제종길의 끝장난 바다 | ⑤ 미니 대양, 동해 제대로 알기 프로젝트 출범

2025-06-20 제종길

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동해는 크기나 연결성에서는 대양에 비할 수 없지만, 심층 순환이 있고, 자체 해수 구조를 형성하며, 독립된 생물지리학적 경계를 가진 해역으로, ‘미니 대양’ 또는 ‘대양의 축소판’이라 부를 만한 자격을 갖추고 있다. 반폐쇄성 바다, 동해는 해양에서 일어나고 모든 요소가 다 있는 곳이자 현장 접근이 쉬운 곳이라 최적의 기후변화 예측 모델을 구축할 수 있는 최고의 장소이다.

제종길 박사는 건국대학교에서 생물학을 전공하고, 서울대학교 대학원에서 해양생태학 박사학위를 취득한 해양학자이다. 1984년부터 약 20년간 한국해양연구소에서 책임연구원으로 재직했으며, 2001년 대통령 산업포장을 수상했다. 2004년 제17대 국회의원으로 당선되어 ‘국회바다포럼’과 ‘국회기후변화포럼’을 창설했고, 2014년에는 제13대 안산시장으로 당선되어 '에너지 정책 전환을 위한 지방정부협의회'를 주도했다. 전국시장군수구청장협의회 사무총장(2019~2021), 지속가능발전위원회 위원장(2021)을 지냈으며, 현재는 (사)도시인숲 이사장과 수중환경과학협의회 회장으로 활동하고 있다. 저서로는 『숲의 도시』(2022), 『도시재생학습』(2018), 『도시 견문록』(2014), 『도시 발칙하게 상상하라』(2014), 『환경박사 제종길이 들려주는 바다와 생태이야기』(2007), 『이야기가 있는 제주바다』(2002), 『우리바다 해양생물』(공저)이 있으며, 해양과 도시의 생태적 상상력을 연결하는 데 주력하고 있다.

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연재 기사

④ 우리 바다 해양 생물자원을 정밀하게 파악하자

③ 블루카본, 블루이코노미를 키우려면 블루솔루션

② 기후위기에 취약한 우리 바다

① 갈림길에 선 해양, 다른 바다도 알아야 한다

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동해, 수수께끼의 바다

동해라는 말만 들어도 마음이 웅대해진다. 마치 만주에서 광활한 벌판을 바라보는 느낌과 비슷하다고 할까? 우린 동해를 고려해, 창해, 오리엔탈씨, 조선해 등으로 불러왔다. 너무나도 독특한 바다가 만 년이나 우리 곁에 있었다. 서해와는 달리 동해는 우리나라와 북한 그리고 일본, 중국, 러시아가 이해관계를 맞대고 있는 공간이라 세계의 이목이 몰리는 곳이다. 세계적으로 저명한 동해 전문가 ‘니시무라 사부로(西村三郎)’는 그의 저서 『일본해의 성립―생물지리학으로부터의 접근(日本海の成立―生物地理学からのアプローチ)』(1974)’에서 동해를 ‘수수께끼의 바다’라 하며, 예전에 아무런 교류가 없었던 태평양보다 훨씬 많았던 동해가 일본의 현관이라고 했다.

맑고 투명한 우리 바다, 동해. 모처럼 파도가 자고 잔잔하니 어디가 하늘이고, 어디가 바다인지 모르겠다. 자세히 보면 멀리 수평선에 오징어잡이 배들이 보인다. 사진_ 울릉도 추산에서 제종길

반폐쇄형 바다 동해, 한반도 면적의 5배 정도

알게 될수록 더 신비하게 여겨질 동해에 대해서 찬찬히 알아보자. 동해는 반폐쇄형 바다다. 해안으로부터 좁은 대륙붕과 가파른 대륙사면 그리고 넓은 심해 해양분지—울릉분지, 야마토분지, 일본분지로 이어진다. 총면적은 약 107만2000㎢으로 한반도 면적(약 22만0000㎢)의 약 다섯 배 정도이고, 우리 관할 해역은 12만447㎢이니 동해의 11% 정도다. 전체 해역의 용적은 약 820만㎦로 어마어마한데 전반적으로 수심이 깊어서 그렇다.

