꽃보다 아름다운 해조류

꽃보다 아름다운

해조류

생각해보기 바다의 사막화?

프로그램 내용

바다의 사막화

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A

독도 주변 바다를 황폐화 시키고 있는 ‘갯녹음 현상’에 대해서 알아본다. 갯녹음 현상의 원인을 조사 하여 보고, 바다 속 생태계에 미치는 영향을 생각해본다.

자연재해 및 기후 변화의 현상과 원인, 결과를 조사하고, 인간과 자연환경 간의 지속 가능한 관계에 대해 이야기해본다.

출처 : YTN science

동영상을 시청한 후 바다사막화에 대해 알아보자.

1990년대에 제주 해역에서 처음 갯녹음 현상이 발견된 이후 최근에는 남해안 동해안 심지어 청정지역인 독도까지 광범위하게 확산 되고 있는 갯녹음 현상.

출처 : http://ecotopia.hani.co.kr/295663 한국수산자원관리공단이 지난해 동해안 12개 시·군의 수심 15m 이내 연안을 조사한 결과는 충격적이다. 항공기에 초분광센서를 달고 처음으로 동해안 전역을 정밀 측정한 이번 조사에서 전체 암반 1만7054㏊ 가운데 35.6%인 6079㏊가 갯녹음이 심각한 상태 로, 26%인 4438㏊는 갯녹음이 진행 중인 것으로 나타났다. 갯녹음이 발생한 지역이 전체의 62%에 이른 것이다.

갯녹음 현상 발생 전 갯녹음 현상 발생 후

활동 1 갯녹음 현상이란 무엇일까?

출처 : http://dadoc.or.kr/618 출처 : http://badanews.kr/?c=1&uid=3366

보충자료

사막화 되는 독도 앞바다‘지구 온난화로 갯녹음현상 번져’

바다의 사막화, 갯녹음 현상이란?

바다의 사막화라고 불리는 갯녹음 현상이란 해양오염, 지구 온난화 등으로 인해 바닷속에 녹아있는 탄산칼슘(석회가루)이 석출되어 해저 생물이나 해저의 바닥, 바위에 하얗게 달라붙는 현상을 말합니다. 탄산칼슘이 바닥에 달라붙기 시작하면 바 다가 알칼리성으로 바뀌게 되어 중성 조건에서 광합성을 통해 산소와 영양물질을 만들고, 바다동물들의 1차 먹잇감이 되는 해조류가 살 수 없는 환경이 되는데요. 해조류가 사라지면서 바다가 사막처럼 황폐화되기 때문에 갯녹음 현상을 바다의 사 막화라고 부르는 것이죠.

갯녹음 현상의 발생 원인

갯녹음 현상이 발생하는 원인으로는 먼저 해양오염의 증가를 들 수 있습니다. 도시화나 연안 개발을 위해 사용하는 콘크리 트 원료의 63% 정도가 석회석으로 이루어져 있는데요. 이 콘크리트가 바다로 흘러 들어가서 탄산칼슘이 증가하는 원인이 됩니다. 그리고 지구 온난화로 인한 수온 상승도 탄산칼슘의 석출을 빠르게 진행시키기 때문에 암반을 하얗게 만드는데요.

보충자료

우리나라 갯녹음 분포 현황

출처 : http://kidshyundai.tistory.com/m/705

우리나라에서는 1992년에 화산지대로 석회질이 많은 제주 해역에서 처음 갯녹음 현상이 발견된 이후 최근에는 남해안, 동해안 까지 광범위하게 확산되고 있는데요. 특히 미역과 다시마 등 해조류가 풍부했던 동해안은 최근 갯녹음 확산으로 인해 해조류 자원이 크게 줄어들었습니다.

위의 제시된 글을 읽어보고 갯녹음현상에 관한 질문에 답을 해보자.

갯녹음 현상이란 무엇일까?

갯녹음 현상의 발생원인은 무엇일까?

갯녹음 현상을 해결하는 방법에는 무엇이 있을까?

해조류는 바다의 깊이에 따라 주로 분포하는 종류가 다른데, 이는 바다의 깊이에 따라 투과되는 빛의 파장과 양이 다르기 때문이다. 빈칸에 알맞은 해조류를 써보자. 또한 그렇게 생각한 이유에 대해서도 이야기해보자.

