제 6 주차: 물에 관하여

제 6 주차: 물에 관하여

3.3 물의 여행

3.4 물의 바다

제 3장 물에 관하여

3.3 물의 여행

물은 끝없이 돌고 돈다

3.3 물의 여행

• 물은 계속 움직이고 있다.

• 밤낮으로 노래하며 흐르는 강물이나 계곡의 바윗돌을 때리며 흐 르는 벽계수, 모든 것을 포용한다는 큰 바다의 물도 잠시도 쉬지 않고 움직이고 있다.

• 물은 지열이나 태양열에 의해 수증기가 되어 공중으로 올라가고 올라간 물은 구름이 되어 대기의 넓은 공간으로 헤엄쳐 다니다 가, 제 몸을 주체할 수 없을 때 비나 눈이 되어 땅 위로 내려온다.

• 지구상의 물은 바다, 대기, 육지 사이에서 증발도 하고, 비가 되 어 다시 내리며, 내린 비의 대부분은 하천이나 강으로 흐르기도 하고, 곧 바로 증발하는 순환을 끊임없이 되풀이하면서 이동하 고 있다.

• 이와 같은 물의 이동을 '물의순환'이라고 한다. 지구상에 있는 물 은 약 14억km

³

물의 순환이 멈춘다면 어떤 일들이 벌어질까요 ?

3.3 물의 여행

• 지구의 모든 생명들이 사라지게 될 것이다.

• 물의 순환이 없다면 식물은 말라 죽어버릴 것이고 지하수도 곧 말라버릴 것이다.

• 강과 호수와 바다는 넘쳐흘러서 육지를 뒤덮고 모든 생태계의 순환도 멈춰버릴 것이다.

비 와 눈

1) 하늘여행

• 하늘에서 떨어지는 비와 눈은 모두 물의 바탕이 되는 것이다.

• 비구름이 걷히고 해가 뜨면 강과 호수, 그리고 바다와 젖은 땅에 서 아주 작은 물방울들이 수증기의 형태로 하늘로 올라가게 된 다.

• 나무나 풀들도 새로운 물과 영양분을 토양으로부터 빨아들이기 위해 잎의 기공을 통해 증산작용을 한다.

• 하늘 높이 올라 간 수증기는 주위의 찬 공기에 의해 물이나 얼음 으로 변하여 구름을 이루고 바람에 실려 여기저기 떠다니다가 구름을 이룬 물방울들이 서로 엉켜 점점 커지고 더 이상 떠 있을 수 없을 만큼 무거워져서 아래로 떨어지는 물방울이 바로 비인 것이다.

• 구름 속에서 섭씨 0도 이하로 차가워진 물방울들이 서로 엉켜 서 이루는 빙정은 구름 속에서 땅으로 떨어지는 동안에 점점 커 져 눈의 결정이 된다. 이들이 서로 뭉쳐져서 커다란 눈송이가 되 는데 이것이 함박눈이다.

땅 밑에서 흐르는 물

2) 땅속여행

• 비나 눈으로 내린 물은 대부분 개울을 이뤄 바다로 흘러가게 된 다. 그 가운데서 조금은 땅속으로 스며들어서 흐른다.

• 땅 속 밑에는 흙과 바위층이 층층이 쌓여 있다. 물이 흙 사이의 틈을 비집고 스며들어가 단단한 바위층과 마주치면 그 위에 고 이게 된다.

• 가득 고이게 되면 넘쳐서 비탈을 타고 천천히 낮은 곳으로 흐르 게 된다. 땅 밑에서 흐르는 물도 높은 곳에서 낮은 곳으로, 압력 이 센 곳에서 약한 곳으로 흐르게 된다.

• 지하수는 비좁은 흙이나 돌 틈새를 지나므로 아주 느린 속도로 흘러가게 된다. 보통 하루에 1미터쯤 움직이게 되는데 그렇게 해 서 낮은 곳의 얇은 땅거죽이나 바위 틈새로 빠져 나와 샘이 되어 지표수에 섞이게 되는 것이다.