위의 세 분지는 전체의 약 30%나 된다. 바다의 북부에 있는 일본분지는 수심대가 3000m 이상이고 면적도 전체 분지의 절반을 차지한다. 최고 수심은 동해분지(일본분지)에서 측량된 3762m이고, 전체 평균 수심은 약 1700m이다. 우리 해역의 평균 수심은 500∼1000m이고, 동해안과 울릉도 사이에 있는 울릉분지에서 가장 깊은 곳은 2600m 전후이지만 해역 전체에서 가장 깊은 곳은 울릉도 북부의 우산해곡(Usan Trough)에서 측정한 2985m이다(독도정보시스템과 국립해양조사원 자료에서 인용). 잘 아는 것처럼 영해는 기선으로부터 12해리(약 22.2㎞)까지 확장된 해역을 말하며, 동해의 영해 면적은 약 5만㎢(전체 면적의 약 4.7%)이다.

위 지도는 동해와 한반도 주변 해역을 한번에 볼 수 있다. 동해의 네 좁은 통로의 위치를 알 수 있다. 동해 내의 진한 색은 분지를 나타낸 것인데 크기보다는 위치만을 확인하기 바란다. 실선이 세 종류가 있는데 연안에서부터 수심 200m, 1000m, 3000m를 나타낸 것이다. 수심이 깊어질수록 실선이 굵어진다. (이 지도는 책 니시무라 사브로 지음, 『세계의 생태계 26: 하구와 반폐쇄성 바다(Estuaries and Enclised Seas』(1983)의 '15장: 오츠크해, 동해(일본해), 동지나해'에 실린 지도를 인용함.)

동해 지도(a)와 울릉분지 주변 남동부 한국 대륙 주변부 지도(b)는 동해의 남부해역으로 울릉분지의 위치를 볼 수 있다. 수심 등고선(미터)은 평균 해수면을 기준으로 한다. 수심을 색의 농담으로 표시하였는데 위 흑백 지도와 비교해 보면 이해가 쉽다. 분지도 보여 주는데 동해분지(East Sea Basin)를 일본에서는 일본분지라고 한다. 지도_윤현호 등(2022)의 논문에서 인용함.

물이 가득한 수조에 아주 얕은 네 곳의 수로로 물이 들고나는 꼴

동해는 네 곳의 좁고 수심이 낮은 해협으로 다른 바다와 소통한다. 남쪽에서 대한해협(Korea Strait, 최대 수심 약 230m / 평균 수심 약 90~100m, 위 흑백 지도 6과 7)이, 대륙과 사할린 사이에는 타타르 해협(Tatar Strait, 최대 수심 약 100m / 평균 수심 보통 약 50–70m, 흑백 지도 3)이, 사할린과 홋가이도 사이에는 소야해협(Soya Strait, 약 120m / 평균 수심 약 55m, 흑백 지도 4)이, 그리고 홋가이도와 혼슈 사이에는 츠가루 해협(Tsugaru Strait, 최대 약 450m / 평균 수심 약 130m, 흑백 지도5)을 통해 외해와 연결된다. 그러므로 물이 가득한 수조에 아주 얕은 수로를 통해 물이 들고난다고 생각하면 외해와는 소통이 수표면에서만 이루어진다는 것을 알 수 있다. 이 점만을 잘 이해하면 동해에 대해서 반 이상을 아는 것으로 봐도 된다.

동해 고유수가 해저에 두텁게 분포

동해가 담수호였던 시기가 있었던 것으로 추정된다. 약 2만 년 전에서 1만 년 전 사이, 즉 ‘최후최대빙하기(LGM, Last Glacial Maximum)’ 무렵이다. 당시 지구의 평균기온이 낮아 극지방의 얼음이 확장되면서 해수면이 지금보다 약 120~130m 낮았다. 이에 따라 현재의 동해와 외해를 연결하는 네 해협이 육지로 드러나거나 매우 얕아져, 동해가 외해와 단절된 폐쇄성 바다 혹은 큰 담수호로 바뀌었을 가능성이 있다.

