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작성일 : 21-07-26 17:24

[스트레이트 기획 - 독도의 신비] ② 세계적인 대양섬 ‘독도 평정해산’ 탄생

글쓴이 : 관리자

https://www.straightnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=110906 [8285]

자연사·지형학·해양물리학·생태학적 가치 '엄청'
메탄 하이드레이트 등 특별한 해양 보고 '가득'
독도 해양생태계 생물종 다양하고 풍부
UNESCO '세계자연유산' 등재 '당면과제'

일본의 독도 도발이 그칠 줄 모른다. 시마네현은 매년 2월 22일 ‘다케시마의 날’ 행사를 연다. 2013년부터 차관급 인사가 파견되고 있다. 도쿄올림픽조직위(JOC)는 홈페이지와 성화봉송 지도에 다케시마를 올려놓았다. 독도가 일본 땅이라는 것이다. 우리 군이 영토 방어 목적으로 매년 실시하는 독도방어훈련을 비난하며, 잠정 합의된 G7 정상회의 한일 약식회담을 일방적으로 회피하기도 했다. 자위대는 ‘자유롭고 열린 인도태평양(FOIP)’ 구상을 홍보하는 동영상에 ‘다케시마 영토분쟁(territorial disputes)’이라고 명기해 우리의 주권을 부정했다. 독도, 그 속살로 들어가 보면 일본이 탐낼 만한 보물이 가득하다. 왜 이렇게 독도에 집착하는지 알 만하다. 마침 경상북도 울릉군이 보물 가득한 독도와 울릉도를 유네스코(UNESCO) '세계자연유산'에 등재하기 위한 타당성조사를 실시 중이다. 스트레이트뉴스는 창간 9주년을 맞아 독도를 중심으로 펼쳐지는 국제정세 변화와 독도의 주권, 그리고 독도가 품고 있는 세계적인 보물들을 탐사하는 특집을 마련했다.<편집자주>

<글 싣는 차례>
① “독도는 일본 땅”, 파렴치 극한 치닫는 日

② 세계적인 대양섬 ‘독도 평정해산’ 탄생 비밀

③ 세계 유일한 기후변화 연구 지표해역, 동해

④ 국제정세 변화와 한일의 독도 정책 전망

⑤ 독도의 높은 생물다양성과 지리적 고유도

⑥ 독도의 사계, 살아 숨 쉬는 생태계의 보고

⑦ 그 많던 독도강치(바다사자)는 누가 다 먹었나?

⑧ 생명의 선물, 탄산염 퇴적물과 메탄 하이드레이트

⑨ 기후변화와 해양온난화에 의한 해양체제변환

⑩ 독도 유네스코 세계자연유산 등재 가능할까?

[스트레이트뉴스=김태현 선임기자] “독도는 해양생물들에게 엄청난 생명의 희망 그 자체입니다.”

포항 소재 국립독도수산연구센터에서 ‘기후변화에 따른 해양생물 서식지 변화’를 연구 중인 윤석진 박사의 독도에 대한 가치 평가다.

독도는 우리가 생각해 왔던 것보다 훨씬 엄청난 자연사적, 지형학적, 해양물리학적, 생태학적 가치를 품고 있는 세계적인 대양섬이라는 게 스트레이트뉴스가 창간 9주년을 맞아 올해 2월부터 약 4개월에 걸쳐 집중 탐사한 취재의 결론이다.

세계적으로 드문 평정화산(guyot)인 독도의 바다 속에는 마린 스노우(marine snow)라 불리는 눈이 내린다. 중형급 태풍과 맞먹는 소용돌이가 휘몰아치면서 극전선대가 형성되면, 온갖 해양생물들의 잔치가 벌어진다. 그 신비로운 속살로 들어가 보자.

신비 가득한 독도 탄생

약 2,300만 년 전, 한반도 북동부에서 화산활동이 시작됐고, 500만 년 후 일본이 떨어져 나가기 시작했다. 그 공간으로 해수가 유입되면서 동해가 만들어졌다.

지금의 동해 모습은 약 1,500만 년 전 일본열도가 급격히 회전하면서 갖춰졌다. 이후 약 1,000만 년 전, 동해 해저지각 아래쪽에서 현무암질 마그마가 지각을 뚫고 분출하기 시작했다.

▲동해의 해저지형(화산섬과 해산, 지형적 고지대, 퇴적분지)(국립해양조사원KHOA) ⓒ스트레이트뉴스

동쪽부터 이사부해산, 심흥택해산, 독도해산, 안용복해산, 울릉해산 등 해저화산이 만들어졌다. 그동안 우리 민족은 독도가 가진 가치를 ‘한반도의 막내’라는 애칭으로 표현해 왔지만, 생성 시기로 보면 한반도의 막내는 독도가 아니라 울릉도이다.

