바다는 가만히 있지 않습니다. 거대한 해류가 끊임없이 흐르며 지구의 기후를 조절합니다. 표층 해류는 바람에 의해, 심층 해류는 온도와 염분 차이에 의해 움직입니다. 이들은 서로 연결되어 전 지구적 대양 컨베이어 벨트를 형성하며, 열과 영양분을 운반하고 생명을 지탱합니다. 멕시코 만류는 가장 유명한 해류입니다. 멕시코 만에서 시작하여 미국 동부 해안을 따라 북상하고, 대서양을 건너 유럽으로 향합니다. 초속 약 2미터, 시속 7킬로미터로 흐르며, 초당 3000만 톤의 물을 운반합니다. 이는 아마존 강의 15배입니다. 멕시코 만류 덕분에 북유럽은 같은 위도의 다른 지역보다 훨씬 따뜻합니다. 런던은 북위 51도로 캐나다 앨버타주와 비슷하지만, 겨울 평균 기온이 10도 이상 높습니다. 노르웨이 해안은 북극권 안에 있지만 겨울에도 얼지 않습니다. 만약 멕시코 만류가 멈춘다면 유럽은 빙하기에 빠질 것입니다. 쿠로시오 해류는 태평양의 멕시코 만류입니다. 필리핀 근처에서 시작하여 대만, 일본 동해안을 따라 북상하고, 북태평양 해류로 이어집니다. 일본을 따뜻하게 하며, 어장이 풍부합니다. 남극 순환 해류는 가장 강력한 해류입니다. 남극 대륙을 시계 반대 방향으로 도는 유일한 대륙 주변 해류이며, 초당 1억 3000만 톤, 멕시코 만류의 4배를 운반합니다. 남극을 차갑게 격리시켜 빙하를 유지하고, 전 세계 해류 순환에 중요한 역할을 합니다. 이 글에서는 해류의 종류와 원인, 대양 컨베이어 벨트, 해류의 영향, 그리고 기후 변화와의 관계를 상세히 알아보겠습니다.
해류의 종류와 원인
해류는 크게 표층 해류와 심층 해류로 나뉩니다. 표층 해류는 수심 약 400미터까지의 흐름이며, 주로 바람에 의해 발생합니다. 무역풍과 편서풍이 해수를 밀어 순환을 만듭니다. 북반구에서는 시계 방향, 남반구에서는 시계 반대 방향으로 거대한 환류를 형성합니다. 이를 아열대 환류라 하며, 북태평양, 남태평양, 북대서양, 남대서양, 인도양에 각각 하나씩 있습니다. 코리올리 효과가 중요한 역할을 합니다. 지구 자전 때문에 북반구에서는 이동 물체가 오른쪽으로 휘고, 남반구에서는 왼쪽으로 휩니다. 바람이 직선으로 불어도 해류는 휘어지며, 환류를 만듭니다. 에크만 수송은 바람과 해류의 관계를 설명합니다. 바람이 표면을 밀면 표층수가 움직이지만, 코리올리 효과로 바람 방향에서 45도 오른쪽으로 흐릅니다. 더 깊은 층은 위층에 끌려 움직이지만 점점 더 오른쪽으로 휘며, 깊이에 따라 나선을 그립니다. 전체 수송 방향은 바람에 수직입니다. 용승은 깊은 곳의 차가운 물이 표면으로 올라오는 현상입니다. 바람이 해안을 따라 불면 에크만 수송으로 표층수가 바다 쪽으로 이동하고, 빈자리를 채우기 위해 깊은 물이 상승합니다. 페루 연안과 캘리포니아 연안이 대표적이며, 영양분이 풍부한 심층수가 올라와 플랑크톤이 번성하고 물고기가 모입니다. 세계 어획량의 상당 부분이 용승 지역에서 나옵니다. 심층 해류는 수심 수백 미터 이하의 느린 흐름이며, 열염 순환에 의해 발생합니다. 온도와 염분 차이가 밀도를 바꾸고, 밀도가 높은 물은 가라앉으며 낮은 물은 뜹니다. 그린란드와 노르웨이 해역에서 차가운 바닷물이 증발하며 염분이 높아지고 밀도가 증가하여 가라앉습니다. 북대서양 심층수가 형성되며, 남쪽으로 천천히 흐릅니다. 남극 주변에서도 비슷한 과정이 일어나며, 남극 저층수는 세계에서 가장 밀도 높은 해수입니다. 해저를 따라 북쪽으로 흐르며 대서양, 인도양, 태평양 깊은 곳을 채웁니다. 대양 컨베이어 벨트는 표층 해류와 심층 해류가 연결된 전 지구적 순환입니다. 북대서양에서 가라앉은 물이 깊은 곳을 따라 남극으로, 인도양과 태평양으로 흐르고, 용승하여 표층으로 올라온 뒤 다시 대서양으로 돌아옵니다. 한 바퀴 도는 데 약 1000년 걸립니다. 열대의 열을 극지방으로, 영양분을 전 세계로 운반하며 지구 기후를 조절합니다.