실제로 이 시기의 해양퇴적물 분석 등을 통해 염분 농도가 크게 낮은 해수의 흔적을 발견했다. 약 1만 년 전, 빙하기가 끝나면서 해수면이 상승했고, 다시 해협들을 통해 태평양과 연결되면서 해수가 밀려 들어와 오늘날의 해양환경을 갖게 되었다. 수온은 수심 200~800m에서는 1~5°C로 급격히 떨어지고, 800m보다 깊은 곳에서는 거의 빙점에 가깝게 떨어져 일정하게 유진된다. 이를 우리는 ‘동해 고유수(proper water)’라고 한다. 제한된 해수교류와 독특한 내부 해수순환에 기인한 것이다. 이는 대서양의 심층수와 유사하게 수백 년의 순환 시간을 가지며, 다른 해역과 달리 자체적인 심층수 재생이 가능한 구조다. 그러니 대한해협으로부터 상시 난류가 유입되어도 깊은 곳의 물과는 섞이지 않는 것이다.

우리나라의 영해와 관할 해역을 나타낸 지도. 한국과 일본의 경계는 독도와 오키섬의 중간 선이다. 동해가 세 바다 중에서 제일 작다. 이 지도를 통해서 울릉도와 독도가 없었다면 어찌 되었을까? 두 섬의 가치를 지도를 통해서 알 수 있다. 자료_국토지리정보원과 국립해양조사원(2013)에서 인용함.

동해에는 3500여 종의 동물과 800여 종의 식물이 산다

이렇게 젊은 동해에서 과거에 살았던 화석 종이나 현생 종들은 주변 해역(서해, 오호츠크해, 태평양)의 종들과 비교하면 뚜렷한 차이를 보인다. 또한 토층에서는 영양염이 풍부하여 동·식물플랑크톤의 생장을 촉진, 상위 먹이사슬로 연결되는 생산성 높은 생태계를 형성한다. 동해는 난류와 한류가 만나서 교차하는 곳이다. 대마난류는 동해에 진입하여 동해수와 섞여 흐르는 동한난류와 북한 해안선을 따라 남하하는 북한한류가 역시 섞여서 만들어진 동한한류가 바다 한 가운데서 만난다.

이런 곳에서는 환경의 구배가 가팔라서 보통 이 주변 해역에서는 생물다양성이 높다. 그러니 생태적으로도 주목받게 마련이며, 다양한 수온을 가진 표층과 그 아래의 깊은 수심대에는 상이한 어종들이 산다. 동해에서는 약 3500여 종의 동물과 800여 종의 식물이 보고되었으며, 그중 약 1000여 종은 갑각류다. 오징어, 대구와 연어 등을 포함한 풍부한 어패류와 해양포유류들도 산다.(EBSCO 정보센터 자료 인용)

한국 주변 해역의 해류 지도. 구로시오(Kuroshio)가 분지된 대마난류(Tushima Warm Current)에 나온 동한난류(East Korean Warm Current)를 볼 수 있다. 자료_ 국립해양조사원(2016)에서 인용함.

동해는 독립적인 해양생물지리구

동해는 독특한 해양 환경 특성을 가져 생물지리 연구를 하기에 좋은 대상이다. 환경이 균일하지 않은 바다에서 사는 생물들의 분포와 그 역사를 보고 해역을 구분하려는 시도가 생물지리연구다. 해양생물들은 환경에 의존적이기 때문이다. 난류의 세력이 센 해역에는 출현종 대부분이 온대종인 반면에 난류의 영향이 아주약한 곳의 종들은 북방종(北方種), 즉 한대나 한온대 해역에 사는 종들이 주였다. 그리고 이 난류가 일정한 흐름을 유지하지 않고 동해에서 수표면에서 다양한 궤적을 형성하며 흐른다. 그러므로 어류와 바닥에 사는 저서동물을 대상으로 생물분포를 조사하면 뚜렷하게 차이가 나는 경우가 많다.