해조류는 몸의 색과 보색 관계 에 있는 빛을 주로 흡수하여 광합성에 이용한다.

출처 : zum 학습백과

해조류 광합성 이용 파장 서식지

투과력이 약한 [ ]을 주로 광합성에 이용한다. → 수심이 얕은 곳에 서식 투과력이 강한 [ ]을 주로 광합성에 이용한다. → 수심이 깊은 곳에 서식 투과력이 중간 정도인 [ ]을 주로 광합성에 이용한다. → 수심이 중간정도인 곳에 서식

*참고 : 보색은, 두 가지 색상을 섞었을 때 하양이나 검정이 되는 색상을 이 야기한다. 서로 직각을 이루면서 마주보는 색상이 보색이다.

출처 : 네이버 블로그

활동 2 독도의 해조류

색상환 보색대비표

독도에 서식하고 있는 다양한 해조류에 대해서 알아보자.

포토카드를 프린트하여 사진을 본 후 외형적인 특징만으로 해조류를 분류해볼 수 있도록 하고, 분류한 이유에 대해 설명해보도록 한다.

갈파래 다시마

•학명 : Ulva lactuca

• 분포 : 파도의 영향을 많이 받는 조간대의 바위나 말뚝 등에 붙어 서식한다.

• 생태 : 몸은 양배추 잎처럼 생겼으며 빛깔은 녹색이다. 가지 는 갈라지지 않으며 가장자리에는 주름이 많다. 겨울에서 여름에 걸쳐 자란다.

• 학명 : Laminaria

• 분포 : 차가운 바닷물에서 자라는 다시마는 동해안 북부, 일 본 홋카이도 등지에 서식한다.

• 생태 : 길이 1.5~3.5m, 너비 25~40cm이다. 큰 바닷말이며 엽체는 포자세대로서 겉보기에 줄기·잎·뿌리의 구분이 뚜렷하다. 잎은 띠 모양으로 길고 가운데 부분보다 약간 아 래쪽이 가장 넓다.

톳 모자반

• 학명 : Hizikia fusiforme

• 분포 : 한국(주문진 이남에서 서해안 장산곶), 일본

• 생태 : 유성세대만 있는 다 년생 해조류 유성생식과 영양번 식을 한다. 4~5월에 생식기관이 형성되고 기부만 남긴 후 유실(流失)된다.

• 학명 : Sargassum fulvellum

• 분포 : 일본이나 동남아 일대에서 발견, 한국의 전 해안에서 볼 수 있다.

• 생태 : 잎은 줄기에서 기부 쪽으로 향하여 나며 휘어지고, 주 걱 모양 또는 타원형이다. 상부의 잎은 좁은 모양이고 가장 자리에 톱니 모양의 돌기가 나며, 온몸에는 줄기로부터 기 포가 생긴다.

출처 : http://www.gbook.kr/ac/11370

출처 : http://matzzang.net/1408

출처 : 나무위키

출처 : http://ykw5520.tistory.com/entry/%EB%AA%A8%EC%E%90

대황 청각

• 학명 : Eisenia Bicyclis

• 분포 : 울릉도 및 독도 연안 수중 암반대에 광범히 하게 분 포하고 있다.

• 생태 : 여러해살이 해조류로 2년째의 가을에서 겨울에 걸쳐, 잎의 양면에 포자를 형성하여 내보내며 번식한다. 포자를 내보낸 잎은 녹아버리고 다시 새잎이 형성되며, 봄이 되면 어린 개체가 나타난다.

• 학명 : Codium fragile

• 분포 : 한국의 전 연안 수심 1~20m의 깊은 곳, 파도의 영향 을 적게 받는 곳

• 생태 : 몸 전체는 세포 사이의 막이 없이 모두 연결되어 세 포핵 여러 개가 하나의 세포에 들어 있는 구조이다. 포자가 들어 있는 주머니는 곤봉 모양이며 길이는 굵기의 5~7배이 고, 꼭대기는 뾰족하다.

우뭇가사리 미역

• 학명 : Gelidium amansii

• 분포 : 한국, 일본, 인도네시아 등지의 조간대 중부 및 하부 의 바위

• 생태 : 다년생 식물로 배우체에 의한 유성세대와 포자체에 의한 무성세대가 규칙적으로 반복된다. 지역에 따라서 생육 시기에 약간의 차이가 있지만 대체로 5~11월에 생육한다.

