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[쇼킹 사이언스] 과학자들도 풀지 못한 파도의 비밀!

미국 캘리포니아주 포인트라이스 국립 해안에 생긴 해빈 커습.

올록볼록한 모양이 반복되는 신비한 파도를 본 적 있나요? 이 파도는 ‘해빈 커습(beach cusps)’이라는 현상이랍니다. 해빈 커습은 보통 모래나 자갈이 많은 해안가에서 폭풍우가 몰아친 뒤에 나타나요. 바닷물이 해변에 부딪히면 움푹 들어간 곳에서부터 볼록 나와 있는 지점으로 물이 모이죠. 그렇게 모인 물은 수직방향으로 다시 바다를 향해 흘러나간답니다(위 사진 화살표).

해빈 커습은 세계 곳곳의 해변에서 나타나는 현상이에요. 우리나라의 동해안에서도 발견되지요. 단, 국내의 해빈 커습은 사진만큼 굴곡이 뚜렷하진 않답니다.

과학자들도 풀지 못한 파도의 비밀! 과학자들이 수십 년간 이 현상을 연구를 했지만, 아직까지 그 원인이 뚜렷하게 밝혀지지 않았어요. 현재는 두 가지 정도의 가설만 있죠.

첫 번째 가설은 ‘첨단파 이론’이에요. 일반적인 파도가 해변을 향해 오는 것과 달리, 첨단파(또는 대륙붕파)는 수직방향으로 움직이는 파도예요. 폭풍과 같이 아주 큰 기상 변화가 생길 때 만들어지죠. 일정하게 높고 낮음이 반복되는 보통의 파도가 이 첨단파와 부딪히면, 파도의 높낮이 차이가 더욱 커져 해빈 커습이 생긴다는 거예요.

하지만 이 이론은 해빈 커습이 처음에 한 번 생기는 것만을 설명할 수 있어요. 해빈 커습은 크기가 점점 커지는데, 이것을 설명하진 못하죠.

그래서 나온 이론이 ‘자체 조직 이론’이에요. 바다 바닥의 일부분이 우연히 깎여서 낮아지면 그곳은 물이 흐르는 속도가 빨라져요. 빨라진 물은 그곳을 더욱더 빠르게 깎아내고, 그 지역은 더 낮아지죠. 반대로 주변의 깎이지 않은 높은 지역은 물의 흐름이 상대적으로 느려요. 물의 흐름이 느리면 흙이 바닥으로 가라앉아서 그 지역을 더 높게 만들죠. 이렇게 바다 바닥의 높낮이 차이가 점점 커지면서 해빈 커습이 만들어지고 크기도 점점 커진답니다.
◀ 볼록한 부분은 점점 커져서 하나가 60m까지 커지기도 한다.

이 이론대로라면 처음에 해빈 커습이 생기기까지 오랜 시간이 걸려야 해요. 하지만 실제 해빈 커습은 순간적으로 생겨요. 그래서 앞의 이론과는 반대로 크기가 점점 커지는 것은 설명하지만, 처음에 만들어지는 건 설명하지 못한다는 단점이 있어요.

이처럼 수많은 해양 과학자들이 이 문제를 풀기위해 도전했지만, 아직까지도 해빈 커습은 난제로 남아 있답니다.

2017년 11호 어린이과학동아 정보

  • 서동준 기자

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