바닷물을 한 모금 마셔 보면 누구나 짜다고 느끼지만, 정작 비가 내려 흘러드는 강물은 전혀 짜지 않아요. 짜지 않은 물이 계속 바다로 들어가는데도 바다는 왜 짠맛을 유지하고, 그 소금은 도대체 어디서 왔을까요. 이 질문에는 지구가 만들어질 때부터 지금까지 이어지는 화학 순환이 담겨 있어요.
이 글은 바닷물의 염분이 얼마나 되는지, 성분은 무엇인지, 어떻게 쌓였고 왜 일정하게 유지되는지, 바다마다 짠 정도가 다른 이유까지 순서대로 설명해요.
바닷물의 염분 농도는 얼마일까
바닷물의 평균 염분 농도는 약 3.5%로 알려져 있어요. 바닷물 1kg에 녹아 있는 염류의 양이 약 35g이라는 뜻이에요. 바닷물 1리터로 환산하면 티스푼으로 6~7숟가락 정도의 소금이 녹아 있는 셈이에요.
해양학에서는 염분을 퍼센트보다 천분율(‰)이나 실용염분단위(PSU)로 나타내요. 평균 3.5%는 35‰로 표기돼요. 이 숫자는 해양 어디를 가도 대체로 32~37‰ 범위 안에 들어와서 바다는 전반적으로 비슷하게 짜다고 할 수 있어요.
염분은 표면 해수 기준의 값이에요. 깊은 바다나 극지, 강 하구로 가면 조금씩 달라져요. 이 차이는 뒤에서 다시 설명할게요.
짠맛의 정체는 어떤 성분일까
짠맛의 대부분은 우리가 먹는 소금과 같은 염화나트륨(NaCl)이에요. 검색으로 확인한 자료들은 염화나트륨이 바닷물 염분의 약 85%를 차지한다고 설명해요. 나머지 15%는 다른 염류가 나눠 가져요.
해양학 교과서에서 흔히 인용하는 이온 조성은 다음과 같아요.
- 염소 이온(Cl⁻): 염분의 약 55%로 가장 많아요. 대부분 화산 가스로 나온 염소가 바다에 녹은 것이에요.
- 나트륨 이온(Na⁺): 약 30%예요. 암석 속 광물이 풍화되면서 녹아 나온 나트륨이 강을 따라 바다로 들어와요.
- 황산 이온(SO₄²⁻): 약 8% 안팎으로 세 번째로 많아요.
- 마그네슘과 칼슘, 칼륨: 각각 몇 퍼센트 이하로, 합하면 염분의 나머지를 채워요. 마그네슘 염이 바닷물의 쌉쌀한 뒷맛을 만들어요.
그래서 바닷물은 단순한 소금물이 아니라 여러 이온이 섞인 복합 용액이에요. 바닷물을 증발시켜 얻은 소금이 쓴맛이 나는 이유도 마그네슘 성분 때문이에요.
소금은 어디서 왔을까
바닷물이 짠 이유는 약 35억 년 전 지구 초기에 형성된 원시 해수에서 시작돼요. 검색으로 확인한 설명에 따르면 지각에 모인 원시 해수가 증발과 응축을 되풀이하면서 지각을 구성하는 현무암 등과 접촉했고, 그 과정에서 나트륨과 칼륨 같은 성분이 녹아 들어갔어요. 여기에 화산과 온천 활동으로 분출된 염산 가스가 대량으로 녹아 들면서 산성 바다가 암석과 반응해 소금기를 지닌 바다가 됐어요.
현재도 공급은 계속돼요. 나트륨은 암석 광물 가운데 흔한 원소로, 풍화 작용을 거쳐 빗물과 강물에 실려 바다로 흘러들어요. 염소는 대부분 지구 내부의 화산 가스에서 나와 빗물과 지표수에 녹아 바다로 공급돼요. 해저 화산과 열수 분출구도 바다에 염류를 보태요.
즉 소금의 두 성분은 출신이 달라요. 나트륨은 땅 위 암석의 풍화에서, 염소는 지구 내부의 화산 활동에서 왔고, 둘이 바다에서 만나 염화나트륨을 이뤘어요.
강물은 왜 짜지 않고 바다는 왜 계속 짠가
강물에도 미량의 염류가 녹아 있어요. 다만 농도가 매우 낮아 맛으로 느끼지 못할 뿐이에요. 문제는 그 강물이 바다로 들어간 뒤에 벌어지는 일이에요. 바다에서는 물만 수증기로 증발해 구름이 되고, 염류는 남아요. 수억 년 동안 이 과정이 되풀이되면서 염류가 바다에 농축됐어요.
그렇다면 바다는 계속 더 짜지지 않을까 하는 의문이 생겨요. 실제로는 염분이 거의 일정하게 유지돼요. 들어오는 염류의 양만큼 빠져나가기 때문이에요. 일부 염류는 조개와 산호가 껍데기를 만드는 데 쓰이고, 해저 퇴적물로 가라앉거나 해저 열수 반응으로 광물이 되어 바다에서 제거돼요. 만(灣)이나 얕은 바다가 증발해 소금 퇴적층을 만드는 경우도 있어요.
해양과학에서는 나트륨이 바다에 머무는 시간이 수천만 년에 이를 만큼 길다고 설명해요. 그래서 인류가 관측하는 시간 동안에는 바다의 염분이 사실상 변하지 않아요.
바다마다 염분이 다른 이유
바다의 평균은 3.5%이지만 지역에 따라 편차가 나요. 검색된 자료들도 열대와 아열대처럼 증발이 심하고 비가 적은 바다는 염분이 높고, 강물이 흘러드는 곳이나 빙하가 녹는 지역은 염분이 낮다고 설명해요.
- 증발이 많은 바다: 홍해와 지중해처럼 덥고 건조한 바다는 물이 빨리 증발해 염분이 평균보다 높아요. 홍해는 대략 4% 안팎으로 알려져 있어요.
- 강물이 많이 유입되는 바다: 발트해나 큰 강 하구처럼 민물이 많이 섞이는 곳은 염분이 크게 낮아요.
- 극지방: 빙하와 해빙이 녹으면 담수가 공급돼 표면 염분이 낮아지고, 바닷물이 얼 때는 소금이 빠져나가 주변 해수의 염분이 높아지기도 해요.
- 사해: 바다가 아닌 호수인데 증발이 매우 심해 염분이 30%를 훌쩍 넘고, 몸이 저절로 물에 뜰 정도로 밀도가 커요.
우리나라 주변에서도 서해는 큰 강이 흘러들고 갯벌이 넓어 동해보다 염분이 다소 낮은 편이에요. 같은 해역 안에서도 장마철에는 표층 염분이 눈에 띄게 낮아졌다가 회복되는 변화를 보여요.
정리하면 바닷물의 짠맛은 지구 초기 암석과 화산 가스에서 시작해 풍화, 증발, 퇴적이 균형을 이루며 유지되는 결과예요.