그러나 크게 보면 차고 따뜻한 두 수괴가 만나는 지점에 수온과 염분의 격렬한 혼합이 일어나는데 이곳을 넘어서지 못하고 죽는 종들, 특히 동물프랑크톤들이 있다. 이런 곳을 교합점(nodal point)라고 하고, 죽는 종들에게는 생태장벽이 되지만 살아남은 종들은 지점으로부터 양쪽으로 다양한 분포 유형이 펼쳐진다. 이동이 원활하지 않은 저서생물에서 잘 볼 수 있다. 바로 대한해협 출구와 동해 입구에서 점진적으로 종 구성이 변하는 점이역이 존재한다. 위의 니시무라는 생물지리학자 입장에서 동해를 하나의 독립적인 해양생물지리구(Sea Zoogeographical Region)로 제안했다.

시계 방향으로 도는 물 소용돌이가 생태계 전반에 영향을 미친다

울릉도와 독도 주변은 ‘울릉 난수성 소용돌이(Ulleung Warm Eddy)’와 ‘독도 냉수성 소용돌이(Dok Cold Eddy)’의 영향을 받아 수온과 염분이 자주 변동하며, 역시 변화무쌍한 제공하여 자주 생물상이 교체되게 한다. 신홍렬 등의 연구(2019)에서 “‘울릉 난수성 소용돌이’가 동한난류와 연결된 분포는 전체 소용돌이 숫자의 81%를 차지하며, 동한난류로부터 완전히 분리된 형태는 7%에 불과하다. 이 소용돌이가 동한난류로부터 형성될 당시에는 그 내부에 고온고염의 대마난류 특성을 보유하지만, 월동하게 되면 내부구조가 크게 변한다.”고 했다.

평균 직경은 약 100㎞, 평균 수명은 약 8~9개월이다. 시계 방향으로 도는 소용돌이는 단순한 해류가 아니라 열, 염분, 영양염류를 수평·수직으로 운반하며 울릉도 주변 해양 환경에 큰 영향을 미친다. 대마난류가 대한해협을 통해 동해로 유입되면서, 울릉도 동쪽 해역에서 해저지형과 해류의 상호작용에 의해 소용돌이가 형성된 것이다. 최근에는 기후변화로 인해 소용돌이의 형성 빈도, 크기, 수명이 변하고 있으며, 이는 동해 생태계 전반에 큰 영향을 미칠 수 있다.

그림 위: 동한난류(EKWC) 분포에 따른 세 가지 '울릉 난수성 소용돌이(UWE) 패턴의 도식. (A) 결합 패턴, (B) 온난 스트리머 패턴, (C) 독립 패턴. 검은색 화살표는 동한난류와 대마난류의 본류를, 빨간색 화살표는 울릉 난수성 소용돌이를 나타낸다.

그림 아래: 동한난류(EKWC) 분포에 따른 네 가지 유형의 UWE 패턴. (A) 유형 Ⅰ(EKWC에 의해 포함된 패턴), (B) 유형 Ⅱ(EKWC에 의해 연결된 패턴), (C) 유형 Ⅲ(따뜻한 스트리머 패턴), (D) 유형 Ⅳ(독립 패턴). 검은색과 흰색 화살표는 각각 동한난류(또는 대마난류)의 본류와 '울릉 난수성 소용돌이(UWE)'를 나타낸다.  자료_신홍렬 등, 2019의 논문에서 인용함.

겨울 남해 비진도 다이빙에서 만난 털게

그렇지만 우리가 해류만으로 생물의 분포를 다 예측할 수 없는 한계가 존재한다. 그래서 어려운 것이다. 1985년으로 기억되는데 한 겨울에 남해 비진도로 다이빙을 갔었다. 하루는 섬의 동쪽 자갈해안에서 입수하여 수심 10m 정도 내려 갔을 때 많은 털게를 발견하였다. 바닥에서 슬금슬금 기어 다니니 잡기도 쉬웠다. 몇 마리를 잡아 어민들에게 보였더니 겨울에만 볼 수 있는 털게로 통영 앞바다에서 잡힌다고 하였다. 도감을 찾아보니 동해 북부에서 많이 나고 속초와 포항에서 채집된 기록이 있었다. 주 분포대가 캄차카반도와 홋카이도 등 북방 해역이었다. 인터넷에선 국내에선 영일만 이북 해역에서 분포한다고 했다. 몇 해 전에 속초 시장에서 판매되는 것을 목격한 적도 있다.