• 학명 : Undaria pinnatifida

• 분포 : 독도를 비롯한 한국전역, 일본 등지에서 서식한다.

• 생태 : 저조선 부근 바위에 서식하나 남부지방은 더 깊은 곳 에, 북부지방에서는 더 얕은 곳에 서식하는 경향이 있다. 겨 울에서 봄에 걸쳐서 주로 채취되며 이 시기에 가장 맛이 좋 다.

출처 : 경북일보

출처 : http://livenjoy.tistory.com/398

출처 : 네이버지식백과

출처 : http://news.kbs.co.kr/news/view.do?ncd=3537977

지구상에 존재하는 많은 해조류들은 그 수만큼이나 다양한 기준으로 분류하는 것이 가능하다. 독도의 대표적인 해 조류가 가지고 있는 색소를 기준으로 서식지와 연결 지어 분류하여 보자.

http://www.seehint.com/word.asp?no=11626

녹조류 지역

갈조류 지역

홍조류 지역

생각해보기 푸른 바다 숲을 왜 만들어야 할까?

프로그램 내용

바다보다 푸른 해조류

S

T, E

A

독도 주변 바다를 황폐화 시키고 있는 ‘갯녹음 현상’에 대해서 알아본다. 갯녹음 현상의 원인을 조사하 여 보고, 바다 속 생태계에 미치는 영향을 생각해본다.

바다 속 환경에서도 잘 견딜 수 있도록 튼튼하고, 해조류가 잘 자랄 수 있는 인공어초를 설계하고 제 작해본다.

해조류를 이용한 다양한 산업 가운데 최근 각광받고 있는 의약 신소재 캡슐을 만들어 봄으로써 기술 발전으로 인하여 생겨난 새로운 직업을 체험해본다.

바다 숲을 구성하는 해조류가 왜 중요한 것일까? 다음의 바다 속 생태 피라미드를 보고 해조류의 중요성에 대해서 이야기 해보자.

출처 : 티스토리

바다 생태 피라미드에서 해조류는 어떤 역할을 담당할까?

바다 생태계에서 해조류가 사라지면 어떻게 될까?

보충자료

‘5월 10일, 바다식목일’

4월 5일 식목일은 국민들이 나무를 심고 가꾸며, 산림에 대한 관심을 갖고 산지의 자원화를 도모하기 위한 날입니다. 하지 만 육지가 아닌 바다 속 생태계를 위한 식목일도 있는데요, 바다식목일은 우리나라에서 세계 최초로 국가 기념일로 제정되 었다는 점에서도 의미가 커요! 매년 5월 10일 바다 속에 해조류를 심는, ‘바다 식목일’에 대해 알아보겠습니다.

▶바다 속 해조류, 왜 중요한 것일까?

최근 해조류에 대한 관심이 전 세계적으로 커지고 있습니다. 바다 속 해조류의 다양한 이점이 발견되었기 때문인데요, 우 선 해조류는 광합성을 통해 지구 온난화의 주원인인 온실가스인 이산화탄소를 흡수하고 바이오 에너지의 원료로 활용되는 데요, 연안 해조류가 km²당 연간 8만 3000t의 탄소를 흡수하여 육지 숲의 3만t을 크게 앞질렀다고 합니다. 또한 해조류는 바이오 연료의 주원료로 알려진 콩과 옥수수보다 에너지 생산량이 최대 8배 더 높아 차세대 연료로도 주목받고 있습니다.

뿐만 아니라 인간에게 꼭 필요한 영양소인 미네랄과 식이섬유가 풍부하고 특히 항암효과가 뛰어난 리그난이라는 섬유질이 포함되어 있어 영양제의 원료로도 활용도가 높습니다.

▶푸른바다를 위한 바다 숲 조성

바다식목일에는 해조류를 위협하는 바다의 갯녹음현상을 억제하기 위해 해당 지역의 바다에 해조류를 심는데요, 이는 바 로 바다 속 그린벨트인 ‘바다 숲’을 조성하기 위함입니다.

