【해저 탐사】타이타닉호 침몰 후 해양 탐사 기술의 발전 … 바닷속에 들어가지 않아도 소리와 인공위성으로 해저 지형을 조사할 수 있습니다!

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  • [해저탐사] 타이타닉 침몰 후 본격화 … 빙산 · 유전의 구석구석을 살펴봅시다!

1912년 4월 10일 영국 사우샘프턴을 떠나 미국 뉴욕으로 향하던 여객선 타이타닉호가 빙산과 충돌해 가라앉고 말았습니다. 북대서양을 가로지르는 최대 여객선이었던 타이타닉호에는 2223명이 타고 있었지만 이 사고로 많은 사람이 사망하고 706명만 구조됐습니다.

이 사고로 미국에서는 선박에 무선통신 설비와 보조전력을 설치하기로 하고 북대서양에 있는 빙하를 추적하기로 했습니다. 무엇보다 흥미로운 것은 이 사고 때문에 해양탐사기법이 발전했다는 점입니다.

잠수함을 탐지해 어업에 사용되기도 했고, 당시 캐나다의 발명가 레지날드 페셴던(1866~1932)은 소리가 반사돼 돌아오는 메아리를 이용해 빙산의 위치를 알아내는 방법을 연구하기도 했습니다. 그는 1900년 라디오로 음성을 전송한 데 이어 1906년 대서양을 사이에 두고 미국과 유럽 간 쌍방향 무선전신에 성공했습니다 그러고 나서 타이타닉호 침몰 소식을 들었어요. 그는 1914년 수중음파탐지기 “소나(SONAR·Sound Navigation And Ranging)”라는 장치를 발명하게 됩니다. 소나의 작동원리는 간단합니다. 종을 바닷속에 넣고 소리를 내면 음파가 사방으로 퍼집니다. 만약 빙하가 있으면 퍼진 종소리는 빙하에 부딪혀 되돌아옵니다. 그러면 수중 마이크가 소리를 감지하여 빙하의 위치를 알려 주는 것이군요. 소나기 덕분에 북대서양을 지나는 배는 어두운 밤이나 안개 속에서도 빙하를 피할 확률이 높아졌습니다.

그런데 쏘나타 성능에 관심을 가진 사람들은 또 있었습니다. 군대였습니다. 소나를 쓰면 적군의 잠수함을 찾을 수 있었군요. 음파가 장애물에 부딪혀 되돌아오는 원리를 이용해 해저지형을 살핀 뒤 아군 잠수함을 바다 뒤에 숨길 수도 있었습니다. 소나는 물고기를 잡는 데도 이용할 수 있어요. 50개월의 음파를 사용하면 물고기 떼가 어디에 있고 큰 물고기가 몇 마리 있는지도 알 수 있습니다. 그보다 높은 주파수를 사용하면 물고기떼 전체를 파악하기 어렵고 낮은 주파수를 쓰면 산맥 같은 큰 규모만 파악할 수 있다고 합니다. 이와 같이 어업에 사용되는 것을 ‘어군탐지기’라고 합니다. 또한 소와 탐지기는 해저 석유가 매장되어 있는 해저 유전을 찾는 데도 사용됩니다. 「석유」나 「천연가스」가 매장되어 있는 지역은, 특유의 「배사(산봉우리와 같이 부풀어 오른 부분)」구조를 하고 있습니다. 이 모양을 음파로 찾는거죠.

소나 탐지기 발달과정 ‘소나 탐지기 발달단계를 좀 더 자세히 살펴봅시다.”

1920년에는 본격적으로 바다의 깊이를 측정하기 위해 음향측심기가 개발되었습니다. 백생동이가 처음 만든 장비는 소리가 사방으로 퍼져나갔는데 음향측심기는 정지된 배에서 바다 밑으로 소리를 보내 되돌아오는 시간을 측정하여 그 지점의 깊이를 알아냈습니다. 속도는 거리를 시간으로 나눈 값이므로 소리가 돌아오는 시간만 정확하게 측정하면 바다의 깊이를 알 수 있습니다.

