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노행운 씨의 마파도 탈출기!

아찔한 파도 탐구

“누…, 누구세요?”
바다를 너무나 좋아하는 노행운 씨. 혼자 배를 타고 낚시를 즐기던 중 거센 파도에 휩쓸려 배가 난파되고 말았다. 불행 중 다행으로 부서진 뱃조각을 잡고 섬으로 떠밀려 살아나게 되었는데…. 간신히 정신을 차려 눈을 떠 보니 눈앞엔 심상치 않은 분위기의 할머니 셋이 떡하니 서 있는 게 아닌가!
“저…, 혹시 저승사자신가요? 그럼 제가 죽은 건가요?”
“으이그, 엄살이 심하구먼. 마파도에 온 걸 환영하네~.”
할머니들의 말에 의하면 이 곳은 한번 들어오면 멀쩡히 돌아가기 힘들다는 전설의 섬 마파도. 할머니들이 내는 문제를 맞힌 사람만이 뭍으로 가는 방법을 얻을 수 있단다. 구사일생으로 살아났는데 다시 문제를 맞혀야 한다고?
“아흑, 나 그냥 돌아가게 해 주세요~!”

파도는 oo해


아유, 겁먹은 모습이 귀엽구만. 그나저나 파도를 타고 마파도에 들어왔으니 파도를 제대로 알아야 마파도를 나갈 수 있다네. OO에 들어갈 말을 맞히면 되는데, 어때? 어렵지 않지?

기진맥진 노행운 씨. 이상한 할머니들 사이에서 정신을 가다듬고 파도 문제에 도전해 보기로 한다. 평생 이 할머니들과 마파도에 갇혀 살 수는 없지 않은가! 그런데 문제가 뭐 이래?‘파도가 OO해’라니? 대체 파도가 뭐기에?

파도는 파동!

철썩~ 철썩~, 파도가 칠 때는 먼 곳에서부터 물언덕이 밀려 와 바닷가에서 거품을 내며 부서진다. 그렇다면 파도가 친다는 것은, 바닷물이 움직이는 걸까? 긴 줄을 잡고 위 아래로 흔들어 보자. 줄은 흔들리면서 파동이 생기고 끝에서 끝으로 파가 전달된다. 하지만 줄 자체가 이동하는 것은 아니다. 파도도 마찬가지. 파도는 대표적인 파동 현상으로, 바람에 의해 생기는‘파랑’과 달의 인력에 의해 생기는 ‘조석파’로 나눌 수 있다. 우리가 흔히 말하는 파도는 주로 ‘파랑’을 가리킨다. 파도가 밀려오는 것은 물이 이동하는 것처럼 보이지만 사실은 파가 이동하는 것이다. 물은 그 자리에서 원운동을 하며 맴돌고, 파도의 운동에너지가 구불구불한 파동의 모습으로 전달된다.
 

깊은 곳에도 파도 있다

파도라고 하면 흔히 바다 위에서 눈에 보이는 거라고 생각하기 쉽지만, 깊은 바다 속에서 생기는 파도도 있다.‘내부파’라고 불리는 파도로, 바닷물의 밀도 차이 때문에 생긴다. 바다는 표면과 깊은 곳의 밀도가 다른데, 깊어질수록 밀도가 커진다. 배가 흔들리거나 해류가 움직이면 밀도가 큰 물이 위로 올라오거나 밀도가 작은 물이 아래로 내려간다. 이 때 원래대로 돌아가기 위해 바닷물이 움직인다. 이 힘이 내부파를 만든다.
내부파는 수면 위의 파도에 비해 파장이 무척 길어서 보통 수십㎞에 이르는데, 심해에서는 100㎞인 것도 만들어질 수 있다. 해양학자들은 이 거대한 내부파 때문에 잠수함이 갑자기 침몰할 수도 있다고 보고 있다.
 


파도는 oo지

자, 첫 번째 문제의 답을 알겠나? 잘 생각해 보고 답은 맨 나중에 한꺼번에 말해야 하네. 내 문제는 좀 쉬울 거네. 우리가 그렇게 팍팍한 할망구들은 아니거든.

