밀물과 썰물이 생기는 이유는 무엇일까

 

해수면이 높아져 해안의 바닷물이 육지 쪽으로 들어오는 것을 밀물이라 부르고, 그와 반대로 해수면이 낮아져 바닷물이 바다 쪽으로 빠지는 것을 썰물이라고 한다.

물론 바닷가에 물이 들어오고 나가는 건 당연히 받아들이지만 이유를 설명하라고 하면 어른도 쉽게 말할 수 없다. 이유는 달의 중력 때문으로  알고 있다. 하지만 밀물과 썰물은 어떻게 생기는 현상일까?

모세의 기적처럼 바다가 갈라져 땅이 나타나기도하고, 땅이었던 곳이 어느새 바닷물로 가득 채워 버리는 현상을 아이들이 보고 나에게 물었다. 하지만 아이들에게 쉽사리 설명하기란 참 어려운 것 같다. 이와 같은 현상이 생기는 이유는 다음과 같다.

우리가 알고 있는 지구와 달은 중력에 의해 서로 끌린다. 지구는 더 크고 중력도 강하기 때문에 달은 지구 주위를 돌지만 달의 중력도 지구에 명확한 영향을 미친다. 바다가 달을 향해 부풀어 오르는 것은 알기 쉽다. 이것은 달의 중력이 강하고, 바닷물이 달을 향해 약간 움직이고 있기 때문이다.


참고-만유인력의 법칙

<17세기 영국의 과학자 뉴턴이 만유인력의 법칙을 발견했다. 질량을 가진 모든 물질 사이에는 인력이 있는데, 그 크기는 물질의 질량에 비례하고 거리의 정사각형에 반비례한다. 즉, 물체가 무거울수록 거리가 가까울수록 그 힘이 더 많이 끌어당기는 것이다.>

---

그 반대편에 있는 바닷물이 팽창하는 현상은 좀처럼 이해할 수 없다. 비교적 거리가 짧기 때문에 달의 중력은 약하지만 팽창할 이유는 없는 것 같다. 여기에 작용하는 힘은  관성이기 때문이다.

달이 지구를 이끄는 힘은 지구에서의 위치에 따라 결정된다. 가까운곳은 세게 끌어당기며, 먼 곳은 약하게 당긴다. 하지만 단단한 지구는 너무 굳어 뭉친 채 달을 향해 끌려갈 정도이다. 반면 달 반대편 바다는 관성에 따라 비교적 적게 끌려간다. 바다보다 고체인 지구가 끌리기 때문에 바닷물은 불어나는 것이다.

그 결과 바다는 지구와 달을 잇는 직선으로 양쪽으로 부풀어 오르고, 수직 방향으론 얕아진다.

지구는 하루에 1번 자전하는데 밀물을 두번, 썰물 또한 두 번을 볼 수 있는 것일까라고 생각할 수도 있다.

그 이유는 아래에 설명되어 있다. 달은 지구 주위를 공전한다고 하지만 달의 무게는 지구에 비해 무시할 수 없기 때문에 그림의 점 G를 중심으로 달과 지구가 함께 공전하고 있다. 그래서 A지점에서는 달이 끌어당겨 물이 부어오르지만 B지점에서는 지구가 공전하는 원심력으로 인해 물이 늘어나게 되는것이다. 그렇게 되면 그림과 같이 C 지점과 D 지점에는 물이 적어지는 썰물 현상이 발생하는것이다.

 

이제 아이들이 물어볼 때 자세히 설명할 수 있게 꼼꼼히 읽어보고 숙지했으면 좋겠다. 아이들은 부모는 뭐든지 다 아는 줄 알아서 마냥 모른다고만 하면 실망할 수도 있다. 이와 같은 때를 대비해서 알지만, 헷갈리는 지식들은 미리 숙지해두면 설명해줄 때 도움이 될 것 같다. 그래서 난 미리 알아둬서 척척박사 부모 인척 코스프레를 할 수가 있다.