조석 현상

바닷가 모래사장에 돗자리를 펴놓고 놀다 보면 어느새 파도가 발밑까지 차오르는 경험을 하곤 해요. 바닷물이 스스로 출렁이는 것이 아니라, 우주에 떠 있는 거대한 천체들이 지구 바다를 끌어당기고 있기 때문이에요. 그중에서도 지구와 가장 가까운 거리에 있는 달의 인력이 가장 결정적인 역할을 해요.

달을 정면으로 마주 보는 쪽의 바다는 달의 중력을 강하게 받아 달 쪽으로 불룩하게 솟아올라요. 반대로 지구 반대편 바다는 달과 가장 멀어 인력이 약하고, 지구와 달이 함께 회전하며 생기는 공전 원심력 때문에 반대 방향으로 솟구치게 돼요. 결국 지구의 바닷물은 양옆으로 늘어난 럭비공 모양의 타원체를 형성하게 돼요.

지구가 하루에 한 바퀴씩 스스로 자전하기 때문에, 우리는 이 불룩하게 솟아오른 바다 영역을 하루에 대략 두 번 지나치게 돼요. 이때 바닷물이 육지 쪽으로 밀려 들어오는 흐름이 밀물이고, 그렇게 해서 해수면이 가장 높아진 순간이 만조예요. 반대로 물이 빠져나가는 흐름이 썰물, 해수면이 가장 낮아진 순간이 간조예요. 흐름과 순간을 가리키는 말이 서로 다르다는 점을 기억해 두세요.

바닷물을 당기는 우주 줄다리기에는 달만 참여하는 것이 아니에요. 태양은 달보다 지구에서 훨씬 멀리 떨어져 있지만, 덩치가 비교할 수 없을 만큼 거대해서 바닷물 줄다리기에도 한몫을 해요. 다만 조석을 일으키는 힘(기조력)은 거리가 멀어질수록 아주 빠르게 약해져요. 그래서 태양이 조석을 일으키는 힘은 훨씬 가까운 달의 약 45% 정도에 그쳐요.

달과 지구와 태양이 우주 공간에서 일직선으로 나란히 서는 날이 있어요. 음력 그믐이나 보름 무렵이 바로 그때예요. 이때는 달과 태양의 인력이 한 방향으로 합쳐져 바닷물을 가장 강하게 잡아당겨요. 그 결과 밀물과 썰물의 높이 차이가 한 달 중 가장 극대화되는 사리(대조기)가 발생해요.

반대로 상현달이나 하현달처럼 달과 태양이 지구를 중심으로 직각을 이루는 시기도 있어요. 이때는 두 천체가 서로 다른 방향으로 바닷물을 당기며 힘을 분산시켜요. 인력이 서로 상쇄되면서 해수면의 높낮이 차이가 가장 작아지는 조금(소조기)이 찾아와요.

단순히 달의 중력만으로 바닷물이 움직인다고 생각하기 쉽지만, 정확히는 지구 각 위치에서 받는 중력의 차이와 공전 원심력이 더해진 기조력 때문이에요. 물뿐만 아니라 지구의 단단한 암석 지각도 이 힘을 받아 하루에 수십 센티미터씩 미세하게 오르내리고 있어요.

조석 현상은 바다 생태계와 우리 생활에도 결정적인 변화를 만들어내요. 썰물 때 바닥을 드러내는 드넓은 갯벌은 수많은 해양 생물이 살아가는 터전이자 바다를 깨끗하게 걸러주는 정화조 역할을 해요. 해수면 높이 차이가 큰 서해안에서는 이 힘을 이용해 전기를 생산하는 조력 발전소를 가동하기도 해요.

또한 바닷물이 육지와 부딪히며 생기는 마찰력은 지구의 자전 속도를 아주 미세하게 늦추고 있어요. 이로 인해 약 100년에 0.002초 정도 하루의 길이가 서서히 늘어나고 있다는 점도 조석 현상이 만들어낸 놀라운 결과예요.