독도는 460만 년 전 수심 2,000m 해저에서 솟구친 용암이 굳으면서 기초가 다져지기 시작했다. 용암 분출은 계속됐고, 신생대 제4기에 해당하는 약 250만 년 전쯤 비로소 수면 위로 모습을 드러냈다.

용암이 대규모로 분출되면서 독도 칼데라(Dokdo Caldera), 즉 분화구가 형성됐고, 화산 쇄설물 등 입자들이 쌓이면서 독도 화산체가 형성됐다.

용암 분출이 끝난 후, 독도 분화구의 규모는 긴 쪽이 약 2.5km, 짧은 쪽이 약 1.5km 정도였다. 이처럼 용암이 바다 위에서 굳어 섬이 형성된 경우는 세계적으로 드물다.

▲독도(서도, 동도)와 주변의 이사부해산, 심흥택해산, 안용복해산, 울릉도. 독도는 해수면 위 화산체가 만들어진 후 파랑과 침식, 자연붕괴 등으로 인해 형성된 평정해산이다. ⓒ스트레이트뉴스

탄생 당시 독도는 지금의 울릉도만큼 큰 섬이었다. 그러나 독도를 형성한 지질의 물성은 약했다. 화산재와 암석 조각이 주성분인 응회암, 화산각력암 등으로 이루어져 있었기 때문이다. 물성이 약한 독도는 동해의 강한 파도에 끊임없이 깎여나갔다.

또한 해수면이 지금보다 100~150m 정도 낮았던 빙하기 동안, 수면 위 화산체 능선 대부분이 파랑과 침식, 자연붕괴 등으로 내려앉았다. 이후 해수면이 다시 상승했고, 해저로부터 높이 솟은 수중 화산 중 수심 약 200m 아래가 편평한 탁상지(tablemount), 즉 평정해산(guyot)이 완성됐다.

현재 우리가 보는 독도는 동도와 서도로 나뉘어 있다. 동도와 서도는 울릉도만큼이나 거대했던 독도가 부단한 풍화와 침식에 견디다 못해 마지막으로 남겨 놓은 분화구의 흔적이다.

독도 바다 밑은 어떻게 생겼나?

독도의 자연사적 가치는 육상보다 바다에 있다. 그러나 지금까지 독도 바다에 대해서는 잘 알려지지 않았다. 독도 바다는 가치의 보물창고이다. 보물섬 독도의 바다 밑 지형은 어떨까?

독도 주변 해역은 일단 깊다. 수심이 2,000m에 이른다. 섬을 중심으로 반경 5~30km까지는 수심 200m 안팎의 지형이 발달해 있다. 수심 300m까지 조금 더 나아가면 매우 다양한 풍경이 펼쳐진다.

이후 수심 2,000m에 이르는 심해역으로 이어지는 급경사 지형이 발달해 있다. 암반과 연안, 심해를 포괄하는 광역 해양 환경의 특성을 보이는 것이다.

▲울릉도‧독도 국제초청 수중 사진전 입상작(한국해양과학기술원KIOST) ⓒ스트레이트뉴스

독도의 조간대(밀물 때 해수면과 썰물 때 해수면 사이 공간) 및 조하대(조간대 아래)에는 암반과 대형 암석 등 돌출 지형이 발달해 있다.

조간대는 일부 지역을 제외하면 대부분 경사가 급하다. 조하대 역시 수직에 가까운 급경사를 보이다가 수심 약 15~20m에 이르면 경사가 매우 완만해지면서 대륙붕처럼 평평한 대지가 나타난다. 평정해산의 고유한 특징이다.

특히 수심이 10m 이내인 동도와 서도 사이 물길에는 기저 암반과 대형 암석, 수중 돌출암 등이 불규칙하게 흩어져 있다. 암반과 암석 사이에는 옅은 검은색 사질이 4~10m 수심대에 발달해 있고, 그 사이에 물살이 수천 년 동안 조각해 놓은 자갈과 모래들이 깔려 있다.

▲독도의 겨울(동도와 서도 사이 물길)(국립독도수산연구센터) ⓒ스트레이트뉴스

20m 이하 수심대 해저는 중성 내지 염기성의 점성이 적은 ‘조면암질 집괴암과 응회암’으로 이루어져 있다. 수심 30m 이하 조하대 바닥에는 모래와 자갈, 조개 부스러기, 진흙, 펄 등이 섞여 있다.