파도가 움직일 때 물은 제자리에 있었다니, 정말 신기하다고 생각하는 노행운 씨. 그나저나 숨 돌릴 틈도 없이 이어지는 두 번째 문제는,‘파도는 OO지’? 노행운 씨 표정으로 봐선 딱 ‘괴롭지’인데….

파도의 위력, 대단해요!

두 번째 할머니는 힌트를 주겠다며 멀리 해안절벽을 손가락으로 가리켰다. 해안절벽은 오랜 세월동안 파도가 부딪혀 깎여 만들어진 절벽으로, 파도의 에너지가 남긴 흔적이라고 할 수 있다. 앞서 말했듯이 파도는 파동의 형태로 에너지를 전달한다. 넓은 바다에서 만들어진 파도의 에너지가 상대적으로 좁은 바닷가에서 부서진다면 한 번에 충돌하는 에너지의 세기는 무척 크다. 그래서 단단한 바위를 깎아 절벽을 만들 수도 있는 것이다.
바닷가에는 파도 에너지를 막기 위해 방파제를 세우기도 한다. 실제로 2.5m 높이의 파도가 방파제에 부딪히는 충격은 자동차가 시속 60㎞로 벽에 부딪힐 때와 같다. 그러니 파도가 심한 날 방파제 부근에서 방심하다간 엄청난 힘을 가진 파도에 변을 당하기 쉽다.

밀려갔다 다시 오는 파도, 쓰나미

지난 2004년 12월 26일에는 인도네시아 수마트라 섬 부근에 거대한 쓰나미가 일어나 20만 명이 넘는 사람들이 목숨을 잃었다. 당시 쓰나미가 오기 전에는 바닷물이 오히려 빠져 나가는 현상이 일어났다. 그러자 사람들은 걸어서 바다 멀리까지 나아갔고, 곧이어 밀려오는 거대한 파도에 목숨을 잃을 수 밖에 없었다.
쓰나미는 바다 속에서 지진이 일어났을 때 생기는 거대한 해일이다. 그래서 지층이 아래로 내려가면서 먼저 바닷물이 빠지는 썰물 현상이 나타난다. 하지만 높아진 물은 그만큼 많은 에너지를 품고 바닷가로 밀려든다.
2004년 당시 쓰나미가 해안가를 덮칠 때는 시속 50㎞에 이를 정도였다. 바람으로 치자면 50㎞가 그렇게까지 위력적일까 싶지만, 물은 공기보다 훨신 더 무겁기 때문에 같은 속도로 부딪혔을 때 충격량은 훨씬 크다.
 


이어도 해양과학기지

마라도에서 남서쪽으로 149㎞ 떨어진 수중암초인 이어도는 우리나라로 올라오는 태풍의 40%가 지나가는 중요한 길목이다. 그래서 이 곳에 2003년 이어도해양과학기지가 세워졌다. 이어도해양과학기지는 태풍이 우리나라 제주도에 도착하기 10시간전에 태풍의 위력(파도의 높이와 풍속)을 관측해 자료를 전송한다. 그래서 기지에는 파도의 높이를 관측하는 파도 레이더, 해수면 모니터 등이 설치되어 있다. 이러한 자료는 태풍의 세기, 진로와 소멸에 대한 정보를 알려 주어 적절한 대비를 할 수 있게 해 준다.

파도는 oo고

세 번째 문제는 척 보면 알 수 있을 거네. 뭐 우릴 보면 이런 생각이 저절로 떠오르지 않을까 싶네만. 마지막까지 해답을 잘 찾아 내길 바라네~!

할머니들만큼이나 파도의 무시무시한 위력에 놀란 노행운 씨. 할머니들의 힌트를 들으면 들을수록 알쏭달쏭하기만 할 뿐이다. 할머니들을 보고 떠오르는 거라면…, 아! ‘무섭고’

파도 없이는 못 살아!