우리나라에서는 2012년에 바다식목일을 제정하여 바다 숲을 만들기 시작했는데요, 바다 숲 조성은 해조류를 이식한 후 잘 피장을 조성하여 환경을 개선하고 천연 해조장을 보전하는 과정으로 이루어집니다. 5월 달은 해조류가 가장 빨리 성장할 수 있는 달인데요, 여기서 바다 식목일이 5월 중으로 지정된 이유를 알 수 있습니다. 이렇게 바다 속에 이식된 해조류는 1 년이 지나면 풍성한 바다 숲을 이루게 됩니다.

출처 : 한국수산자원관리공단

바다 생태계의 중요한 역할을 맡고 있는 해조류가 다시 푸른 숲을 조성할 수 있도록 인공어초를 제작해보자.

“인공어초 : 해양생물이 자랄 수 있는 환경 조성을 위해 만든 인공 구조물”

갯녹음으로 황폐화된 바다에는 해조류가 스스로 뿌리를 내리기가 힘들다. 콘크리트 구조물, 폐선, 폐타이어 등에 해조류를 심어 뿌 리내리도록 한 다음 그것을 바다 속에 투하함으로써 어류가 서식할 수 있는 환경을 만들어 주는 구조물을 말한다. 투하된 구조물에 해조류가 번식하면 물고기들이 은신처 또는 서식처가 되고, 해조류를 먹고사는 전복ㆍ소라 등의 어패류 등 많은 수산자원을 확보 할 수 있어 어업 증진에 크게 기여한다.

하지만, 인공어초로 사용되는 콘크리트 구조물이나 폐선ㆍ폐타이어 등에서 나오는 독성 때문에 오히려 바닷물이 오염되고, 생태계 를 파괴한다는 문제점이 제기되고 있다. 실례로, 미국에서 1972년 바다 속에 200만 개의 폐타이어를 투하했다가 30여 년이 지난 후 생태계를 파괴한 것으로 조사되기도 했다. 이에 따라 독성이 없고 튼튼한 인공어초 개발이 필요하다는 의견이다.

출처 : http://www.fips.go.kr/jsp/ar/ar_clip.jsp?menuDepth=060503

활동 1 인공어초 설계하기

해조류가 잘 자랄 수 있도록 튼튼한 인공어초를 만들어보자.

5명이 한 모둠이 되어 제작하도록 한다.

[준비물]

[유의사항]

•교실에서 만들어야 하는 상황이므로 무독성소재의 중요성에 대해서는 다른 자료를 이용하여 지도한다.

•조류가 있는 바다 속에서 인공어초 구조물이 휩쓸려 내려가지 않도록 유념하며 설계해본다.

•해조류가 효과적으로 뿌리내릴 수 있도록 설계해본다.

• 우드락커터기는 모둠별로 제공이 되도록 준비한다. 우드락커터기를 활용시 전원이 필요하므로 모둠별로 활용이 가능하 도록 사전에 전원멀티탭 등이 마련되어야 한다.

•우드락커터기 등 준비물을 활용할 때 안전에 유의하도록 지도한다.

•완성한 인공어초는 다양한 준비물이 활용되어 창의적으로 꾸미도록 유도한다.

•모둠별로 고른 역할 분담이 이루어지도록 한다.

‘인공어초 구조 설계도면’

‘인공어초 구조 예시’

출처 : 네이버블로그

직업체험

바다 속 생태계를 복원해요. 인공어초 연구개발자

출처 : 다음블로그

인터뷰 : 한국수자원관리공단 생태환경실 최임호 기술원

Q. 인공어초 연구개발자로서 현재 하고 있는 일은 무엇인지 소개 부탁드립니다.

한국수자원관리공단 자원관리본부 생태환경실에 소속되어 바다 숲 및 해중림 조성 등의 사업을 관리하고 인공어초를 개발하기 위 한 연구어초와 시험어초 과정을 관리·감독하는 일을 하고 있어요. 수중생태계에 대한 연구를 기반으로 인공어초 개발업체가 어려 워하는 수중생태계의 특성을 반영한 제품개발에 대해 조언하기도 하죠.

