[심해생물 특집]후끈 달아오르는 심해 열수분출공(Hydrothermal Vent)알고는 있냐?(내용추가) > 전체/읽을거리

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옛날 심해에 대한 탐사가 이뤄지지 않던 시절에는 심해에 생물이 살지 못한다 생각했다

물론 그 이후에 연구를 통해 심해에 정말 많은 생물이 산다는 결론이 나오긴 했지만

그래도 심해하면 어둡고 춥고 배고픈, 

그야말로 거지의 3대 요소를 모두 가진 시발스러운 곳으로 생각했던 것이 사실이다

 

 

뭐 심해라는 동네가 실제로도 살기 존나 거지같은 곳임에는 틀림이 없다

그렇지 않다면 근육을 줄이고 내장 크기를 키운 기괴한 물고기들이 나올 이유가 없지

하지만 심해의 모든 곳이 춥고 황량하고 항상 뭔가 모자란 좆같은 장소는 아니라는 것이다

 

 

70~90년대 크고 아름다운 탐사장비를 가지고 시작한 본격적인 탐사작업 덕분에 

우리는 심해에 대해 완벽히는 아니지만 어느정도는 이해하게 되었는데

그 중 가장 흥미로운 것들 중 하나는 심해저대에 위치한 여러 열수분출공이었다

 

 

※심해저대-수심 3000m 아래의 바다의 바닥부분

 

 

 

열수분출공은 심해의 다른 지역과는 달리 매우 후끈 달아올라있고

엄청 시끄러웠으며 생물들도 매우 많았는데 모두 처음 보는 생물들이었다

대략 그 생물의 밀집 정도는 아마존 정글의 그것을 아득히 뛰어넘는 수준이며

지구 상에서 가장 다양한 생물들이 살고 있는 지역이라고 한다

 

 

이 어찌 흥미롭지 않을 수 있겠느냐

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

열수분출공은 정식명칭으로 Hydrothermal Vent라고 부르고

얘네들은 일반적으로 수심 3000~6000m의 심해저대에 분포하는 것 같다

 

 

열수분출공을 간단하게 설명하자면 심해에 있는 온천이라고 생각하면 편하다

지상에도 그렇겠지만 바다에는 화산이 굉장히 많이 있다

화산 중의 대부분이 심해에 몰려있는데 그 화산이 가지고 있는 뜨거운 마그마가 물을 뜨겁게 덥히고 

그 뜨거운 물이 뿜뿜 뿜어져나오는 곳이 열수분출공이지

 

 

귀뚜라미 보일러도 아니고 마그마가 물을 데워주는데 당연히 엄청 뜨겁겠지?

열수분출공에서 뿜어져나오는 물의 온도는 대략 섭씨 450도를 웃돈다고 한다

응? 이게 무슨소리? 하며 질문하는 사람들이 분명 있겠지 450도짜리 물이 말이 되냐고

 

 

물론 물은 100도에서 끓지만 이 곳은 일반상식이 먹히지 않는 심해

3000m의 수심대의 수압은 대략 300기압이 넘어가는 엄청난 수치를 자랑한다

이 엄청난 수압이 덩달아 물의 끓는점 마저도 끌어올려주는 것이지

뭐 바닷물이 보통 물에 비해서 끓는 점이 높기도 하지만

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

위의 그림을 보면 알겠지만 바닷물이 구멍을 통해 화산 내부로 들어가서 

마그마로 인해 뜨거워진 뒤 간혈천에서 뿜어져 나오는 것이다

근데 단지 뜨거운 물만 나오는 거라면 열수분출공이 생명의 요람이 될 이유가 전혀 없다

 

 

열수분출공의 핵심은 여기서 뿜어져나오는 물 뿐만 아니라 

황화수소나 메탄같은 화학물질도 같이 내뿜는다는 것이다

 

 

사실 같은 열수분출공이지만 내뿜는 화학성분에 따라서 다른 이름이 붙는데

유황성분을 주로 내뿜는 열수분출공은 black smoker라고 부르고

칼슘, 바리움, 실리콘등을 내뿜는 열수분출공은 white smoker라고 부른다

하지만 이 글에서 설명하고자 하는 열수분출공은 black smoker뿐이로다

 

 

 언뜻 생각하기엔 이 화학물질들이 대체 왜 높은 생물 밀집도를 만들까 싶지?