무더운 여름, 멋진 파도타기는 보는 사람까지 시원하게 해준다. 파도타기는 파도 언덕을 미끄러져 내려오며 즐기는 스포츠다. 파도타기를 하는 사람을‘서퍼’라고 하는데, 서퍼는 파도 위에 떠 있기만 해도 파동을 따라 파도언덕을 넘어갈 수 있다. 이 때 서퍼는 지구 중심에서 잡아당기는 중력, 물과의 마찰력, 물 위에 뜨는 부력을 받고, 이 세 가지 힘이 균형을 이뤘을 때 일정한 속력으로 움직인다.
파도타기에 푹 빠진 서퍼가 파도 없이 못 산다고 한다면, 정말 파도 없이 살아갈 수 없는 생물들도 있다. 바로 갯벌생물들이다. 게와 조개를 비롯한 갯벌 생물들은 밀물이 되어 파도가 덮쳤을 때 함께 따라오는 플랑크톤과 같은 먹이와 숨 쉬는 데 필요한 신선한 산소를 얻는다. 바닷가로 밀려드는 파도는 바다의 영양물질을 갯벌로 가져오는 중요한 전달자인 것이다.

걸어서 육지까지~

“드디어 결정의 순간이 되었네. 정답은?”
“아으~ 잘 모르겠어요. 그저 파도는 신기하고, 무섭고, 고마운 것 같아요.”
“딩동댕~~! 파도를 제대로 이해했구먼. ‘신기해’, ‘무섭지’, ‘고맙고’가 답이라네!”
“정말요? 야호! 이제 살았다!”
마파도를 탈출할 비법을 얻게 된 노행운 씨. 할머니들과 평생 살지 않아도 된다니 기쁜 마음에 날아갈 듯하다. 할머니들은 아쉬워 하며 그래도 약속은 약속이니 비법을 가르쳐 주겠다시는데….
“사실 비법은 문제에 이미 다 나와 있었네. 킥킥…. 그나저나 이제 시간이 되긴 됐는데….”
엥? 문제에 이미 다 나와 있다고? 문제에 나와 있는 글자는 순서대로‘해, 지, 고’. 해지고? 해지고 나서 뭐? 여전히 갈팡질팡하는 노행운 씨를 놔 두고 할머니들은 게를 잡는다며 바닷가로 나서고 있었다. 아니 그런데! 해가 진 마파도의 앞 바다가쩍~ 갈라져 갯벌이 드러나 있는 것이아
닌가! 그렇다, 여기는 썰물 때 육지까지 바닷길이 이어지는 것으로 유명한 ‘제부도’였던 것이다!
“자네랑 오랜만에 파도 공부하고 아주 즐거웠네. 잘 가게나~!”
“아흑~, 해지고 나서 걸어가면 되는 거였어. 할머니들 미워용~!”

인공바다에서 파도를 연구한다

무한한 자원의 보고인 바다를 이용하려면 파도를 꼭 알아야 한다. 배로 바다를 항해하거나 해양구조물을 세워 석유와 천연가스와 같은 자원을 채취할 때 파도가 어떤 영향을 주는지 모른다면 더 많은 돈이 들거나 예상치 못한 사고를 당할 수도 있기 때문이다. 즉, 파도에 의해 배가 얼마나 저항을 받는지, 파도를 헤쳐나가는 데 어떤 모양이 효율적인지 등을 연구해야 한다. 여기에는 컴퓨터 프로그램이 이용되기도 하지만 실제로 바람과 조류, 파도의 상황을 재연해 보는 것이 필요하다. 이를 위해 실제 배와 모양, 무게중심 등이 똑같은 모형선을 만들고, 해양공학수조에 띄워 실험한다. 그래서 해양공학수조는 배나 해양구조물을 만들 때 꼭 필요한 중요한 시설물이다.
 

2007년 12호 어린이과학동아 정보

  • 고선압 기자
  • 도움

    한국해양연구원 해양플랜트연구사업단
  • 도움

    국립해양조사원
  • 진행

    최남용
  • 진행

    김경우

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