또한 동도와 서도 주변 해저에는 독도화산 분출 후기에 생성된 화산수평맥과 지름이 약 150~260m 정도 되는 소형 분화구 3개가 있다. 이 분화구들은 제주도의 기생화산인 오름(Oreum, volcanic cone)과 유사한 형태 및 기원을 가지고 있다.

수심 40m 부근부터는 해중설(marine snow)이 증가한다. 해중설이란 다양한 플랑크톤 사체가 눈처럼 천천히 침전하는 현상을 말한다.

수심 180~190m 해저면에는 높이가 1~2m가량 되는 암석들이 산재해 있다. 독도 화산체가 파랑과 침식, 자연붕괴 등으로 오랜 시간 동안 내려앉은 것들이다.

수심 300m 이하에는 진흙과 굵은 모래가 섞인 니사질 해저가 펼쳐져 있는데, 그 사이 군데군데 작은 돌 조각이 흩어져 있다.

▲독도 연안 약 40m 수심대부터 관찰되는 해중설(marine snow). 해중설은 표층의 다양한 플랑크톤 사체가 눈처럼 천천히 침전하는 현상을 말한다. 그 자체로 생명력 넘치는 바다임을 입증한다. ⓒ스트레이트뉴스

신생대 제4기 플라이스토세 빙하기(Quaternary Ice Age) 동안, 해수면은 지금보다 100~150m가량 낮았다. 그 기간 동안 대부분의 바다에서는 순환, 즉 흐름이 멈추거나 매우 느려졌다. 그러나 동해는 해수 순환이 완전히 멈추지 않은 거대한 호수였고, 독도 해역 역시 빙하로 덮이지 않았다.

간빙기가 시작된 약 1만 년 전을 전후해 해수 순환에 큰 변화가 있었는데, 해양학자들은 이때 독도 해역의 생물학적 다양성이 크게 높아졌던 것으로 추정한다. 크게 높아진 생물학적 다양성은 현재 독도가 품고 있는 탄산염 퇴적물, 메탄 하이드레이트 등 매우 특별한 해양 보물의 기원이 되었다.

독도 해양생태계의 높은 생물종 다양성

섬은 해양생물의 지리적 전파에 매우 중요하다. 징검다리 역할을 하기 때문이다. 독도 해양생태계가 특별한 이유는 터줏대감인 온대성 해양생물뿐 아니라 한대성 해양생물과 열대‧아열대성 해양생물이 한 공간에서 살아간다는 것이다.

러시아 캄차카반도(Kamchatka Peninsular)와 블라디보스톡 등 차가운 바다에서 사는 한대성 해양생물들은 북한한류(North Korea Cold Current)를 타고 독도 해역으로 내려온다. 동남아시아나 동중국해 등 따뜻한 바다에서 사는 열대‧아열대성 해양생물들은 쿠로시오해류(Kuroshio Current)를 타고 올라온다.

해양생물들에게 독도는 어떤 존재일까? 국립독도수산연구센터 윤석진 박사는 독도를 ‘생명의 섬’, ‘오아시스’라고 단언한다.

“기후변화는 해양생물들에게도 큰 영향을 미칩니다. 우리나라 해양기후변화의 출발지는 이어도, 제주도인데, 바다가 따뜻해지면서 어류들이 해류를 타고 북상합니다. 정착할 곳이 필요하겠죠. 그런데 동해 연안에는 정착할 곳이 없습니다. 용케 어딘가에 잠시 정착한다 해도 냉수대가 수시로 올라오기 때문에 살아남지 못합니다. 그러나 독도가 있습니다. 독도는 동해 남부지역보다 위도가 더 높은데도 냉수대가 없고, 또 겨울에 남해보다 더 따뜻합니다. 망망대해 동해에 떠 있는 독도는 해양생물들에게 그야말로 생명의 섬, 오아시스나 다름없습니다.”

이처럼 온 바다에 사는 해양생물들이 모여들어 한 공간에서 살아가거나 회유하기 때문에 독도 해역의 종 다양성은 매우 높다. 생물상 변화도 지속적으로 이루어진다. 독도 해역의 생물종 다양성이 매우 높은 이유는 해양물리학에서 찾을 수 있다.

휘몰아치는 극전선대의 경이로운 풍경

독도 해양생태계에 직접적인 영향을 미치는 해류는 남쪽 쿠로시오해류에서 갈라져 나온 후 대한해협을 거쳐 동해 연안을 따라 북상하는 동한난류(East Korea Warm Current)와 북부 해역에서 생성된 후 남하하는 북한한류(North Korea Cold Current)이다.