물속에서 소리의 속도는 얼마나 될까요? 과학자들은 이미 1827년에 물속에서 소리가 전달되는 속도를 발견했습니다. 물속에서 소리의 속도는 초당 14801590m이며 염분, 수온, 수압에 따라 조금씩 다릅니다. 공기 중에 퍼지는 소리의 속도(약 340)보다 5배 빠른 것입니다.

1970년대 과학자들은 더욱 발전된 정밀음향측심기를 만들었습니다. 배를 한 곳에 세운 뒤 그 깊이를 재고 조금 더 가서 멈춰서 깊이를 재는 일을 반복해야 했습니다. 그러나 정밀한 측정을 위해 측정간격을 좁히면 너무 시간이 걸리고, 그렇다고 간격을 넓혀서 측정하면 정밀한 해저지도를 그릴 수 없다는 단점이 있지요. 과학자들은 이런 점을 보완해 배가 움직이면서 바다의 깊이를 연속으로 재는 기계를 만들었습니다.

1980년대에는 음향측심기 120개를 빗자루처럼 펼치고 바닥을 훑으며 바다 깊이를 측정하는 사운드 빔을 개발했습니다. 이 장치는 컴퓨터와 연결되어 보다 정확한 해저 지도를 만들 수 있게 되었습니다.

해수면의 높낮이와 해저 지형의 해변에서 수평선을 보면 평평하게 보입니다. 하지만 바다 표면은 보기와 달리 평평하지가 않아요. 바람, 조석, 해류, 지역마다 다른 중력치 때문에 해수면에도 굴곡이 있습니다. 더 놀라운 것은 해면의 굴곡과 해저 지형 사이에 깊은 관계가 있다는 점입니다. 즉, 해수면이 위에 우뚝 솟은 곳은 해저에도 우뚝 솟은 산이 있고, 해수면이 낮은 곳은 해저에 계곡이 있다는 것입니다.

그래서 과학자들은 해저가 아닌 해수면을 정밀하게 측정해서 해저 지형을 파악하는 방법을 고안해냈죠. 인공위성을 이용하는 겁니다. 1980년 미국에서 발사된 인공위성 시샛(Seasat)이 세계 최초로 해수면 높이를 측정했습니다 그 후에도 인공위성이 몇 개의 해수면 높이를 측정하고 이를 바탕으로 해저 지형을 알게 되었습니다. 자, 그러면 수심이 1000m 깊어지면 해수면이 평균 4m 정도 낮아진다.

이런 방식으로 과학자들은 해저에도 육지처럼 산 화산 계곡 평야가 있고 대서양을 남북으로 가로지르는 해저산맥이 있다.는 사실을 알았습니다. 대서양과 대륙이 만나는 부분에는 큰 지진이나 화산활동은 없지만 얕은 바다에 퇴적물이 쌓여서 두꺼운 퇴적층이 발달했어요. 그래서 우리는 바닷속으로 들어가지 않고 소리와 인공위성을 이용해 해저지형을 알아냈다는 것이지요.

해수면 높이를 측정하는 위성 1992년 발사된 ‘토펙스 포세이돈’ 위성, 2016년 발사된 3개의 ‘제이슨’ 위성, 2020년 발사된 ‘센티넬 6호’는 해수면을 감시하는 5대 위성입니다. 해양위성은 지금 해수면의 높이를 측정하는 대신 기후변화를 감시하는 임무를 맡고 있습니다. 해수면이 상승하는 이유는 극지방 빙하가 녹거나 바닷물의 온도가 높아져 부피가 커지기 때문입니다. 모두 기후 변화 때문에 생기는 일입니다. 위성이 해수면을 감시한 1993년 이후, 「해수면은 매년 평균 3.2밀리씩 상승하고 있다.」

[CHNews Teacher]Release Date & Time : 2022.04.26 / 03:30 ★ 신문 IN 스크랩 이미지 & 문장 자료 ★

※ 출처 : http://newsteacher.chosun.com/site/data/html_dir/2022/04/25/2022042502271.html ※ HopAway’s Newspaper IN Clipings_feat.chosunnew steacher (#해저탐사)

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