지구에서 가장 높은 곳과 가장 깊은 곳 중, 우리는 어느 쪽을 더 잘 알고 있을까요?
에베레스트 정상에는 수많은 사람이 올라갔습니다. 인공위성은 지구 곳곳을 촬영하고, 탐사선은 화성까지 이동했습니다.
그런데 지구 표면의 대부분을 차지하는 바다를 수직으로 내려가 보면 이야기가 달라집니다.
바다의 가장 깊은 곳에는 햇빛이 닿지 않고, 수압은 인간이 상상하기 어려울 정도로 높으며, 우리가 직접 내려가 관찰할 수 있는 기회도 극히 제한적입니다.
그렇다면 지구에서 가장 깊은 곳, 마리아나 해구(Mariana Trench)의 바닥에는 대체 무엇이 있을까요?
마리아나 해구(Mariana Trench)의 가장 깊은 부분은 챌린저 딥(Challenger Deep)입니다.
현재 정밀 측정에서 가장 깊은 관측값은 약 10,935m로 알려져 있습니다. 측정 방법과 위치, 보정 방식에 따라 다른 수치가 보고되기도 하지만, 챌린저 딥이 지구 해양에서 가장 깊은 알려진 지점이라는 점에는 변함이 없습니다.
그리고 그 아래에는 우리가 생각했던 것과 전혀 다른 세계가 펼쳐져 있습니다.
01. 지구에서 가장 깊은 곳은 어디일까요? | Where Is the Deepest Place on Earth?
마리아나 해구는 서태평양에 위치한 거대한 해저 협곡입니다.
필리핀 동쪽, 괌(Guam)과 마리아나 제도(Mariana Islands) 인근에 있으며, 길이가 약 2,550km에 달하는 초승달 모양의 지형을 이루고 있습니다.
그 가운데 가장 깊은 부분이 바로 챌린저 딥입니다.
약 10,935m라는 깊이가 얼마나 큰지 감이 잘 오지 않는다면 에베레스트산(Mount Everest)을 생각해볼 수 있습니다.
에베레스트의 높이는 약 8,849m입니다.
만약 에베레스트를 해저에 세워 챌린저 딥 안에 넣는다면, 정상 위로도 상당한 양의 바닷물이 남습니다.
즉, 우리가 흔히 생각하는 “깊은 바다”보다 훨씬 거대한 수직 공간이 존재하는 것입니다.
02. 왜 이곳은 이렇게 깊어졌을까요? | Why Is the Mariana Trench So Deep?
마리아나 해구가 만들어진 가장 중요한 원인은 섭입(Subduction)입니다.
지구의 표면은 하나의 단단한 껍질로 이루어진 것이 아니라 여러 개의 판(Plate)으로 나뉘어 있습니다.
마리아나 해구에서는 태평양판(Pacific Plate)이 필리핀해판(Philippine Sea Plate) 아래로 가라앉는 과정이 일어납니다.
두 판이 만나는 곳에서 상대적으로 차갑고 밀도가 높은 해양판이 지구 내부를 향해 내려가면서 해저가 깊게 휘어집니다.
그 결과 만들어진 길고 좁은 움푹 파인 지형이 해구(Trench)입니다.
이 과정은 단순히 바닥에 커다란 구멍이 생긴 것이 아닙니다.
지구 내부의 판 운동과 화산 활동, 지진이 서로 연결되어 있는 거대한 지질학적 시스템의 일부입니다.
마리아나 해구는 지구 표면이 꺼진 흔적이 아니라, 지구의 판이 서로 만나는 과정에서 만들어진 지질학적 경계입니다.
즉, 가장 깊은 바다는 지구 내부가 지금도 움직이고 있다는 증거이기도 합니다.
03. 10km 아래에서는 무엇이 달라질까요? | What Changes 10 Kilometers Below the Surface?
바다 속으로 내려갈수록 가장 먼저 달라지는 것은 빛입니다.