▲동해로 유입되는 대마난류 지류 증 첫 번째 지류는 일본 연안을 따라, 두 번째 지류는 동해 외해를 따라 북상하고, 세 번째 지류는 동해안 연안을 따라 북상하다가 주문진, 삼척 연안에서 동쪽으로 방향을 틀어 울릉도와 독도 해역을 향해 진행한다. 북쪽에서는 연해주해류, 리만한류로 불리던 해류가 북한한류로 이름을 바꿔 남하한다.(국립해양조사원KHOA)ⓒ스트레이트뉴스

울릉도와 독도 사이에는 수심 2,000m를 훌쩍 넘어서는 한국해저간극(Korea Gap)이 존재한다. 동한난류는 동해 연안을 따라 북상하다가 주문진, 삼척 연안에서 정동쪽으로 방향을 튼 후 뱀처럼 구불거리며 울릉도, 독도를 향해 진행한다. 북부 해역에서는 북한 한류가 남하한다. 그리고 동해의 중층과 저층에는 고유 심층수가 흐르고 있다.

이처럼 다양한 수괴(water mass)는 울릉도와 독도를 잇는 가상의 선 북쪽 해역에서 만나 매우 강력하고 생산력 높은 극전선대(sub-polar front) 또는 조경수역을 형성한다.

극전선대의 영향으로 울릉도 남쪽 해역에서는 평균 직경 80~100km, 도달 수심 500m에 이르고 독도 해역까지 영향을 미치는 울릉 난수성 소용돌이(UWE: Ulleung Warm Eddy)가 발달한다. 이 소용돌이는 가을철인 9~11월에 평균 6개로 가장 많이 생성된다.

독도 남쪽 해역에서도 해저 지형의 영향으로 인해 때때로 반시계 방향으로 회전하는 독도 냉수성 소용돌이(DCE: Dokdo Cold Eddy)가 발달한다.

울릉 난수성 소용돌이는 해양학적으로 ‘중규모 소용돌이’에 해당한다. 열대성 저기압에 비유하자면, ‘중형급 태풍’ 또는 ‘중형급 허리케인’ 수준이다. 태풍이나 허리케인이 지구 대기 순환에 엄청난 부의 영향을 미치는 것처럼, 이 소용돌이 역시 독도 해역의 해수 순환 및 분포, 생물상에 변화를 일으키는 가장 중요한 요인 중 하나이다.

평상 시 독도 해역에는 수온 10℃가량의 해수가 100m 부근까지 분포해 있는데, 이 소용돌이가 발생하면 수온 10℃ 해수가 수심 300m 부근까지 내려간다. 수직혼합, 즉 먹이생물의 혼합이 그만큼 활발해지는 것이다.

▲평상 시 동해의 수온(왼쪽)과 울릉 난수성 소용돌이 발생 시 동해의 수온(오른쪽) 비교(Taburet et al., 2019). 울릉 난수성 소용돌이의 영향이 미치는 반경은 중형 태풍급이다. ⓒ스트레이트뉴스

독도 해역의 생태계는 이 극전선대의 세력과 소용돌이의 규모에 크게 영향을 받는다. 또한 섬 효과(Island Effect)로 인한 용승작용(upwelling)의 영향도 무시할 수 없다. 섬 효과란, 풍부한 영양염류를 지닌 채 흐르는 중층 및 저층 해수가 섬을 만나면서 사면을 타고 상승하는 효과를 말한다.

독도 인근 해역에서는 한류와 난류가 만나는 극전선대의 특성상, 표층의 먹이생물이 300m 수심대까지 하강하고, 풍부한 영양염류를 함유한 중‧저층수가 표층으로 유입된다.

영양염류는 식물플랑크톤 무리의 덩치를 키운다. 식물플랑크톤을 섭식하는 동물플랑크톤도 번성한다. 독도 해역에는 다양한 동물클랑크톤을 먹는 난류성 해양생물과 한류성 해양생물, 회유성 해양생물이 온대성 해양생물과 공존하고 있다.

독도 연안역의 경우, 지형 특성상 100m 이내 낮은 수심대라서 수온은 주로 기온에 따라 변한다. 겨울철에는 수직 혼합이 활발해 표층과 저층이 거의 동일한 수온, 염분 및 영양염 분포를 보인다.

봄철과 가을철에 식물플랑크톤이 번성한다. 특히 10m 이내 수심에 물살 빠른 해협이 150m가량 펼쳐져 있는 동도와 서도 사이는, 단단한 바닥에 부착해 살아가는 저서생물들에게는 최상의 서식지이다.

이처럼 독도 해역은 난류성 해양생물과 한류성 해양생물, 그리고 대양과 다른 많은 바다를 회유하다가 동해로 들어선 회유성 해양생물들이 안착할 수 있는 번식지이자, 잠시간 쉬어갈 수 있는 오아시스와 같은 곳이다.