 

 

바다에는 니들이 태어날 때부터 가지고 있던 눈으로 볼 수 있는 생물 뿐 아니라

플랑크톤이나 세균처럼 눈에 안 보이는 생물들도 무지막지하게 많은데

이 열수분출공은 뜨겁기 때문에 호열성 세균이 몰려들고 

 

 

황화수소를 먹고 사는 특이한 세균들도 몰려들고

화산지대라 물 자체가 산성이기 때문에 호산성 세균들도 몰려들어 산다

그야말로 끓어넘치는 세균맨들의 보고지 하히후헤호!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

호열성 세균

 

 

 

 

열수분출공의 생태계에서 가장 큰 영향력을 미치는 것이 바로 이 세균들이다

보통 일반적인 바다의 생태계의 가장 베이스가 되는 것이 뭔지 알아? 플랑크톤이잖아

플랑크톤이 작은 물고기들의 먹이가 되고 그 물고기가 큰 물고기의 먹이가 되는 것이 일반적이지

 

 

하지만 식물 플랑크톤은 광합성을 하고, 동물 플랑크톤은 저것들을 먹고 자라기 때문에

햇빛이 전혀 들어오지 않는 심해에서는 플랑크톤이 절대 자랄 수가 없다

그래서 심해가 일반적인 먹이 피라미드가 일어나기가 불가능한 것이지

 

 

그래서 보통 심해생물들은 마린스노우라는 것을 먹고 살지만 말야

마린스노우도 오지않는 심해저대에서는 상황이 더더욱 안좋아져서

작은 동물이 자기 사이즈에 맞는 먹이를 찾을 수가 없기 때문에

 

 

자기보다 큰 동물들을 살육하는 하극상을 저지르기 위해 입이 커다랗게 변한다

 

 

 

※마린스노우

 

얕은 곳에서 죽은 생물이 분해되서 심해까지 내려오는 것

보통 고래같은 큰 동물의 시체인 경우가 많은데 대략 큰 고래의 경우

100년이나 마린스노우가 지속된다고 한다

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

일반적인 먹이 피라미드가 없기 떄문에 이렇게 극단적인 입크기를 가진 생물이 있는 것이다 

 

 

 

하지만 열수분출공은 위에서 설명한 세균들이 표층수대의 플랑크톤처럼 많기 때문에

이 세균을 잡아먹거나 이용해서 살아가는 생물들이 모여들게 되고

그러면서 자연스럽게 복잡하고 활발한 생태계가 조성되게 된 것이다

 

 

뜨거운 물이 나오는 좁은 지역에 많은 생물들이 빽빽히 밀집한 고로 밀집도가 극단적으로 높아

그 밀집도가 보통 우리가 아는 얕은 바다의 10000배에서 100000배에 이를 정도라 한다

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

이 열수분출공에서 가장 흔히 볼 수 있는 생물은 Giant tube worms으로 

우리말로는 심해 관벌레라 부르지만 정식명칭은 Riftia pachyptila라고 한다

얘네들은 siboglinidae라는 과에 속해있으며 몸길이가 대략 2.5m, 굵기는 니들 팔만큼 굵다

 

 

얘네들은 열수분출공에 사는 생물들 중에 가장 바보같은 생물인데

왜 그렇냐 하면 이동능력이 전혀 없어 존나 도망도 못치는 fucking idiot이기 때문이다

그저 위험에 처하면 저 관 속에 숨어서 적이 집에 갈떄까지 기다리는 것이 전부니 말 다했지

 

그럼 적들은 저 녀석이 관에서 나올때까지 기다리면 그만이잖아

 

 

리프티아는 저렇게 병신호구처럼 잡아먹히는 녀석들이지만 

그래도 열수분출공에서 가장 많은 수를 자랑하는 생물로 그 수가 매우 압도적이다

이렇게 생존력이 높은 이유는 일단 얘네를 잡아먹는 동물이 별로 없기도 하지만

이 녀석들이 먹이를 먹지 않아도 살 수 있기 때문이기도 하다

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

이 관벌레를 관에서 완전히 끄집어내면 이런 모양을 하고 있음

 

 

 

내가 예전에 10년을 굶어도 살아남는 올름이라는 생물에 대해 적었던 기억이 있다

하지만 이 녀석들은 올름따위는 비교도 안될 정도로 먹이를 안 먹고 생존할 수 있지

얼마나 안먹냐고? 얘네들은 평생동안 밥 한끼 안먹고 살아간다

 

 

아니 사실 안먹는다기보단 못먹는다는게 정확한 표현이겠군

리프티아에게는 물을 빨아들이는 구멍을 가지고 있긴 하지만 위장 같은 소화기관이 없다

더더욱 놀라운 것은 이놈들 몸에는 아가미나 허파같은 호흡기관도 없다는 사실이다

아니 그러면 어떻게 살아남지

 

 

리프티아는 열수분출공에 사는 황을 먹고 사는 세균을 적절히 이용하는 동물이다

이 녀석의 뱃속에는 위장이 들어있진 않지만 이 세균들이 많이 살고 있다

어느 정도냐면, 리프티아의 몸무게의 절반 이상을 이 세균들이 차지하고 있을 정도지

 

 