주요 해류와 영향
멕시코 만류와 북대서양 해류는 서로 이어진 시스템입니다. 멕시코 만의 따뜻한 물이 플로리다 해협을 거쳐 미국 동부 해안을 따라 북상합니다. 폭은 약 100킬로미터, 깊이는 1킬로미터이며, 색깔이 짙은 남색이라 주변 바다와 구분됩니다. 미국 해안에서 떨어져 대서양을 가로지르며 북대서양 해류가 됩니다. 영국과 노르웨이에 도달하여 따뜻함을 전합니다. 덕분에 런던은 1월 평균 기온이 5도이지만, 같은 위도 캐나다 위니펙은 영하 16도입니다. 농업과 삶의 질에 큰 영향을 주며, 역사적으로 바이킹이 그린란드와 아이슬란드에 정착할 수 있었던 이유입니다. 쿠로시오 해류는 일본 난류라고도 하며, 동아시아를 따뜻하게 합니다. 대만 동쪽에서 시작하여 일본 남해안을 따라 북상하고, 동쪽으로 방향을 바꿔 쿠로시오 확장으로 이어집니다. 폭 100킬로미터, 깊이 700미터이며, 온난 다습한 공기를 운반하여 일본에 많은 비를 내립니다. 난류성 어류가 풍부하며, 참치와 고등어가 많이 잡힙니다. 페루 해류 또는 훔볼트 해류는 남극에서 올라오는 차가운 해류입니다. 남아메리카 서해안을 따라 북상하며 용승을 일으킵니다. 남동무역풍이 바다 쪽으로 표층수를 밀어내고, 심층의 차가운 물이 올라와 영양분을 공급합니다. 세계 최대 어장 중 하나이며, 페루와 칠레는 세계 주요 어업국입니다. 하지만 엘니뇨 때는 따뜻한 물이 용승을 막아 어획량이 급감합니다. 캘리포니아 해류도 용승으로 유명합니다. 알래스카에서 남하하는 차가운 해류이며, 캘리포니아 해안을 따라 흐릅니다. 북풍이 에크만 수송을 일으켜 용승을 만들고, 정어리, 멸치, 게가 풍부합니다. 몬테레이만은 특히 생산적이며, 수달, 물개, 고래가 서식합니다. 남극 순환 해류는 남위 40~60도 사이를 도는 거대한 흐름입니다. 남극 대륙 주변을 끊임없이 돌며, 다른 해류와 연결되지 않습니다. 남극을 차갑게 격리하여 빙하를 보존하고, 만약 육지가 남극으로 연결되어 이 해류가 차단되면 남극이 따뜻해져 빙하가 녹을 수 있습니다. 수백만 년 전 남아메리카와 남극이 분리되며 이 해류가 형성되었고, 남극 빙하가 본격적으로 성장했습니다. 해류는 기후뿐 아니라 역사에도 영향을 미쳤습니다. 대항해 시대 항해자들은 무역풍과 해류를 이용했습니다. 콜럼버스는 카나리아 해류를 타고 서쪽으로 갔다가 멕시코 만류로 돌아왔습니다. 마젤란은 페루 해류를 피하기 위해 남단을 돌았습니다. 노예 무역은 대서양 환류를 이용했으며, 유럽에서 아프리카, 아메리카, 다시 유럽으로 돌아오는 삼각 항로였습니다.