왜 이종을 언급했는가? 일부 국내 학자들이 글에 따르면 겨울에 동해에서 분포하는 북방종들이 남해 해안을 따라 남하하는 종이 있다고 해서다. 이것이 해안을 따라 흐르는 해안류 때문인지, 수심이 얕은 곳에서 겨울에 동해 연안과 비슷한 수온이 형성되었기 때문인지 궁금하다.

털게, 지금도 거진항에서 어획된 개체를 볼 수 있다고 합니다. 사진 김광복

영덕 주변 해저에서 발견된 말미잘 우점 군집이다. 레저 다이빙을 즐기는 다이버들에게 인기가 많은 곳이다. 사진_김광복

기후변화, 18℃ 이상인 해역의 면적이 2000년대 대비 2배 이상 증가

우리 동해를 새롭게 주목하는 이유는 기후변화 때문이다. 국립수산과학원(2024)에 따르면 수온 상승으로 인해 최근 10년간 동해의 해양기후 확장 속도는 49.5㎞/10년으로, 2010년대보다 2배 이상 빨라졌다고 한다. 이는 일정 수온의 기준선이 북쪽으로 빠르게 확장되고 있다는 뜻이다. 18℃ 이상 수온의 해역 면적이 2000년대 대비 2배 이상 증가했다. 이는 난류성 어종의 북상과 한류성 어종의 분포 감소로 이어질 수 있고, 동해의 먹이망 구조에도 영향을 미칠 것으로 보았다. 식물플랑크톤의 출현량의 변동과 종 구조 변화, 해파리나 외래종의 증가 등 큰 폭의 변화가 해역을 옮겨가며 빠르게 일어나고 있다.

대양이나 다른 지역해와 확연히 다른 특성을 가진 동해에서 기후변화는 해류 순환과 생태계 구조의 변동을 초래하고 그에 따른 다양한 변화를 일으키게 된다. 온난화에 따른 표층해수 온도 상승으로 표층이 불안정해지고 그에 따른 영양염 공급에도 변화가 일어난다. 한반도 주변 해역은 온난화가 빠르게 진행되고 있는 대표적 해역으로 알려져 있으며, 특히 동해는 전 세계적으로도 가장 빠르게 온난화가 진행되고 있다. 현재 난류성 어종들의 대량 어획되는 현상과 어류 군집 분석으로도 쉽게 알 수 있다.

국립강릉원주대학교가 수행한 ‘기후변화에 의한 동해생태계에 관한 연구’의 보고(2024)에서는 “기후변화에 따른 해양생태계 반응은 ‘온도변화에 따른 재생산력 변동과 같은 직접적인 영향’, ‘생태계 구조와 먹이망의 장기적인 변화’ 등과 같이 다양하게 나타난다. 따라서 기후변화에 대한 해양생태계 변화의 지표생물을 선정하고 이들의 생물학적 특성 파악과 이들의 생태적 기능변화가 상하 이동 과정을 통해 생태계 전체 관점에서 어떠한 영향을 끼치는지 종합적인 평가가 중요하다.”고 하였다.

2000년과 2020년에서 각각 4년간 수온변화를 나타낸 지도. 모두 20년 동안 수온이 상승하였고, 가장 상승 폭이 큰 해역은 동해 남부로 나타났다. 자료_한국해양과학기술원 등(2024)이 분석한 자료를 인용함.

57년간 동해의 표층 수온은 2.04°C 상승, 지구 평균보다 2배

지난 57년간 동해의 표층 수온은 약 2.04°C 상승했으며, 이는 전 지구 평균보다 2배 이상 빠른 속도이다. 표층과 아표층(100m까지) 간 수온 차이도 증가하면서 수직 혼합이 약화되어 영양염 공급이 줄어드는 현상이 나타나고 있다. 어종의 변화 때문만인지 확실히 알 수는 없지만, 국립수산과학원에서는 1980년대 151만 톤이던 연근해 어획량이 2020년대에는 91만 톤으로 줄었던 것이 2024년에 84.1만 톤으로까지 줄었다고 한다.