수심 약 200m부터 햇빛은 빠르게 약해지기 시작하고, 약 1,000m 아래에서는 햇빛이 사실상 도달하지 않습니다.
챌린저 딥에서는 태양빛을 기대할 수 없습니다.
식물이 광합성을 할 수 있는 환경도 아닙니다.
또 하나의 극단적인 조건은 수압(Hydrostatic Pressure)입니다.
바닷물은 깊어질수록 그 위에 쌓인 물의 무게 때문에 더 강한 압력을 가합니다.
일반적으로 수심 약 10m가 깊어질 때마다 약 1기압의 압력이 추가됩니다.
10,000m가 넘는 챌린저 딥에서는 해수면의 대기압을 훨씬 넘어서는 약 1,000기압 수준의 압력이 작용합니다.
사람이 보호 장비 없이 이곳에 내려간다면 생존할 수 없습니다.
하지만 놀랍게도 생명은 이 압력을 견디는 방법을 찾아냈습니다.
04. 그런데 그곳에도 생명이 있습니다. | But Life Exists There
한때 과학자들은 이런 극단적인 환경에서는 복잡한 생명이 거의 존재하지 않을 것이라고 생각했습니다.
그러나 실제 탐사가 진행되면서 예상은 계속 수정되었습니다.
챌린저 딥과 마리아나 해구의 심해에는 단각류(Amphipods), 해삼류(Holothurians), 제노피오포어(Xenophyophores)와 같은 생물이 관찰되었습니다.
제노피오포어는 특히 흥미롭습니다.
겉보기에는 커다란 아메바나 해면처럼 보이지만, 실제로는 거대한 단세포 생물에 속하는 원생생물(Protist)입니다.
즉, 우리가 흔히 생각하는 “동물”만이 이 극한 환경에서 살아가는 것이 아닙니다.
그리고 눈에 보이지 않을 정도로 작은 생물의 세계는 훨씬 더 흥미롭습니다.
챌린저 딥의 퇴적물에서는 다양한 미생물(Microorganisms)이 발견되었고, 연구 결과 이곳의 미생물 활동이 상당히 활발하다는 사실도 확인되었습니다.
한 연구에서는 챌린저 딥의 퇴적물에서 주변의 약 6,000m 깊이 지역보다 더 높은 미생물 활동이 관찰되었습니다.
극한 환경이라고 해서 생명이 사라지는 것이 아니라, 그 환경에 맞는 방식으로 생태계가 재구성되는 것입니다.
05. 햇빛이 없는데 무엇을 먹고 살까요? | What Do They Eat Without Sunlight?
여기서 중요한 질문이 하나 생깁니다.
햇빛도 없고 식물도 자랄 수 없다면, 챌린저 딥의 생물들은 무엇을 먹을까요?
답은 대부분 우리가 생각하는 것보다 위에서 내려옵니다.
바다 표층에서 죽은 플랑크톤이나 유기물은 천천히 아래로 가라앉습니다.
이렇게 내려오는 유기물은 심해 생태계에 중요한 에너지원이 됩니다.
해구는 V자 형태로 깊게 파여 있기 때문에 주변에서 이동한 퇴적물과 유기물이 바닥에 모이기도 합니다.
연구에 따르면 챌린저 딥의 지형은 유기탄소가 포함된 물질이 모이는 데 영향을 주며, 이 때문에 깊은 퇴적물에서도 미생물 활동이 유지될 수 있습니다.
따라서 챌린저 딥의 생태계는 태양빛을 직접 사용하는 생태계라기보다 표층에서 만들어진 물질이 깊은 곳으로 이동하면서 이어지는 생태계라고 이해하는 편이 적절합니다.
심해의 먹이 사슬은 표층과 연결되어 있습니다.
햇빛은 챌린저 딥까지 도달하지 않지만, 표층에서 만들어진 유기물과 죽은 생물의 잔해는 깊은 바다로 내려옵니다.
이 물질을 이용하는 미생물과 작은 생물들이 다시 더 큰 생물에게 에너지를 전달합니다.