Q. 주로 어떤 분들이 인공어초 개발에 참여하고 있습니까?

현재 인공어초 개발에 참여하고 있는 사람들을 보면 수산생물 및 해양생태학을 전공한 경우와 해양토목 및 건축을 전공한 경우로 나눌 수 있어요. 전문적으로 인공어초만 개발하기 보다는 자신의 전공분야에 종사하면서 프로젝트로 참여하는 경우가 많죠. 인공 어초의 연구개발과 관련된 자격이나 면허 등은 따로 있는 것은 아니에요. 앞서 말씀드렸듯이 관련 학과에서 해당 분야를 전공하는 것이 도움이 많이 된답니다. 인공어초 개발은 건설, 구조, 재료, 해양, 생태 등 다양한 학문적 지식이 요구되기 때문에 연구개발을 하는 분들도 다양한 전공을 가지고 있어요. 자신의 전공을 살리면서 해양생태계에 흥미와 관심을 가진다면 인공어초 연구개발에 도움이 될 거예요.

Q. 마지막으로 인공어초에 관심을 가지고 있는 후배들에게 조언을 부탁드립니다.

해양생태계와 해양공학, 해양토목, 재료 등 다양한 지식을 필요로 하는 인공어초 연구개발이 쉬운 일은 아니에요. 하지만 유용 수 산자원 조성 및 증강, 해양생태계 복원, 기후변화에 대응하는 새로운 자원을 조성한다는 점에서 많은 보람을 느낄 수 있는 직업이 에요. 바다를 사랑하는 젊은이라면 꼭 한번 도전해 보라고 권하고 싶어요.

보충자료

보충자료

‘무독성 인공어초’

• 굴 패각과, 조개껍질 등을 이용해 해양생물이 서식할 수 있는 구조를 만들 수 있다.

출처 : 거제타임즈

• 독성이 없는 폴리우레탄 콘크리트 같은 친환경 제품으로 구조를 만들 수 있다.

출처 : 알리바바

“독도의 해양생물과 광물자원 등을 포함한 연간 가치가 11조원을 넘는다는 분석이 나왔다.”

-영남일보, 2010년 1월 26일

다양한 해조류는 우선 식량자원으로 사용하지만 최근에는 해조류를 이용한 다양한 산업들이 발견되고 있다. 동영상 을 시청한 후 다음의 몇 가지 산업이 해조류와 어떠한 관련이 있을지 생각해보자.

해양 바이오 에너지 추출성공

바이오연료란 식물이 광합성을 통해 만든 탄수화물이나 지방 을 원료로 사용해 화학적 과정을 거쳐 만든 연료를 말한다. 사 탕수수나 옥수수에서 추출하는 에탄올이 좋은 예다. 우리가 먹는 식용유도 넓은 의미에서는 바이오 연료로 볼 수 있다.

웰빙 식품 관련

건강식품 - 단백질 쉐이크의 성분활용 및 에너지 공급, 면역 력 강화 및 해독작용 등의 기능을 수행

식품색소 및 식의약품 - 해조류는 태양의 다양한 파장을 흡수 하기 때문에 천연색소의 풍부한 스펙트럼을 가지고 있음

미용 신소재

화장품 – 해조류의 보습 및 재생효과, 항산화 효능 등을 피부 미용에 접목

의약 신소재

해조류에서 추출한 성분으로 만든 식물성 연질캡슐을 사용해 온도·습도 변화에 따른 변성을 줄여 안정성을

높임

활동 2 일당백! 해조류

출처 : 기후변화행동연구소

출처 : http://cheick.egloos.com/m/1991937

출처 : http://www.cosmax.com/partners/bio-production- intro.asp 출처 : http://www.vitamimo.com/MClient.php?D1=S&F1=frame&D2=S

&F2=La&D3=S&F3=proddetail&catno=657&no=4163?1493684085

다양한 해조류 관련 다양한 산업 가운데 최근에 각광받고 있는 의약 신소재 ‘캡슐’을 만들어 보자.

5명이 한 모둠이 되어 제작하도록 한다.

[준비물]

[실험과정]

1. 100ml 비커에 시판용 알긴산나트륨으로 약 2% 용액을 만든다. (2g의 알긴산 나트륨에 물 98ml을 넣어 녹이면 된다.) 2. 2%의 알긴산 나트륨 수용액을 나눠 각각에 다른 형광안료를 넣고 섞는다.

3. 300ml 비커에 5% 이상의 염화칼슘 수용액을 준비한다.

