차갑고 짠 물이 가라앉는 실험 (심층 순환 모형)

Cold, salty water sinks: a model of deep ocean circulation

차갑고 짠 물 한 컵을 물통에 살며시 부으면, 그 물은 위에 뜰까요 바닥으로 내려갈까요?

무슨 일이 일어났나

바닷물은 짤수록 밀도가 커져 가라앉기 시작하고(NOAA), 극지방에서 차가워지고 소금이 더해진 물은 무거워져 바다 밑으로 내려갑니다(NOAA).

이렇게 온도(thermo)와 염분(haline)이 정하는 깊은 바다의 흐름을 열염분 순환이라고 하고, 바람은 위쪽 약 100 m 의 해류만 움직입니다(NOAA).

깊은 바닷물은 1 초에 몇 cm 로 아주 느리게 흘러, 지구를 한 바퀴 도는 데 약 1,000 년이 걸립니다(NOAA).

컵 실험에서 차갑고 짠 색물이 바닥으로 깔리는 모습은, 극지방 바다에서 무거워진 물이 깊은 바다로 내려가는 일을 작게 줄여 본 것입니다.

💡 생활 속 예시

  • 겨울에 창문 틈으로 들어온 찬 공기가 방바닥 쪽에 먼저 깔리듯, 차갑고 무거운 물도 아래로 깔립니다.
  • 바닷물에 들어가면 수영장 민물보다 몸이 더 잘 뜨는 것은, 짠물이 민물보다 밀도가 크기 때문입니다.

🧪 해 보기

  1. 투명한 큰 통(어항이나 큰 플라스틱 통)에 실온의 수돗물을 가득 받아 물이 잔잔해질 때까지 둡니다.
  2. 작은 컵에 냉장고에서 차갑게 식힌 물을 담고 소금 한 숟가락을 녹인 뒤, 식용 색소를 몇 방울 떨어뜨립니다.
  3. 색물을 숟가락 등에 받쳐 큰 통 가장자리로 천천히 흘려 넣고, 색물이 어디로 가는지 옆에서 봅니다.
  4. 다른 컵에는 소금 없이 미지근한 물에 다른 색을 타서 똑같이 넣고, 두 색물이 어디에 머무는지 견주어 봅니다.
  5. 물이 섞이기 전에 바닥에 깔린 층과 위에 뜬 층을 그림으로 그려 둡니다.
  • ⚠️ 뜨거운 물은 쓰지 않고, 손을 넣어도 괜찮은 미지근한 물까지만 씁니다.
  • ⚠️ 소금물과 색소물은 마시지 않고, 다 쓴 물은 싱크대에 버립니다.
  • ⚠️ 유리 통은 깨지지 않게 넓은 탁자 가운데에 두고, 어린이는 어른과 함께 합니다.

누가 왜 찾았나

NOAA 해양청은 지구를 도는 깊은 바다의 흐름을 «컨베이어 벨트» 에 빗대어 설명합니다. 바람이 닿지 않는 깊은 바다의 물이 왜 움직이는지를 온도와 염분이 만드는 무게 차이로 풀어낸 것이고, 이 실험은 그 무게 차이를 컵 하나로 보여 줍니다.

확인된 값

바닷물이 짜질수록 밀도가 커져 가라앉기 시작한다
짤수록 가라앉음 출처
«열염분 순환» 이라는 이름 — 온도(thermo)와 염분(haline)이 흐름을 정한다
thermo + haline 출처
바람이 움직이는 바닷물은 위쪽 약 100 m 까지
100 m 출처
북쪽 극지방에서 차가워지고 소금이 더해진 물이 무거워져 바다 밑으로 가라앉는다
차갑고 짠 물 출처
깊은 바닷물이 지구를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간 (약 1,000 년)
1000 yr 출처
이 «컨베이어 벨트» 의 빠르기 (1 초에 몇 cm)
몇 cm/s 출처

교육과정에서는

  • 한국 2022 · 지구과학 실험 · 대기와 해양 탐구 [12지실02-10]
  • 한국 2022 · 지구과학 · 대기와 해양의 상호작용 [12지구01-02]

출처

이어서 보기

같은 단원 · 바다

DATA & LICENSE

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2022 개정 과학과 교육과정과 영국·호주·일본 교육과정에서 그 내용이 어디에 나오는지 함께 적습니다.

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