[理知논술/교과서로 논술 잡기]과학영역

주제: 해양의 성질

[교과서 본문] III. 해류와 해수의 순환 (지구과학2 교과서) 해파와 조석

<조석 현상>

바닷가에 가 보면 바닷물이 육지 쪽으로 밀려오면서 해수면이 높아지는 밀물과, 바다 쪽으로 빠져 나가면서 해수면이 낮아지는 썰물 현상을 관찰할 수 있다. 이와 같은 밀물과 썰물에 의해 해수면이 주기적으로 오르내리는 현상을 조석이라고 하며, 조석과 더불어 일어나는 해수의 수평적인 흐름을 조류라고 한다.

조석 현상에 의해 해수면이 높아졌을 때를 만조, 해수면이 낮아졌을 때를 간조라고 하며, 만조와 간조 때의 해수면의 높이차를 조차라고 한다. 밀물과 썰물 현상은 매일 같은 시각에 일어나지 않지만 일정한 주기를 가지고 반복적으로 일어난다. 어느 지역이 만조가 되었다가 간조를 지나 다시 만조가 될 때까지 걸린 시간을 조석 주기라고 하며, 약 12시간 25분이다. 따라서 만조와 간조는 하루에 각각 하루에 2번 정도 일어나는데, 그 시간을 측정해 보면 매일 50분 정도 늦어진다.

[금성 출판사 지구과학2 발췌]

<보충설명>

기조력의 크기는 천체의 질량에 비례하고 지구와 천체 사이의 거리의 세제곱에 반비례한다. 태양은 달보다 질량이 크지만 거리가 멀기 때문에 태양에 의한 기조력은 달에 의한 기조력의 2분의 1 정도이다. 달에 의한 기조력은 달이 지구에 작용하는 만유인력과 지구와 달의 공통 질량 중심을 중심으로 도는 원운동에 의해서 생긴 원심력의 합력이다. 지구의 원운동에 의한 원심력은 지구상의 모든 지점에서 그 크기와 방향이 같다. 그러나 달의 만유인력은 거리에 따라 다르기 때문에 지구상의 지점마다 다르다. 따라서 달 쪽에 있는 해수는 원심력보다 달의 만유인력이 더 커서 달 쪽으로 부풀어 오르며, 달과 반대 방향에 있는 해수는 원심력이 달의 만유인력보다 더 커서 달의 반대편으로 부풀어 오르게 된다.

글 싣는 순서(과학)
번호	주제	분류
1	물질대사	생물
2	소음	물리
3	전해질과 이온	화학
4	지각변동	지학
5	순환과 배설	생물
6	힘과 운동	물리
7	산과 염기의 반응	화학
8	날씨의 변화	지학
9	인체와 건강	생물
10	일과 에너지	물리
11	반응 속도	화학
12	해양의 성질	지학
13	자극과 반응	생물
14	전기와 자기	물리
15	공기	화학
16	태양계	지학
17	생식	생물
18	파동과 입자	물리
19	금속의 부식	화학
20	우주	지학
21	생태계와 환경오염	생물
22	에너지의 사용	물리
23	우리 주변의 화합물	화학
24	지구환경의 변화	지학

[교과서 본문] VIII. 생명과학과 인간의 생활 (생물교과서) 환경오염과 자연 보존

<적조현상>

유기물을 이용하는 해수 속으로 인산염(P), 질산염(N)와 등의 영양염류가 과다하게 유입되면 인산염을 이용하여 핵산을 합성하고 질산염을 이용하여 단백질을 합성하여 해수중에 특정 조류(특히 붉은 색 계통의 chlorophyll을 가지고 있는 Cocholodinium catenatum 등)가 이상 증식하여 바닷물의 색깔이 빨간색으로 변하게 되는데 이를 적조현상(赤潮現象)이라 한다.

이때 해수의 온도가 21∼26도(주로 6월 중순에서 9월 하순)를 나타내면 식물플랑크톤이 대량 증식하여 바닷물의 색깔이 붉게 변하는 것을 말한다. 식물플랑크톤은 주변 환경이 좋아지면 빠른 속도로 분열하는데, 적조생물들이 가지고 있는 색소는 바닷물의 색깔을 변하게 만든다. 적조를 일으키는 생물은 편모조류나 규조류가 대부분이지만 유글레나류나 원생동물인 섬모충류가 원인이 되는 경우도 있다.

흔히 해수의 색깔이 붉게 변하게 될 때 적조(赤潮), 혹은 녹색으로 변하게 될 때 녹조(綠潮), 갈색으로 변하게 될 때 갈조(褐潮)라 부르며, 통칭 적조라 부르고 있다.

<녹조현상>

영양 염류의 과다로 호수에 녹조류가 대량으로 번식하여 물빛이 녹색으로 변하는 것을 녹조 현상이라고 한다.