06. 가장 깊은 곳에도 물고기가 살까요? | Do Fish Live at the Deepest Depths?
여기에는 중요한 한계가 있습니다.
마리아나 해구에는 실제로 물고기가 살고 있습니다.
대표적인 사례가 마리아나 달팽이물고기(Mariana Snailfish, Pseudoliparis swirei)입니다.
이 물고기는 6,000m보다 깊은 곳에서 살아가는 대표적인 심해 척추동물입니다.
하지만 현재까지 확인된 물고기의 서식 깊이는 챌린저 딥의 바닥까지 내려가지는 않습니다.
최근 NOAA 자료에서도 물고기가 생존할 수 있는 깊이에 생리학적 한계가 있을 가능성이 제시되고 있습니다.
연구에서는 약 8,200~8,400m 아래에서는 물고기가 살아가기 어려울 가능성이 있으며, 그보다 깊은 곳에서 확인된 동물은 현재까지 주로 해삼이나 단각류 같은 무척추동물입니다.
이것은 매우 흥미로운 경계입니다.
생명은 약 11km 깊이까지 존재할 수 있지만, 모든 생명이 그 깊이까지 내려갈 수 있는 것은 아닙니다.
07. 그곳의 바닥은 어떤 모습일까요? | What Does the Seafloor Look Like?
마리아나 해구 바닥은 영화 속 외계 행성처럼 거대한 괴물이 돌아다니는 공간은 아닙니다.
실제로 탐사에서 관찰되는 바닥은 어둡고 고요한 퇴적물과 암석이 중심을 이루는 환경입니다.
1960년 최초의 유인 잠수 기록을 세운 트리에스테(Trieste)의 탐사에서도 해저는 예상보다 평범한 모습으로 관찰되었습니다.
당시 탐사에서 확인된 것은 바닥에 쌓인 미세한 퇴적물과 생명체의 흔적이었습니다.
그러나 이 평범해 보이는 바닥에는 중요한 정보가 쌓여 있습니다.
퇴적물에는 위에서 내려온 유기물과 미세한 입자, 주변 지질 활동의 흔적 등이 축적됩니다.
과학자들은 이 퇴적물을 분석해 해구의 생태계와 물질순환, 지질환경을 이해하려고 합니다.
08. 인간은 이곳까지 내려가 본 적이 있을까요? | Have Humans Reached Challenger Deep?
그렇습니다.
1960년 1월 23일, 스위스의 탐험가 자크 피카르(Jacques Piccard)와 미 해군 장교 돈 월시(Don Walsh)는 잠수정 트리에스테를 이용해 챌린저 딥에 도달했습니다.
이것은 인간이 지구 해양의 가장 깊은 곳까지 직접 내려간 역사적인 순간이었습니다.
이후 무인 잠수정과 유인 잠수정 기술이 발전하면서 더 많은 탐사가 가능해졌습니다.
2012년에는 제임스 캐머런(James Cameron)이 단독으로 챌린저 딥에 내려가 직접 관찰과 샘플링을 수행했습니다.
최근에는 사람을 태우는 잠수정뿐 아니라 무인 잠수정과 자율형 수중로봇(AUV), 심해 랜더(Lander) 등이 사용되고 있습니다.
하지만 “한 번 내려갔다”와 “충분히 탐사했다”는 전혀 다른 이야기입니다.
깊은 바다를 탐사하는 방법
유인 잠수정(Human-Occupied Submersible) — 사람이 직접 관찰하고 조작할 수 있지만 운용 비용과 안전 문제가 큽니다.
무인 잠수정(ROV) — 선박과 연결된 상태에서 영상 촬영과 샘플 채취 등을 수행할 수 있습니다.
자율무인잠수정(AUV) — 사전에 설정된 경로를 따라 이동하며 넓은 지역을 조사할 수 있습니다.
심해 랜더(Deep-Sea Lander) — 장비를 해저에 내려 장시간 관찰하거나 생물을 유인해 촬영·채집할 수 있습니다.