• 사람들은 땅 속 깊은 곳에 구멍을 뚫어 쉴 새 없이 물을 퍼 올린 다. 고이는 양보다 퍼 올리는 양이 더 많으면 이 때까지 스펀지 처럼 물을 머금고 있던 땅이 받치고 있던 힘이 약해져서 땅거죽 이 내려앉는 '지반 침하' 현상이 일어나게 된다.

강은 생명의 젖줄

3) 강 여행

• 비는 땅을 적시고, 식히고, 얼마만큼은 땅 속으로 스며들게 된다.

땅속에 스며든 물은 식물의 뿌리를 통해 빨려 들어가거나, 더 깊 은 곳으로 내려가 지하수가 되게 된다.

• 땅 속으로 스며든 물이 산비탈 곳곳에서 솟아 나와 서로 모여 작 은 샘을 만들고 샘에서 넘쳐흐르는 물이 점점 모여서 작은 개울 을 이루고 강이 만들어지게 된다.

• 강물은 상류의 골짜기를 깎아 내리고 돌이나 흙 모래를 섞어 나 르고 비가 내리면 물이 불어나 흐름이 빨라지게 된다.

• 세찬 물살은 제법 큰 돌들도 실어 나를 수 있게 된다. 이윽고 평 지에 다다르게 되면 강물은 흐름이 느려져 지금 까지 운반해온 돌이나 모래를 더 이상 운반할 수 없게 되어 하류에 두고 떠나게 되는 것이다.

• 강물은 돌이나 흙, 모래뿐만 아니라 여러 가지 영양분도 실어 나 르기 때문에 평야의 흙은 기름진 것이다.

강은 생명의 젖줄

3) 강 여행

• 그 때문에 하류의 평야에는 옛날부터 농업이 성하고 사람들도 많이 모여 살고 있는 것이다.

• 강물은 농업용수뿐만 아니라 식수로도 이용되어 왔고, 수상교통 에도 중요한 역할을 해 왔다.

• 더 나아가 문명이 발달한 오늘날에는 제품을 만드는 공업용 물, 전기를 일으키는 발전용 물, 그리고 강물을 이용한 취미생활이 나 운동 등에도 널리 이용되어, 강물의 소중함은 점점 더 커지고 있는 것이다.

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바다는 지구의 커다란 물 웅덩이

4) 바다 여행

• 강을 따라 하구에 이른 강물은 물의 고향인 바다로 흘러 들게 된 다. 바다는 지구의 커다란 물웅덩이라고 할 수 있는 것이다.

• 지구는 물이 아주 넉넉한 별인 것이다. 그렇지만 그 물의 대부분 은 바닷물인 것이다.

• 이 바닷물이 온통 다 증발되어 바닥을 드러내기까지에는 4천3백 년이 걸리는데

• 거꾸로 대기 중의 수증기가 모두 비로 내리는 데에는 약 2주일 이 걸리게 된다.

• 이렇듯 많은 물이 태양열을 받아 수증기가 되고 구름이 되어 비 와 눈으로 내리지만 지구에 있는 물의 전체 양은 변함이 없게 되 는 것이다.

• 단지, 모습을 바꿔 지하수로, 강물로, 바닷물로 변해 여행을 하고 있을 뿐이라고 할 수 있다.

• 이 바닷물도 제자리에서 마냥 출렁거리고 있는 것 같지만, 가만 히 한 곳에 머물러 있지는 않는다.

바다는 지구의 커다란 물 웅덩이

4) 바다 여행

• 땅위의 개천이나 강처럼 바닷물도 늘 한 방향으로 흐르는 길이 정해져 있는 것이다.

• 적도 부근에서 데워진 따뜻한 바닷물과 북극이나 남극의 차가운 바닷물이 소용돌이치기도 하면서 돌고 있는 것이다.

• 지구가 계속해서 돌고 있기 때문에 적도 언저리에는 언제나 서 쪽으로만 부는 바람이 있게 된다.

• 이 바람과 바닷물의 온도차이등으로 말미암아 바닷물이 흐르게 되는데 이러한 바닷물의 흐름을 해류라고 하는 것이다.

• 먼 옛날 태초의 생명체가 탄생한 곳은 바다였으며, 지금도 바다 에는 생물의 보고라 불릴 만큼 많은 생물들이 살고 있었다.

