환경 실험 : 해수면 상승의 원인

1. 지구온난화

  지구온난화의 원인이 무엇인지에 대한 논의가 이어져 왔지만, 현재는 인간의 활동에 인한 것이라는 이유가 지구온난화의 가장 큰 원인으로 지목되고 있습니다. 지구온난화는 이산화탄소나 메탄과 같은 온실가스 배출로 인해, 지구의 평균 온도가 상승하는 현상을 말합니다. 지구온난화로 인해 다양한 변화가 생기게 되는데요, 기상 이변, 해수면 상승, 생태계 파괴 등을 그 예시로 들어볼 수 있습니다. 오늘은 지구온난화로 인한 해수면 상승에 대한 이야기를 해 보고자 합니다.

2. 해수면 상승의 원인

  해수면 상승의 원인은, 크게 두가지 요인으로 생각해볼 수 있습니다. 먼저, 가장 잘 알려진 요인인, 빙하가 녹아 해수면이 상승하는 것이 있습니다. 쉽게 생각해서 얼음이 녹아서 물의 양이 많아지니까 해수면이 상승하게 되는 것입니다. 하지만, 그만큼 잘 알려지지 않았지만 다른 큰 영향을 주는 요인도 존재합니다. 그 원인은 바로 해수의 열팽창입니다. 우선 지구온난화로 인해 지구의 기온이 상승하고, 그 상승한 기온으로 인한 열이 자연스레 바다에 흡수되게 됩니다. 이때 물 분자에 열이 전해지면 그 에너지가 물 분자를 빠르게 진동시키고, 이는 물의 부피의 증가로 이어지게 됩니다.

3. 해수의 열팽창 실험

  해수면 상승의 원인은 그 외에도 지하수나 퇴적물의 변화 등 과도한 개발에 따른 요인도 존재합니다. 또한, 앞서 말씀드렸던 빙하가 녹아 해수면이 상승하는 요인도 존재합니다. 특히 지구온난화가 가속화되면서 그린란드나 남극의 대규모의 빙하가 녹기 시작하면서 그 영향이 더더욱 커지고 있습니다. 하지만, 이 모든 것을 실험하기는 힘들고, 우리는 해수의 열팽창에 집중하여 실험을 진행해 보겠습니다.

  이를 위해, 여러분의 실험도구를 설계하고 만들 필요가 있습니다. 해수의 부피 변화량을 측정하려면, 비교적 많은 양의 해수가 필요합니다(최소 2l 이상의 들이는 사용하는 것이 좋습니다). 하지만 우리가 진행할 수 있는 수준의 실험에서는 해수의 변화량이 작을 것이라고 예상할 수 있으므로, 그 변화량을 측정하기 위해서는 비교적 관의 크기가 얇은 도구에서 측정하는 것이 좋습니다. 그러므로 많은 해수를 넣을 수 있는 통을 빨대와 연결한 실험도구를 설계해볼 수 있습니다. 그리고 빨대에는 직접 0.5ml정도 수준의 눈금도 직접 그려넣어 줍니다. 또한, 비슷한 실험 상황을 만들기 위해 해수를 만들 필요도 있는데요, 34.7퍼밀(1000분의 1)정도의 해수를 필요한 만큼 만들어 줍니다. 통에 구멍을 하나 뚫어 온도계를 연결해준 후, 설정한 온도에서부터 온도를 상승시키며 그 부피의 변화량을 측정하면 됩니다.

  사실, 이 정도의 실험으로 온도에 따른 해수의 부피 변화를 제대로 측정하기는 힘듭니다. 우선 첫째로, 비교적 적은 양의 해수로 그 팽창을 측정하기는 힘듭니다. 즉, 해수의 부피 변화량이 작아 측정하기 힘들 수 있습니다. 두 번째로, 첫 번째에서 나온 이유 때문에 어느 정도의 변화량을 확인하려면 온도 변화를 크게 해야 합니다. 예를 들어, 물의 부피가 가장 작은 영상 4도 부근에서부터 실온의 온도와 비슷해질 때까지 그 켠화를 측정하는 식으로요. 하지만, 온도 변화량에 따른 해수의 부피 변화량이 일정할 것이라는 보장이 없습니다. 예를 들어 4도부터 24도까지의 해수 부피 변화량을 얻어낸 후, 그 양을 20으로 나누면 1도당 해수 부피의 변화량과 같을지는 확신할 수 없습니다. 게다가, 위층과 아래층의 온도가 어느 정도 있기 때문에 어느 부분의 온도를 재야 할지도 선택하여야 하고, 실제 바다의 경우에는 혼합층부터 수온 약층, 심해층까지 이르는 다양한 온도에 이르는 구조로 이루어져 있기 때문에, 실제 지구온난화 해수면 상승의 열팽창 요인에 계산을 도입해볼 때에도 많은 가정이 필요하게 됩니다. 이론적인 결함들 외에도 실험도구를 직접 제작하여야 해 결함이 생기기 굉장히 쉽습니다. 부피의 변화량이 실험도구의 미처 채우지 못한 빈 곳으로 이동할 수도 있고, 물이 다른 곳으로 샐 가능성도 있는 등 다양한 어려움이 있습니다.

  이 실험은 사실 이 정도의 수준에서 진행하기에는 결함이 꽤나 많은 실험입니다. 하지만 이렇게 진행할 수 없었던 이유와 개선하면 좋을 점들, 다양한 가정들과 여러분의 논리를 적절히 녹여내면서 실험 보고서를 작성하신다면, 꽤 특이한 주제로 생기부를 채우실 수 있을 것이라고 생각합니다. 이 외에도 그린수소 생산 실험이나 동물성 바이오디젤 추출 실험 등 색다른 주제들의 세특 주제들도 준비해 두었으니, 궁금하신 분들은 방문 부탁드립니다. 긴 글 읽어주셔서 감사합니다!

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