이 세균들은 특이하게도 황을 먹고 부산물로 아미노산이나 포도당, 산소를 만든다

그러니까 메카니즘이 대략 리프티아가 황이 잔뜩 포함된 물을 빨아들이고 

걔 몸속에 사는 세균이 물 속의 황을 먹어서 영양분과 산소를 동시에 공급해주는 것이다

 

 

세균 입장에서는 안전하게 살 수 있고 리프티아 입장에서는

꾸준히 일정하게 영양분과 산소를 공급받을 수 있으니 윈윈게임이지

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

리프티아는 또한 열수분출공이 내뿜는 질산염같은 독극물로부터 끄떡없다

아마 과학자들은 역시나 얘네 몸 속 세균들이 질산염을 분해한다고 생각하지만

제대로 된 정확한 메커니즘에 대해서는 아직도 알려진 것이 하나도 없다

 

 

 

 

이처럼 아무것도 먹지 않고도 살아남는 생물이 있다면 

열수분출공에는 뜨거운 물에서도 살아남는 온천탕 할아버지 같은 생물체도 많이 산다

그 중에 워낙 유명해서 모두들 알고 있을법한 동물로 폼페이 벌레가 있다

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

생긴건 극혐이긴 한데 아무튼 이 동물이 '폼페이' 라는 이름이 붙은 이유는

아마도 화산폭발에 휘말린 도시 폼페이에서 따온 것이 아닌가 생각된다

그만큼 뜨거운 곳에서도 잘 살아있다는 얘기겠지

 

 

이 동물의 학명은 alvinella pompejana로 alvinellidae과에 속해있는 동물이로다

이 벌레는 고작 13cm까지 밖에 자라지 않지만 세상에서 가장 강한 동물 중 하나로

엄청나게 뜨거운 물에서도 멀쩡히 살아있는 동물인데 대략 100~120도의 물에서도 산다

(이 순위에서 미생물은 빠짐)

 

 

그러니까 니들이 냄비에 물을 넣고 팔팔 끓인 다음에 폼페이 벌레를 넣어도 살아있다는 말이지

신라면은 익지만 폼페이 벌레는 익지 않는다

 

 

게다가 이 녀석은 보통 몸통만 100도가 넘는 물에 담그고 있고

머리는 먹이를 잡기 위해서 10~20도 가량의 물에 빼놓고 있는데

이렇게 폼페이 벌레는 몸의 각부분의 온도차이가 80도 정도 나는 미친 상황에서도 살아남는다

 

 

보통 동물이 상반신과 하반신의 온도차이를 20도만 내도 

장애가 생겨 죽게되는걸 보면 이건 확실히 미친소리임에 틀림이 없다

 

 

이 폼페이 벌레가 발견되기 전에는 아프리카 개미가 가장 열에 잘 견디는 동물이었다

이 개미들은 대략 섭씨 50도의 열기 속에서도 견디는데

보통 50도 이상으로 뜨거운 곳에서는 몸을 구성하는 단백질이 굳기 때문에 

과학자들은 이 온도를 생물이 살아있을 수 있는 마지노선 정도로 생각했었는데

 

 

폼페이 벌레가 발견되면서 이 마지노선이 완전히 붕괴된 것이다

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

그럼 도대체 이 미친 것과도 같은 열 내구성은 어디서 비롯된 것일까

맨 위의 사진에서 보면 폼페이 벌레는 몸통에 많은 털을 달고 있다

바로 이 털에 비밀이 숨어있지

 

 

폼페이 벌레의 털에서는 fleece라고 불리는 특별한 물질이 분비되는데

그 물질을 유난히 좋아하는 미생물들이 폼페이 벌레의 털에 더덕더덕 붙어살고 있다

얼마나 많이 살고 있는지 세균층의 두께가 대략 1cm에 가깝다고 한다

 

 

이 세균은 eurythermal enzymes라는 열내구성의 물질을 가지고 있어서 

이 메커니즘으로 인해서 열에 견딘다고 현재 추정중이지만 데이터가 별로 없어서

아직 정확하고 완벽한 열 내성 메커니즘에 대해선 밝혀지진 않았다고 한다

 

 

그러니까 사실 까놓고 얘기해보자면 

이 녀석은 아프리카 개미처럼 사나이답게 악으로 깡으로 열기에 견디는 것이 아니고 

방어막을 둘러 이겨내는 존나 남자다움하고는 거리가 먼 게이같은 십새끼인 것이다

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

폼페이 벌레 말고도 열수분출공에는 alvinocarididae라는 과의 새우들이 살고 있는데

이들 역시 100도가 넘는 물에서도 멀쩡하게 잘 살아있는 위엄을 보여준다

메커니즘에 대해 알려진 것은 전혀 없으나 아마도 세균을 이용해서 열에 견딜 것이다

 

 