해류와 대양 순환
AMOC의 약화
대서양 자오선 역전 순환 AMOC는 멕시코 만류와 북대서양 심층수를 포함하는 대양 컨베이어의 일부입니다. 따뜻한 표층수가 북쪽으로 흐르고, 차가워진 심층수가 남쪽으로 돌아오는 순환입니다. 유럽 기후에 결정적이며, AMOC가 약해지면 유럽이 추워집니다. 기후 변화가 AMOC를 약화시키고 있습니다. 그린란드 빙하가 녹으며 담수가 북대서양에 흘러들어 염분을 낮추고 밀도를 감소시킵니다. 밀도가 낮아진 물은 가라앉기 어려워 순환이 느려집니다. 관측에 따르면 AMOC는 20세기 초보다 약 15퍼센트 약해졌습니다. 일부 연구는 21세기 말까지 최대 50퍼센트 약화될 수 있다고 예측합니다. 영거 드라이어스는 과거 사례입니다. 약 1만 2900년 전 빙하가 녹다가 갑자기 추워졌습니다. 북아메리카 빙하 호수의 담수가 대서양으로 대량 방출되어 AMOC가 멈췄고, 유럽은 1000년간 다시 빙하기 조건을 겪었습니다. 현재도 비슷한 일이 일어날 가능성이 논의됩니다. 만약 AMOC가 붕괴하면 유럽은 수도 이상 추워지고, 농업이 어려워지며, 북반구 기후 패턴이 재편됩니다. 해수면도 북아메리카 동부 해안에서 약 1미터 상승합니다. AMOC가 약해지면 열대 태평양 쪽으로 열이 재분배되고, 허리케인 경로가 바뀔 수 있습니다. 하지만 AMOC 붕괴 가능성은 불확실합니다. 일부 모델은 안정적이라 하고, 다른 모델은 임계점이 있다고 봅니다. 감시가 중요하며, RAPID 프로그램은 2004년부터 대서양을 가로지르는 계류선으로 AMOC를 측정하고 있습니다.
해류 변화의 다른 영향
엘니뇨는 열대 태평양 해류 변화입니다. 평상시 무역풍이 서쪽으로 따뜻한 물을 밀어 인도네시아 근처가 따뜻하고 남미 연안이 차갑습니다. 엘니뇨 때는 무역풍이 약해지며 따뜻한 물이 동쪽으로 밀려와 페루와 에콰도르 연안이 따뜻해집니다. 용승이 약해져 어획량이 감소하고, 전 세계 날씨에 영향을 줍니다. 남미는 홍수, 호주와 인도네시아는 가뭄을 겪습니다. 라니냐는 반대 현상으로 무역풍이 강해지고 인도네시아가 더 따뜻해집니다. 3~7년 주기로 반복되며, 기후 변화가 엘니뇨를 더 강하고 빈번하게 만들 수 있습니다. 극지방 해류도 변하고 있습니다. 북극 해빙이 줄며 북극해 순환이 약해집니다. 남극 순환 해류는 강해지고 있으며, 남극 빙붕 아래로 따뜻한 물이 침투하여 빙하를 녹입니다. 서남극 빙상은 특히 취약하며, 붕괴하면 해수면이 3미터 이상 상승할 수 있습니다. 해양 산성화도 해류에 영향을 줍니다. 대기의 이산화탄소를 바다가 흡수하여 pH가 낮아지고, 탄산칼슘 껍질을 가진 생물이 영향받습니다. 플랑크톤 감소는 먹이 사슬 전체에 영향을 주고, 해류가 운반하는 영양분과 생물량을 바꿀 수 있습니다. 해류 변화는 예측 가능하지만 복잡합니다. 지구 시스템 모델로 시뮬레이션하지만, 불확실성이 큽니다. 관측망을 강화하고, 아르고 플로트 네트워크는 3800개 자동 부표가 전 세계 바다를 떠다니며 온도, 염분, 깊이를 측정합니다. 인공위성은 해수면 높이와 온도를 관측하여 해류를 추적합니다. 바다는 지구 기후의 심장입니다. 해류는 열과 영양분을 운반하고, 기후를 조절하며, 생명을 지탱합니다. 변화하는 해류를 이해하고 보호하는 것이 미래를 위해 필수적입니다.