해양 먹이망에서 일차생산자인 식물플랑크톤의 감소와 함께, 해양 생태계의 전반적인 생산성이 저하되고 있는 것으로 보았다. 동시에, 해파리와 외래종의 증가는 상위 포식자 종 구성의 변화가 일어나 생태계 균형에 영향을 미치고 있을 것으로도 보았다. 그러니 수산생물의 구조 변화는 단순한 생물다양성의 문제가 아니라, 어업과 지역 경제에도 커다란 영향을 미칠 수밖에 없다. 동해도 위험한 것이다.

왼쪽 사진은 2023년 8월과 9월 사이 표층수온의 평균이고, 오른쪽은 1977년부터 2022년(26년간)까지의 평균 표층 수온 표준편차이다. 동해의 수온의 온난화 현상을 확실하게 알 수 있고 왼쪽 그림에서는 유독 동해에서 붉게 나타났다. 수온상승이 상대적으로 컸다는 것이다. 자료_국립수산과학원(2023)에서 인용함.

북극항로, 북동항로가 동해로 통한다

동해를 주목해야 하는 이유는 지리적, 경제적, 생태적, 그리고 정치·외교적인 측면 등으로 볼 때 중대해서다. 동해와 북극항로(Arctic Sea Route 북극해를 통과하는 여러 항로)와 북동항로(Northern Sea Route, NSR 러시아 북극해 연안을 따라가는 특정 항로)는 동해와도 밀접한 연결고리를 가지고 있다. 동해는 북극항로의 남방 연결지점(hub)이고, 동해의 물류 전략적 가치가 증대하고, 한국 중심의 동해–러시아 극동지역–북극항로 간 복합 물류 네트워크 구축이 가능하며 동해안 항구가 발전할 수 계기가 된다. 무엇보다도 기후변화와 동해 생태계–북극권과의 연계 연구에 초점을 맞출 수 있는 계기가 마련된다는 점이다. 또한 동해를 통해서 남방 무역로를 개척했던 해양국가 발해의 정신도 이어받으면 새로운 동해안 시대도 맞이하게 될 것이다.

울릉도 도동항에서 오징어를 말리는 전경이다. 울릉도에서 어업 생산량은 예전만 못하다. 동해의 환경변화가 미친 영향으로 추정하고 있다. 사진_ 제종길

동해에 대해서 잘 아는 것과 동해를 잘 보전하고 동해를 국민들에게 잘 알리고 자긍심을 부여하는 일도 독도를 지키는 일이 된다. 사진_ 제종길

'우리 바다, 동해 프로젝트' 사업단을 구성해 새로운 동해 시대를 열자

앞서 설명한 여러 가지 사항들을 종합적으로 볼 때 동해는 크기나 연결성에서는 대양에 비할 수 없지만, 심층 순환이 있고, 자체 해수 구조를 형성하며, 독립된 생물지리학적 경계를 가진 해역으로, ‘미니 대양(mini ocean)’ 또는 ‘대양의 축소판(miniature of an ocean)’이라 부를 만한 여건을 갖추고 있다. 반폐쇄성 바다, 동해는 해양에서 일어나고 모든 요소가 다 있는 곳이라 현장 접근이 쉬운 곳이나 최고의 기후변화 예측 모델을 구축할 수 있는 최적의 장소이다.

오랫동안 마음속에만 담아 두었던 동해에서 해양 강국의 꿈을 다시 키워 나가고, 우리 곁의 심해저를 직접 탐사하여 그 현장을 직접 볼 수 있는 이벤트를 만들어 해양이 중요하다는 것을 국민에게 알리는 것이 꼭 필요하다. 이렇게 해야 독도도 굳건히 지킬 수 있다. 그러기 위해서 ‘우리 바다, 동해 프로젝트’를 실행하기 위한 사업단(기존의 동해 연구기관들을 포괄)을 구성하여 △기후변화 대응/적용, △동해 심해저 탐사(Go 4,000 Project), △동해안 생태계복원과 주요 고유종 복원사업, △독도 주변 해역 광역 보호구역 지정, △동해 물류 거점 만들기 프로젝트, △발해의 해양 활동 연구 등 사업을 추진하여 새로운 동해 시대를 연다.