아마 니들이 이 녀석을 산 채로 새우탕 끓여먹기는 불가능할 것이여

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cerberus라고 불리는 열수분출공에서만 사는 어류

정확한 것은 밝혀지지 않았다

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

열수분출공에서만 사는 게

역시나 정확히 밝혀진 것은 없다

 

 

생물들의 몸이 하얀 이유는 수심대가 너무 깊어서 죄다 눈이 리신이다보니까

오히려 어두운 색으로 위장할 필요가 없어서 하얗게 변한 것이다

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

열수분출공에 사는 문어인데 이름은 잘 모르겠다

대체적으로 문어나 오징어 같은 두족류들은 걔네들 나와바리 안에선 가장 강한 포식자다

때문에 이 녀석도 아마 열수분출공 지역에선 가장 크고 아름다운 육식동물일 것이다

 

 

심해에 사는 일반적인 두족류처럼 이 녀석 또한 다리의 근육이 빈약한 것 같다

뭐 그래도 다른 극단적인 환경에 사는 녀석들에 비해선 정상적이긴 하지만

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

열수분출공에 사는 홍합 종류

이 녀석들은 간혈천 근처에 아주 징그러울 정도로 다닥다닥 밀집해 붙어있다

아마 열수분출공의 생물 밀집도가 높은 이유는 이녀석들이 붙어있기 때문이 아닌가 싶다

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

아마 열수분출공에서 사는 동물 중에 가장 방어력이 좋은 동물은

아무리 생각해도 이 scaly-foot gastropod들이 아닌가 싶다

이들은 peltospiridae라는 과에 속해있으며 학명은 crysomallon squamiferum이다

 

 

이 녀석의 한국명칭은 비늘발고둥으로 아마 위의 이름을 고대로 번역한듯

이러한 이름이 붙은 이유는 이 놈의 발에 비늘같은 것들이 있기 때문인데

이 비늘은 황화철과 여러 금속로 이루어져 있어서 적의 모든 공격을 막아낼 수 있다

 

 

그러니까 이 고둥은 여러가지 금속을 몸에서 만들어내는 유니크한 능력을 가지고 있는거지

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

저 비늘처럼 생긴 발은 철로 이루어져있다

 

 

 

쇠로 이루어진 발과 함깨 껍데기 또한 굉장히 유니크한 특성을 가지고 있는데

껍데기 자체가 3개의 층으로 이루어져 있어서 적의 공격에 완벽히 대응한다 

1번째 층은 황화철 2번쨰 층을 일반 껍데기 3번째 층은 아라고나이트라는 칼슘 화합물로 만들어짐

 

 

이 세가지 다른 성분을 가진 껍데기가 같이 작용해서 2가지를 주로 방어하는데

첫번쨰는 열수분출공에 사는 괴물같은 게들의 공격이다

 

 

이 게들은 집게 힘이 무지막지하고 근성이 대단해서 

고둥이나 조개를 집게로 잡고 며칠동안이나 힘을 줘서 기어코 부숴서 먹는 시발놈이다

 

 

하지만 비늘발고둥의 껍데기는 이런 게의 쥐어짜는 힘에 특별히 강한 특징이 있다

황화철로 된 첫번째 층에 금이 가면서 충격을 흡수하는 메커니즘을 가지고 있기 때문에

힘으로 눌러서 부수는 것에 강하다나 뭐라나

 

 

또한 이 껍데기는 열수분출공의 뜨거운 물로부터 몸을 보호하는 작용도 하는거 같다

 

 

그래서 미국에서는 이 녀석의 껍데기 메커니즘을 이용해서

헬멧이나 군모같은 보호장구를 만드는 연구를 하고 있다고 하는구나

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

물론 이 외에도 문어와 같은 두족류나 홍합같은 패각류들이 득시글거리나

워낙에 자료가 부족하여 유명한 생물을 위주로 설명을 했다

 

 

과학자들은 현재 열수분출공이 지구 외부 생물체의 존재 가능성을 확신시켜준다고 말한다

지구에서도 이렇게 엄청나게 많은 생물체가 밀집해서 사는데 

아마 다른 행성에 생물이 있다면 이러한 열수분출공에 살 것이라 추측하는 거지

 

 

실제로 화성에는 열수분출공의 흔적이 있으며

목성의 위성 중 하나인 유로파는 두꺼운 얼음 밑에 물로 이루어진 바다를 가지고 있는데 

바다 저 깊은 곳에는 열수분출공이 분명 있을 것으로 예상된다

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

유로파의 단면도를 상상한 것

 

 

아마도 유로파의 깊이 10만미터의 바다 속에는 뜨거운 열수분출공이 많이 있어서

그곳에는 폼페이 벌레나 리프티아 같은 다양한 생명체들이 살고 있지 않을까?

 

 

그것은 우리가 앞으로 밝혀내야 할 숙제가 아닐까 생각된다

 

 

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