이탈리아 출신의 자크 마욜이란 실존 인물을 영화화한 '그랑블루'는 무호흡 잠수를 통해 누가 더 깊은 바다 속에 도달할 수 있는가 하는 문제를 둘러싸고 갖가지 이야기가 펼쳐진다. 자크 마욜은 실제 수심 105m까지 도달한 기록을 가지고 있으며, 현재 최고 기록은 1996년 쿠바 태생의 피핀이 세운 2분 18초, 130m의 수심이라고 한다.
통상적으로 기계적 도움이나 장치 없이 잠수할 수 있는 깊이는 18m 정도라고 한다. 진주나 해면 동물등을 채취하는 해녀들은 개인적으로 약 30m 정도 잠수할 수 있지만 대부분의 경우 12m 정도의 깊이에서 50초-80초 사이의 시간 동안 잠수할 수 있을 정도라고 한다. 따라서 마욜이나 피핀의 경우는 타고난 신체 조건의 적합성과 그들의 노력이 빚은 산물이라고 보는 것이 적당할 것이다.
이렇듯 수중 잠수가 어려운 것은 수심에 따라 증가하는 압력 때문이다. 위에서 살펴보았다시피 10m 정도 내려갈 때 1기압 정도 상승하기 때문에 인체는 깊은 수심에서의 높은 압력을 견디지 못한다. 이외에도 높은 압력으로 혈관 내부에 기포가 생기는 등의 여러 생리적 부작용으로 인해 잠수병이 생기기도 한다. 심해에서의 해양 연구나 잠수정 등은 압축된 헬륨 가스(helium gas)를 이용한 포화 잠수(saturation diving)라는 첨단 기법을 사용하면 가능하다고 한다.
압력에 대해 좀 더 자세히 알아보자.
압력이란 단위 넓이 당 힘을 말하는 것이다. 이를 식으로 쓰면 다음과 같이 간단히 표현할 수 있다. P = F / A (P는 압력, F는 힘, A는 넓이를 나타낸다) 수중에서의 압력은 아래로 내려오면서, 즉 표면에서의 깊이에 비례하여 증가하게 된다. 이는 물의 무게 때문에 단위 넓이당 작용하는 힘이 깊이에 따라 증가하기 때문이다. 이를 식으로 표현하면 다음과 같이 쓸 수 있다. P = ρgh (ρ는 액체의 밀도, 단위는 kg/m3, g는 중력 가속도로 9.8m/s2, h는 표면으로부터의 길이로 단위는 m이다)
수중에서 잠수하는 것은 이렇듯 수심에 따라 증가하는 압력에 대처해야 함을 의미한다. 예를들어 깊이 1,000m로 잠수한다는 것은 지구 표면 대기압의 약 98배에 달하는 높은 압력에 견뎌야 한다. (이를 식으로 계산해 볼 수 있다. 1,000kg/m3,×9.8m/s2,×1,000m = 9.8×106N/m2) 이렇듯 높은 압력을 견디기 위해선 잠수복, 혹은 잠수함 내부의 압력 또한 대기압의 98배로 높여줘야 한다. 내부의 압력과 외부의 압력이 같아져야 압력차에 의한 찌그러짐 같은 것이 없어지기 때문이다. 그러므로 잠수부나 잠수정은 깊이에 따른 압력에 대처하기 위해 잠수정의 압력을 조정하며 서서히 잠수하며, 서서히 물위로 부상한다. 만일 이들이 급히 상승한다면 잠수정과 신체의 높은 압력 때문과 외부의 낮은 압력 때문에 사람과 잠수정은 동시에 폭발하게 될 것이다.
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2009-04-01
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