09. 우리가 생각한 것보다 더 많은 것이 숨어 있을까요? | Is There More Hidden Down There?
여기서 마리아나 해구가 단순히 “가장 깊은 곳” 이상의 의미를 갖게 됩니다.
해저를 직접 관찰하고 정밀하게 지도를 만드는 일 자체가 매우 어렵기 때문입니다.
NOAA에 따르면 2024년 6월 기준으로 고해상도로 매핑된 해저는 전 세계 해저의 약 26%에 불과합니다.
즉, 우리가 지구의 바다 전체를 정확하게 들여다보고 있다고 말하기는 어렵습니다.
특히 6,000m에서 11,000m 사이의 하다층(Hadal Zone)은 기술적인 어려움 때문에 지구에서 가장 덜 탐사된 환경 가운데 하나입니다.
챌린저 딥의 모든 지점에 어떤 생물이 살고 있는지, 각각의 미생물이 어떤 역할을 하는지, 생태계가 시간에 따라 어떻게 변화하는지조차 완전히 밝혀지지 않았습니다.
10. 놀랍게도 인간의 흔적도 발견됩니다. | Even Human Traces Reach the Deepest Ocean
가장 깊은 곳이라고 해서 인간의 영향으로부터 완전히 격리되어 있는 것도 아닙니다.
연구에서는 마리아나 해구를 포함한 여러 심해 해구에서 채집한 단각류의 소화기관에서 미세플라스틱(Microplastics)이 발견되었습니다.
조사된 개체 가운데 상당수가 미세입자를 섭취한 흔적을 보였으며, 마리아나 해구에서도 합성섬유와 플라스틱 계열 입자가 확인되었습니다.
이 사실은 조금 불편한 질문을 남깁니다.
지구에서 가장 외딴 곳이라고 생각했던 바다 밑바닥까지 인간이 만든 물질이 도달했다면, 우리가 지구에 남기는 흔적은 과연 어디까지일까요?
이것은 마리아나 해구를 단순한 탐험의 대상으로만 바라볼 수 없는 이유이기도 합니다.
11. 마리아나 해구는 ‘죽음의 공간’이 아닙니다. | The Mariana Trench Is Not a Dead Zone
마리아나 해구를 설명할 때 흔히 “생명이 살 수 없는 곳”이라는 표현이 등장합니다.
하지만 지금까지의 탐사 결과는 오히려 반대 방향을 가리킵니다.
생명은 존재합니다.
다만 그 생명은 우리가 익숙한 표층의 생명과 다른 방식으로 살아갑니다.
어떤 생물은 압력에 견딜 수 있도록 몸의 구조를 바꾸고, 어떤 미생물은 극한 환경에서 화학적 에너지를 이용합니다.
또 어떤 생물은 위에서 떨어지는 유기물을 기다립니다.
결국 중요한 것은 “생명이 있는가, 없는가”가 아니라 어떤 생명이 어떤 방식으로 이 환경에 적응했는가입니다.
이것이 하다층 연구가 중요한 이유입니다.
생명체가 견딜 수 있는 환경의 한계를 연구하면 지구에서 생명이 어떻게 적응하고 진화해왔는지 이해하는 데도 도움이 됩니다.
12. 그런데 아직 답하지 못한 질문이 남아 있습니다. | But Questions Still Remain
아직 밝혀지지 않은 것들 | What We Still Don't Know
• 챌린저 딥의 모든 생물 종은 얼마나 발견되었을까요?
• 극한 수압에 적응한 미생물은 어떤 독특한 대사 시스템을 가지고 있을까요?
• 하다층 생태계는 주변 심해 생태계와 얼마나 연결되어 있을까요?
• 지진이나 해저 산사태가 이 생태계에 어떤 변화를 일으킬까요?
• 인간이 아직 관찰하지 못한 새로운 생명 형태가 더 존재할까요?
• 심해 생태계가 지구 전체의 탄소순환에서 맡는 역할은 얼마나 클까요?
