈이죠.  

 

파일 박사는 헨리의 법칙 등을 따라 수심 30-150m 사이 다이빙 활동이 가능하도록 산소, 질소, 헬륨의 비율을 계산해  특수 스쿠버 탱크를 개발했습니다. 여러 번의 시행착오가 있었지만, 150m 깊이에서도 20분 정도는 버틸 수 있게 되었습니다. (그는 150m에서 20분 정도 활동을 하고 나면 6시간 정도 감압 치료를 받는다고 합니다.) 

 

☞ 헨리의 법칙이란? 1803년 영국의 화학자 윌리엄 헨리가 발견한 기체의 용해도에 관한 법칙입니다. 압력에 따라 기체의 용해도가 달라진다는 뜻으로, 잠수병을 막기 위한 호흡용 고압 기체의 비율을 계산할 때 쓰입니다. 

예를 들어 깊은 바다에서 다이버가 일반적인 공기(질소:산소=4:1)를 흡입하면 높은 압력 때문에 많은 질소가 밖으로 배출되지 못하고 혈관 속에 녹게 됩니다. 이 상태에서 급격하게 수면 위로 올라오면 압력이 급격하게 줄어, 질소의 용해도가 감소해 질소 기포가 몸속에 가득차게 되고 이는 호흡계, 림프계, 근골격계 등에 통증을 유발해 잠수병을 일으킵니다. 따라서 잠수병을 막기 위해 특수 제작하는 호흡용 고압 기체 통에는 질소보다 혈액에 대한 용해도가 매우 작은 헬륨 등을 산소와 섞어 사용합니다.

 

그는 수심 30m-150m 사이에 희미하게 빛이 드는 ‘트왈라잇 존(약광층)’에 서식하는 물고기들과 산호들을 관찰하기 시작했다.  - SCIENCE / Sonia Rowely 제공
그는 수심 30m-150m 사이 희미하게 빛이 드는 ‘트와일라잇 존(약광층)’에 서식하는 물고기들과 산호들을 관찰하기 시작했다.  - SCIENCE / Sonia Rowely 제공

알록달록 색이 예쁜 산호초와 물고기는 특히 트와일라잇 존에 많이 살고 있습니다. 그는 이 구역에서 지난 30년 동안 모두 100여 종의 새로운 물고기를 발견했습니다.

 

파일 박사가 새롭게 발견한 물고기들, 아래 사진은 트왈라잇 존에서 발견되는 부채뿔 산호(노란색 부채꼴 모양)의 모습이다. - SCIENCE / © SONIA J. ROWLEY, © Richard L. Pyle 제공
파일 박사가 새롭게 발견한 물고기들, 아래 사진은 트와일라잇 존에서 발견되는 부채뿔 산호(노란색 부채꼴 모양)의 모습이다. - SCIENCE / © SONIA J. ROWLEY, © Richard L. Pyle 제공

  

파일 박사가 개발한 특수 스쿠버 장비를 이용해면 사람들에게 노출되지 않은 자연 그대로의 해양생태계, 트왈라잇 존에 살고 있는 산호와 물고기들을 만날 수 있다.  - 그래픽 자료 : SCIENCE / V.Altounian 제공
파일 박사가 개발한 특수 스쿠버 장비를 이용해면 사람들에게 노출되지 않은 자연 그대로의 해양생태계, 트와일라잇 존에 살고 있는 산호와 물고기들을 만날 수 있다.  - 그래픽 자료 : SCIENCE / V.Altounian 제공

● 지금까지 밝혀진 건 빙산의 일각일뿐

 

파일 박사는 “최근 트와일라잇 존에 살고 있던 바다 생물들이 지구온난화, 환경오염, 무분별한 어획 활동 등으로 새로운 피난처를 찾아 더 깊은 바닷속으로 들어가는 현상이 나타났다”며 우려 섞인 이야기도 전했습니다. 이어 “아직 우리는 그들의 모습을 관찰했을 뿐, 그들이 어떻게 먹이를 해결하는지, 서로 다른 종끼리 어떻게 상호작용하는지 생태계 원리는 전혀 알지 못한다”며 앞으로 많은 관심이 필요하다고 덧붙였습니다.

 

리차드 파일 박사가 코스타리타 해변의 트왈라잇 존에서 자신이 개발한 특수 다이버 탱크를 착용하고 탐사를 하고 있다.  - SCIENCE / © Howard Hall 제공
리차드 파일 박사가 코스타리타 해변의 트와일라잇 존에서 자신이 개발한 특수 다이버 탱크를 착용하고 탐사를 하고 있다.  - SCIENCE / © Howard Hall 제공

 

 

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