물은 생명의 근원

(5) 생물의 몸 속 여행

• 모든 생명의 원천은 물인 것이다. 생물들이 어느 곳에서 살든지 물이 없으면 더 이상 살아 갈 수 없게 된다.

• 생물은 살기 위해 거의 일정한 양의 물을 몸 안에 지녀야 한다.

• 그러나 많은 동물은 주변 환경에 적응을 잘해 물이 적은 사막에 사는 캥거루 쥐는 최소한의 물로도 살 수 있고,

• 완두콩의 바구미는 거의 물을 필요로 하지 않고 살수 있으며, 해 파리와 같이 물 속에 잠겨있지 않으면 안 되는 것도 있다.

• 이처럼 모든 생물은 생명을 유지하는데 물을 반드시 필요로 하 지만 그 함유량은 생물에 따라 다양하게 된다.

• 사람의 몸 속에 있는 대부분의 물은 잠시도 쉼 없이 돌아다니고 있으며 몇 번이고 되풀이하여 사용되고 있다.

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• 그러나 하루에 약 2.75l의 물은 땀(0.5l) 이나 배설물(1.75l)로 빠 져나가고 숨쉴 때(0.5l)도 습기를 머금은 공기를 통해 달아나므 로 계속해서 그만큼 채워주어야 한다.

적응력

 충남 청양군 구봉광산(1967)

 삼풍백화정(1995)

 오스트리아의 안트레아 마하베츠(1979)

 수면상태 유지시 신진대사가 줄어듬.

 단식시 지방을 분해하면서 0.25/L의 물이 생성됨.

 단식시 0.4/L의 물이 몸의 외부로 배출됨.

섭 취 량 (㎖/일) 배 출 량 (㎖/일)

음식물 1,000 음용수 1,500

산화 250

뇨 1,400 땀 500 변 350 호흡기 500

계 2,750 계 2,750

인체의 물수지(1일 생리적 필요량)

[출처]물과 다이어트 1편 - [물과 인체]

3.4 물의 바다: 해양

 해양은 전체지구 표면의 약 71%를 차지하고 있으며 육지는 29%를 차지하고 있다.

- 해양과 대륙의 비율은 약 3:2이며

- 남반구에서는 약 4:1로 남반구에 주로 해양이 분포되어 있다.

- 육지의 평균 높이는 약 840 m 이고 - 해양의 평균 깊이는 약 3,800 m 이며

- 지구천체의 평균 높이는 해수면 아래 2,440 m이다.

 세계의 바다는

- 태평양이 전 해양 표면적의 46%를, 대서양이 23%, 인도양이 20%, - 그리고 외해와 해협으로 연결된 지중해, 북극해, 홍해, 흑해 등으로

구성되어 있다.

3.4 물의 바다: 해양

1) 해저지형

- 해저지형은 크게 육지에 가까운 대륙 주변부와 - 수심이 깊은 심해저 지형으로 구분.

3.4 물의 바다: 해양

1) 해저지형

(1) 대륙주변부

육지에 가까운 부분으로 대륙붕과 대륙사면 그리고 대륙대가 발달.

 대륙붕

- 육지와 바로 연결되어 경사가 완만한 지형이고 평균수심이 200 m이내 인 지형이다.

- 해수면의 상승이나 육지의 침강, 파도의 침식작용으로 형성된다.

- 대륙붕에는 다양한 해양생물이 모여 살고 있으며, 석유, 천연가스 등 천연자원이 풍부하다.

- 얕은 수심으로 인해 빙하기 시기에는 육지로 드러나 있었던 지역이다.

- 우리나라의 서해와 남해에 발달되어 있다.

3.4 물의 바다: 해양

2) 심해저 지형

 평정해산

- 일명 기요라고 하는 지형으로 해산 중에서 정상부분이 평탄한 지형이다.

- 과거에는 해수면 위로 노출되어 해산의 정상부분이 평평하게 침식된 후, 다시 침강한 지형이다.