특히 최근 연구에서는 챌린저 딥 내부의 물 순환과 미생물 군집, 유기물의 이동까지 조금씩 밝혀지고 있습니다.
하지만 데이터가 축적될수록 오히려 새로운 질문도 늘어나고 있습니다.
가장 깊은 곳은 단순히 아래로 내려가면 끝나는 장소가 아닙니다.
그곳은 지질학, 해양학, 생물학, 미생물학이 서로 연결되는 하나의 거대한 자연 실험실입니다.
13. 지구에서 가장 깊은 곳에 가면, 무엇을 만나게 될까요? | What Would You Find at Earth's Deepest Point?
상상해봅시다.
잠수정을 타고 수면에서 천천히 내려갑니다.
수백 미터 아래에서 햇빛이 약해집니다.
1,000m를 넘어서면 완전한 어둠에 가까워집니다.
수천 미터 아래에서는 차갑고 무거운 물이 잠수정을 둘러쌉니다.
그리고 10km가 넘는 깊이에 도달하면 챌린저 딥의 바닥이 나타납니다.
그곳에는 거대한 괴물이 기다리고 있지 않습니다.
대신 퇴적물 위를 움직이는 작은 생물, 유기물을 분해하는 미생물, 극한 환경에 적응한 생명체가 있습니다.
그리고 그 주변에는 아직 우리가 충분히 관찰하지 못한 생명의 세계가 존재할 가능성이 있습니다.
가장 깊은 곳에서 우리가 발견하는 것은 어쩌면 “이상한 생물” 그 자체가 아닐지도 모릅니다.
생명이 우리가 생각했던 것보다 훨씬 다양한 방식으로 살아갈 수 있다는 사실일지도 모릅니다.
우리는 지구에서 가장 깊은 곳을 발견했다고 말할 수 있을까요?
깊이를 측정하는 기술은 발전했지만, 그곳의 생태계와 지질 환경을 모두 이해한 것은 아닙니다.
어쩌면 우리는 바닥을 발견했을 뿐, 그 바닥에서 벌어지는 세계는 이제 막 탐험하기 시작했는지도 모릅니다.
마리아나 해구는 지구의 끝이 아닙니다.
오히려 우리가 지구를 얼마나 적게 알고 있는지를 보여주는 장소에 가깝습니다.
약 10,935m 아래의 챌린저 딥에서는 햇빛이 사라지고, 압력은 약 1,000기압까지 올라가지만 생명은 완전히 사라지지 않습니다.
미생물은 퇴적물 속에서 활동하고, 단각류와 해삼류 같은 무척추동물이 살아가며, 그 위쪽에서는 달팽이물고기 같은 척추동물도 극한의 환경에 적응해 살아갑니다.
그리고 아직 우리는 그곳의 모든 생명을 발견하지 못했습니다.
그렇다면 지구에서 가장 깊은 곳에 아직 발견되지 않은 생명이 있다면, 우리가 모르는 세계는 바다 아래 얼마나 더 남아 있을까요?
참고자료 | References
NOAA Ocean Exploration — How Deep Is the Ocean?
NOAA Ocean Exploration — The Hadal Zone: Aqua Incognita
NOAA Ocean Exploration — Seafloor Mapping
NOAA Fisheries — Mariana Trench Marine National Monument
U.S. Geological Survey (USGS) — This Dynamic Earth: Understanding Plate Motions
Nature Geoscience — High Rates of Microbial Carbon Turnover in Sediments in the Deepest Oceanic Trench on Earth
Nature Communications — Microbiomes in the Challenger Deep Slope and Bottom-Axis Sediments
Nature Ecology & Evolution — Morphology and Genome of a Snailfish from the Mariana Trench
Scientific Reports — In Situ Swimming Behavior of the Mariana Snailfish
Deep Sea Research Part I — Revised Depth of the Challenger Deep from Submersible Transects
Environmental Science & Technology — Microplastics and Synthetic Particles Ingested by Deep-Sea Amphipods