바다 속 식수?

최근 과학자들은 미국 북동부 앞 대서양 심부를 시추하다가 거대하고 미스터리한 담수 저수층(reservoir of freshwater)에 도달했다. 1960년대 이후 석유 시추 등을 통해 바닷속 담수층을 발견했지만 거의 탐사되지 않았다.

 

미국 북동부 대서양의 담수 채수 시설

 

2019년 우즈홀 해양연구소(Woods Hole Oceanographic Institution)와 컬럼비아대 연구진이 '놀라운 발견'을 발표했다. 연구진은 전자기파를 이용해 해저 아래 거대한 담수 지대를 지도화했다. 그 결과 담수층이 매사추세츠에서 뉴저지까지 해안선을 따라 350킬로미터 이상 뻗어 있는 것으로 드러났으며, 범위가 그보다 더 넓을 가능성도 제기됐다. 담수의 추정 규모는 2800~3500킬로미터 큐빅이다. 

 

과학적으로 이런 현상은 해저 대수층(submarine auifers) 또는 해저 담수 렌즈(submarine groundwater)라고 불린다. 호주, 일본, 중국, 인도네시아, 아프리카 등에서도 비슷한 해저 담수층이 보고됐다.

 

마지막 빙하기 이후 해수면이 지금보다 훨씬 낮았을 때 현재의 대륙붕은 육지였다. 그때 내륙에서 빗물과 지하수가 스며들어 모여 있던 담수층이 해수면 상승 후 바닷물 아래로 덮이게 된 것이다. 밀도가 낮은 담수는 해수와 섞이지 않고 '렌즈(lens)' 형태로 염수 위에 떠 있는 것처럼 유지돼왔다. 

 

• 파란색: 밀도가 낮아 위쪽에 자리 잡은 '담수 렌즈'
• 녹색: 밀도가 높은 해수(염수)
• 빨간 점선: Ghyben–Herzberg 모델에서 설명하는 담수–염수 경계(내륙 지하수면이 해수면보다 조금만 높아도 바닷속 깊은 곳까지 담수가 확장됨)

담수와 해수는 지층 속에서 밀도 차이 + 수압 차이에 의해 층을 이루며, 경계에서는 점진적으로 섞이는 전이대가 형성된다.

 

갈수록 식수난이 심각해지고 있는 가운데 해저 담수층이 식수난의 해법이 될지 관심이 모아지고 있다. 하지만 채수 비용과 해수 침투에 따른 담수층의 염분화 위험, 생태계 영향 등의 문제로 당장 이용하기는 힘들 것으로 보인다. 또 기후변화에 따른 해수면 상승, 해류 순환 변화가 해저 담수의 안전성에 악영향을 끼칠 수 있는 것으로 우려된다. 

 

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