 해령과 해구

- 해령: 심해저 평원에 발달한 높이 2,000∼ 4,000m 이고, 길이가 수천 km 정도인 해저 산맥으로 전 해양에 걸쳐 연속적으로 길게 분포한다.

- 해구: 대륙주변부와 심해저 지형사이에 발달한 수심이 6,000m 이상인 좁 고 깊은 골짜기 이며 주로 태평양 주변에 잘 발달하고 있다.

3.4 물의 바다: 해양

2) 해수

(1) 해수의 구성성분

- 바닷물은 바다나 대양의 물을 말한다. 해수(海水)라고도 한다.

- 평균적으로 전 세계 바닷물의 염도는 약 35‰이다.

성분 함유량 (mol/kg)

H

O

Cl- 0.546

Na+ 0.469

Mg2+ 0.0528

SO42- 0.0282

Ca2+ 0.0103

K+ 0.0102

C

Br- 0.000844

B

Sr2+ 0.000091

F- 0.000068

2) 해수

 염분

- 전반적인 바닷물의 염도가 31‰에서 38‰ 사이이지만 전 세계의 바닷 물의 염도가 고르다는 뜻은 아니다.

- 전 세계 해수의 평균 염분의 농도는 약 35‰이다.

- 강구에서나 녹는 빙하 가까이에서 흘러나온 민물과 섞이는 곳에서 바 닷물은 실질적으로 염도가 떨어질 수 있다.

 우리나라 해수의 염분

- 우리나라 근해의 평균염분은 약 33‰이다.

- 또한 염분은 계절과 장소에 따라 다르게 나타난다.

- 우리나라의 경우 강수량이 많은 여름철이 겨울철에 비해 염분이 낮게 나타난다.

- 하천수의 유입이 많은 서해의 염분이 가장 낮고,

- 고온 고염분읜 쿠로시오해류의 영향으로 인하여 남해의 염분이 가장 높게 나타나고 있다.

2) 해수

 온도

- 바닷물의 온도는 인간 생활과 매우 밀접한 관계를 갖고 있다.

- 일반적으로 심해의 수온은 1∼2℃ 정도로서 저온을 나타내지만, 홍해 에서는 50℃를 넘는 이상 고온인 저층수(底層水)가 국부적으로 분포하고 있는데 이것은 지열의 영향에 의한 것으로 간주되고 있다.

2) 해수

 수온의 수직분포

- 바닷물의 온도는 해수 깊이 에 따라 다르게 나타나는데, - 이는 수심이 깊어질수록 도

달하는 태양 복사 에너지량 이 줄어들어 해수의 온도는 낮아지게 된다.

- 깊이에 따른 수온의 변화에 따라 혼합층, 수온약층, 심해층 으로 구분한다.

2) 해수

① 혼합층: 태양복사에너지를 흡수하여 가열된 후 바람에 의한 혼합작용 으로 해수가 섞여 깊이에 따라 수온이 거의 일정한 층이며, 혼합층의 두 께는 장소와 계절에 따라 달라지고 바람이 강할수록 두껍게 나타난다.

② 수온약층: 혼합층 아래에 위치하며, 깊이에 따라 수온이 급격히 낮아 지는 층이다. 매우 안정하여 대류가 일어나지 않으며 혼합층과 심해층 사이의 물질과 에너지 의 교환을 차단하고 있다.

③ 심해층: 수온약층의 아래에 위치하고 있으며 표면과 열교환이 이루어 지지 않아 수온이 낮고 깊이에 따라 수온변화가 거의 없는 층이다. 따라 서, 연중수온변화가 거의 생기지 않는다.

2) 해수

(2) 해양 심층수

- 해양심층수(海洋深層水)는 수심 200미터 아래의 깊은 바다에 있는 물을 말하며

- 표층에 있는 바닷물과는 다른 성질을 가지고 있으며 줄여서 심층수라고 도 한다.

- 해양심층수는 지구상의 가장 깨끗한 식수원이기에 일본에서는 식음료 등 관련 상품이 큰 시장을 형성하고 있다.

- 세계 각국에서는 해양심층수 연구에 박차를 가하고 있는 실정이며 우리 나라에서도 정부 차원에서 많은 투자를 하고 있다.