4. 염화칼슘 수용액에 과정2의 알긴산나트륨 수용액을 스포이트로 방울방울 떨어뜨려 연어알처럼 생긴 캡슐을 만든다.

5. 형광캡슐을 건져서 샬레에 담은 후 어두운 곳에서 관찰해본다.

1. 캡슐이 만들어지는 원리

2. 알긴산의 용도

활동 3 미역으로 캡슐을 만들어보자.

보충자료

먹는 물캡슐 ‘오호(Ooho)’

http://www.hani.co.kr/arti/society/environment/790981.html

물이나 음료를 담은 페트병은 플라스틱 공해가 전 세계적 이슈가 되면서 퇴출 대상에 오른 것 가운데 하나다. 페트병 가운 데 가장 널리 쓰이는 게 생수를 담은 물병이다. 미국에서만 한 해 소비되는 생수병이 무려 500억 개에 이른다고 한다. 이 가운데 재활용되는 것은 20% 남짓에 불과하다는 것. 나머지는 모두 버려져 환경 오염원이 되고 있다. 이에 따라 미국 샌프 란시스코 등 일부 지역에선 공공건물이나 행사 등에서 생수병 판매나 사용을 금지하고 있기도 하다.

그런데 이런 생수병 고민을 씻어줄 수 있는 제품이 곧 나올 모양이다. 이른바 먹을 수 있는 물병이다. 비눗방울처럼 생긴 이 캡슐형 물병의 이름은 ‘오호’(Ooho). 얇은 막 안에 생수가 들어있는데, 통째로 입안에 넣어 삼키면 된다. 식용 해조류에 서 추출한 물질로 만들었기 때문에 먹어도 안전하다는 것. 물론 물만 들이마시고, 막은 뱉어내도 된다. 버려진 막은 4~6주 후 자연 분해된다.

‘먹는 물 캡슐’ 개발 아이디어는 달걀노른자를 감싸고 있는 얇은 막에서 얻었다고 한다. 공 모양의 얇은 막을 만드는 데는 구형화(spherification)라고 불리는 요리기술을 활용했다. 이는 인공 캐비어를 만들 때 사용되는 기술이기도 하다. 염화칼 슘과 갈색 해조류에서 추출한 알긴산염에 아이스 볼을 담그면, 얼음이 녹아 상온으로 돌아가는 동안 공 모양 막이 형성된 다. 막은 이중으로 돼 있다. 외부 막은 과일껍질 같은 기능을 한다. 내부 막을 깨끗하게 감싸주고, 버려지면 자연 분해되면 서 퇴비가 되기 때문이다. 이 회사는 각종 축제나 마라톤처럼 짧은 시간에 많은 양의 물병을 소비하는 야외행사에서 ‘먹는 물 캡슐’을 쓰면 페트병으로 인한 환경오염 논란을 피할 수 있을 것으로 기대한다. 푸드 트럭이나 카페에선 현재 개발 중인

‘물 캡슐 즉석 제조기’에 물을 담아 손님들에게 서비스할 수 있도록 할 계획이다.

평가계획

평가계획 학생 자기/동료 평가 기준표

평가 방법

평가

영역 평가기준 평가 척도

상 중 하

자기 평가

상황 제시

제시된 상황의 문제를 중요하게 인식하려 노력하였는가?

흥미를 가지고 상황을 해결하려 하였는가?

문제를 해결하기 위한 다양한 과학지식을 이해하였는가?

창의적 설계

인공어초 모형 제작 시 과학적인 요소를 잘 반영하였는가?

인공어초 모형을 독창적이고 정교하게 제작하였는가?

감성적 체험

과제를 끈기 있게 해결하려 하였는가?

새로운 내용을 배우고 싶어 하며, 도전과제 해결에 적극적으로 참여하였는가?

동료 평가

상황 제시

조원별로 역할 분담이 잘 되었으며 협력을 통해 적극적으로 문제 해결을 수행하였는가?

창의적 설계

조원별로 역할을 나누어 창의적이고 다양한 아이디어를 고안하여 의견을 잘 수렴하였는가?

감성적

체험 소중한 우리 국토를 지키기 위해 노력하는 자세에 대해 잘 발표하였는가?

This work was supported by the Korea Foundation for the Advancement of

Science and Creativity(KOFAC) grant funded by the Korea government(MOE)”