녹조는 부영양화 된 담수에서 주로 발생한다. 9월 말경 강 하류에서는 남조류에 의한 녹조가 발생, 물이 진한 녹색을 띠게 된다. 또 미국의 동부 연안에서 바닷물 빛이 누렇게 변하는 갈조현상이 발생하는데, 원인은 오리오코코스라는 크기 2∼3μm의 편모조류. 이들이 대규모로 번식하면 바닷물의 투명도가 떨어진다. 결국 물 속으로 투과되는 햇빛의 세기가 약해져 어린 가리비들이 붙어사는 해초들이 잘 자라지 못하게 돼 결국 가리비 생산이 감소한다. 일단 물에 유입된 영양 염류는 제거하지 않으면 수중 생태계의 물질 순환에 계속 남아 있게 되므로, 녹조나 갈조 현상이 자꾸 되풀이해서 나타나게 된다.

[논제]

1. 서해안의 해저 지형의 형태와 조석 현상에서 갯벌의 변화를 설명하고 갯벌의 자정작용과 생태계에 미치는 영향을 설명하시오.

2. 세포분열 현상과 물질 교환의 효율성을 이용하여 플랑크톤의 크기와 관련지어 설명하고 적조 생물의 분열 속도와 수온과의 관계를 연관지어 설명하시오.

[출제의도]

1. 조석 현상이 조류 운동을 활발하게 하여 갯벌을 만든다. 그리고 갯벌에 서식하는 동물의 기능을 살펴보고 적조 현상이 서해보다 남해에서 더 많이 일어나는 것을 이해한다.

2. 플랑크톤은 수온에 따라 체온이 변하므로 물질대사에 관여하는 효소가 온도의 영향을 받게 된다. 급격한 개체 수 증가에 따른 적조현상을 이해시킨다.

[예시답안]

1. 서해안의 해저 지형은 평균 수심이 44m로 되어 있는 대륙붕으로 되어 있다. 이곳에서는 조석 현상에 의한 조류 운동이 활발하게 일어나 갯벌을 만든다. 갯벌에서는 육상에서 유입되는 유기물이 갯벌에서 서서히 분해되어 자정작용을 일으키고 그 결과 생성되는 플랑크톤은 먹이 연쇄를 따라 갯벌에 서식하는 동물에게 섭취되어 생태계의 평형을 유지하는 기능을 하게 된다.

조석은 달의 인력과 지구의 원심력이 서로 작용하여 생긴다. 우리나라는 하루 두 차례 12시간 25분 간격으로 발생한다. 달에 가까운 쪽은 인력이 커서 해수면이 솟아올라 만조가 되고 그 반대쪽도 같은 현상이 발생하며, 만조지역의 90도 떨어진 지역은 반대로 간조가 된다. 조석현상은 조류 운동을 활발하게 해주어서 토사를 운반하여 퇴적시킬 뿐만 아니라 침식하여 지형 변화에 큰 영향을 미치게 한다.

갯벌은 육지와 바다 사이에 하루에 두 번씩 넓은 공간이 나타났다가 사라졌다 한다. 갯벌은 육상과 해양이라는 두 거대 생태계가 접하는 곳에 있어서 완충작용을 할 뿐만 아니라 연안 생태계에 큰 역할을 하고 있다. 서해안은 갯벌이 발달됨으로써 다양한 생물이 갯벌에 분포하게 된다. 따라서 육상에서 유입되는 유기물이 직접 바다로 유입되는 중간에 갯벌이 있기 때문에 유기물이 갯벌에서 서서히 분해되는 자정작용이 일어나게 된다. 자정작용 결과 생성되는 플랑크톤은 먹이 연쇄를 따라 갯벌에 서식하는 동물에게 섭취되어 생태계의 평형을 유지하는 기능을 하게 된다. 이는 적조현상이 서해보다 남해에서 더 많이 일어나는 것과도 관련이 있다.

2. 식물성 플랑크톤이 작은 이유는 표면적은 길이의 제곱에 비례하고 부피는 길이의 3제곱에 비례하므로, 입자가 작아질수록 표면적 대 부피의 비는 커지게 된다. 이 비율이 커짐으로써 식물성 플랑크톤은 마찰저항이 커져 침강속도가 줄고, 결국 광합성을 위해 빛 조건이 좋은 표층에 오래 머물 수 있게 된다. 그렇게 되면 주변에 영양 염류를 더욱 효과적으로 흡수할 수 있게 된다.

생물은 세포의 크기를 작게 함으로써 물질 교환 속도를 효율적으로 할 수 있다. 플랑크톤도 부피에 비해 표면적이 클수록 주변에서 영양염류를 더욱 효과적으로 흡수할 수 있기 때문이다.

한필규 청솔 아우름 통합논술 강사