[과학을읽다]바닷물은 왜 짤까?

바닷물은 왜 짠 것일까요? 별도로 소금이 생산되는 것일까요 [사진=유튜브 화면캡처]

[아시아경제 김종화 기자]지구는 물이 부족한 별입니다. 물이 없는 다른 별에 비해서는 나은 편이지만 그래도 넉넉하지는 않은 형편입니다. 지구 표면의 70% 이상이 물로 뒤덮여 있고, 빙하까지 합치면 지구 표면의 80%가 물에 둘러싸인 셈인데 왜 물이 부족하냐구요?

인간을 비롯한 생명체들이 먹을 수 있는 물은 담수입니다. 짠 바닷물은 먹을 수가 없기 때문이지요. 지구의 담수 비율은 2% 정도에 불과합니다. 그나마 고산지대의 빙하로 존재해서 육지와 하천, 호수 등에 있는 양은 1%도 채 안됩니다. 이 1% 중에서도 먹을 수 있는 물의 양은 극히 일부입니다.

사람이 바닷물을 먹으면 안되는 이유는 탈수현상 때문입니다. 인체는 늘 같은 염류농도를 유지해야 합니다. 인체 세포액 속의 염류농도는 0.9% 정도인데, 바닷물의 염류농도는 3%나 됩니다. 수분은 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동하는 성질이 있습니다. 그래서 바닷물을 마시면, 인체 세포 속의 수분이 빠져나가 탈수현상을 겪게 되는 것입니다.

난파선이 표류하는 영화에서는 물이 바닥나 목이 마르다고 바닷물을 마신 선원이 사망하는 장면이 나오기도 하는데, 바로 이런 이유 때문입니다. 실제 바닷물 1ℓ를 희석하기 위해서는 담수 1.5ℓ가 필요하다고 합니다. 바닷물 한 컵을 마셨다면 최소 한 컵 반은 마셔야 탈수현상을 막을 수 있다는 말입니다.

그렇다면, 바닷물은 왜 짠 것일까요? 바닷물에는 소금 등 다양한 물질들이 녹아 있습니다. 이 물질들을 염류라고 합니다. 바닷물에 녹아있는 여러 가지 무기물들을 염류라고 하는데, 보통 바닷물 1㎏ 속에는 35g의 염류가 녹아 있다고 합니다. 이 정도면 사람의 입맛으로 느끼기에는 그다지 짠 편이 아니라고 할 수 있습니다.

한국인이 간할 때 사용하는 간장의 경우 물 1㎏에 300g의 소금을 사용하니까 간장에 비해서는 염분이 낮은 편입니다. 염분은 1㎏의 바닷물 속 녹아있는 염류의 양을 g으로 나타낸 양인데 백분율(%)이 아닌 천분율(‰, 퍼밀)로 나타냅니다. 그래서 바닷물의 염분은 35‰이라고 표기할 수 있습니다.

보통 바다보다 염분이 높아 구명조끼 없이도 몸이 둥둥 뜨는 체험을 하고 있는 관광객들. [사진=유튜브 화면캡처]

바닷물에 녹아잇는 무기물질 전체의 양을 염류라고 하는데 이 염류 중 가장 많은 물질이 염화나트륨(NaCl)입니다. 보통 소금이라고 하지요. 염화나트륨 다음으로 바닷물에 많이 든 염류는 염화마그네슘입니다. 이 성분 때문에 바닷물은 짠맛과 함께 쓴맛도 느껴지는 것입니다.

염류는 어떻게 생겼을까요? 과학자들은 냇물이나 강물이 바다로 흐르면서 염분을 포함하고 있는 육지의 암석이 오랜 세월 동안 녹아서 바다로 흘러 들어갔고, 바닷속 해저의 화산폭발로 분출된 많은 물질들과 화합해 염분이 형성됐다고 보고 있습니다.

바닷속의 물질들은 어떻게 화합하느냐고요? 물속의 다양한 화합물은 양이온과 음이온으로 구분됩니다. 염화나트륨만 하더라도 양이온인 나트륨(Na+)과 음이온인 염소(Cl-)로 이뤄져 있습니다. 나트륨(Na+)과 칼슘(Ca++), 칼륨(K+) 등의 양이온은 암석에서 물에 녹아 흘러 들어오고, 염소나 황산 등의 음이온은 해저 화산에서 나온다고 합니다.

요르단과 이스라엘 사이에 위치한 호수인 '사해'의 염분은 300‰ 정도인데 이는 한국의 간장과 같은 염분입니다. 간장 바다라고 해도 과언이 아닙니다. 반면, 북유럽의 발트해는 싱거운 바다입니다. 염도가 6~8‰로 보통 바다 35‰에 비해 아주 낮기 때문입니다.

그래서 발트해의 바닷물을 마시면 보통 바닷물과 달리 탈수현상이 나타나지 않는다고 합니다. 오히려 수분이 보충된다고 하네요. 난파선을 타고 표류하는 장소가 마침 발트해라면 생존확률이 비교적 올라가지 않을까요?

한국을 둘러싼 바다는 전세계 바다에 비해 염분이 낮은 편인데 서해가 동해보다 염분이 더 낮습니다. 서해는 중국의 많은 하천에서 물이 공급되기 때문이라고 합니다. 또 한국은 강수량의 50%가 여름에 집중돼 여름철의 염분이 겨울철보다 낮다고 합니다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr