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수중생태계를 보호하는 섭씨 4도

 새해 시작은 1월이라는 겨울의 중심을 통과할 때이다. 지금이 우리나라는 겨울의 한복판 이다.
 영하의 날씨가 계속될 때 육상생태계는 혹독한 겨울을 겪는다. 이 때 수중생태계도 추위를 통한 변화에 직면하여 예외 없이 이에 적응해야 한다. 대기권의 공기흐름이 온도변화로 대류순환이 일어나는 것처럼 수중에서도 수온에 따른 물의 순환이 발생한다.
 일반적으로 낮은 온도의 물은 따뜻한 물보다 무거워 아래로 내려간다. 밖의 날씨가 점차 낮아지면 이에 따라서 수온도 낮아진다. 날이 추워질수록 낮아진 표면의 물은 아래로 내려가고 바닥에 있는 물은 위로 올라오는 순환현상이 지속적으로 일어난다.

 특이한 현상은 이 때 발생한다. 물은 4℃ 일 때 가장 밀도가 크며 무겁다. 그 이하의 물은 오히려 가벼워 물의 순환현상은 일어나지 않고 정체된다. 강이나 바다의 물이 표면부터 결빙하는 원리가 여기에 있다. 요즘처럼 영하의 날씨가 지속적으로 이어지면 표면의 수온이 낮아져 영하가 되어 표면의 물이 얼기 시작한다(사진). 이때 만들어지는 얼음이 ‘살얼음’이다. 시간이 지날수록 얼음의 두께는 두꺼워지고 더욱 단단해진다. 영하 수 십도의 온도에서 얼음으로 채워진 호수나 강은 큰 트럭이나 심지어 전차 같은 탱크가 지나가도 될 정도로 수십 톤의 무게의 하중을 잘 견딜 수 있다.  

 영하의 날씨에 따른 온도 변화에 따라서 수중생물은 얼음 아래에 갇히게 된다. 그러나 걱정할 문제는 없다. 얕은 물가가 아닌 깊은 물에 존재하는 생태계는 오히려 그 얼음 아래에서 일정한 온도를 유지한 듯 행동이 굼뜬 평온한 생활을 한다. 여름처럼 먹거리도 없고 주위 온도가 낮아 활동도 느려지지만 낮은 수온은 물질대사를 최소화 시키므로 겨울의 혹한 때에 생명을 연명할 수 있다. 이와 같이 수온에 따른 특이한 물리적 현상은 하나님의 창조세계의 생명을 보호하는 신비로운 안전장치이다. 하나님은 물이 얼지 않는 때인  4℃의 물을 상대적으로 비중이 가장 크게 만드셨다. 창조주 하나님은 겨울철 영하의 날씨에서도 수중생태계가 얼지 않도록 생명을 보호하신다. 만일 영하의 얼음을 더 낮은 비중으로 만드셨다면 강이나 바다는 수면부터 얼지 않고 바닥부터 결빙되었을 것이다.  

 만일 이런 현상이 발생한다면 수중생태계에 존재하는 각종 물고기류는 얼음표면 위로 올라올 것이다. 결국 물고기는 물 밖으로 몰려나올 수밖에 없다. 그렇게 된다면 수중생태계 대부분이 동사(凍死)하거나 공기 중에 노출되는 최악의 사태를 당하게 된다. 그러나 하나님은 창조하신 다양한 자연생태 환경을 사랑하시고 보호하셔서 추위와 같은 열악한 환경에서도 살 수 있도록 각종 안전장치를 만들어 놓으셨다(시 95:1∼5). 이러한 안전한 장치가 온도의 물리적 현상을 통해 예비하신 수온 4℃이다(삼하22:33).

(이학박사·고촌순복음교회 담임목사)

 

기사입력 : 2018.01.14. am 11:12 (편집)