Cindy Van Dover는 심해에 대해 많은 것을 알고 있습니다. 하지만 그녀는 바다 생물을 사냥하는 동안 200년이 넘은 난파선을 발견할 것이라고는 전혀 예상하지 못했습니다.
때는 2015년 7월이었습니다. 밴 도버와 다른 심해 생물학자들은 연구선을 타고 노스캐롤라이나 연안을 항해하고 있었습니다. 그들은 1.6킬로미터(1마일) 이상 아래로 해저에 연결된 케이블인 과학적 계류를 찾고 있었습니다. 케이블에 부착된 장비는 해류에 대한 데이터와 플랑크톤이라는 작은 생물 샘플을 수집했습니다. 그러나 과학자들은 훨씬 더 중요하고 흥미로운 것을 발견했습니다. 그들은 벽돌 더미, 나무 들보, 유리병, 금속 나침반을 발견했습니다. 그것은 난파선이었고 아마 200~300년 된 것입니다.
생물 학자들이 심해에서 샘플을 수집하기 위해 가져온 두 대의 수중 차량이 난파선을 찾는 데 도움이 되었습니다. 먼저 해저 로봇이 잃어버린 계류장처럼 보이는 사진을 돌려보냈습니다. 그런 다음 두 명의 잠수부가 더 큰 차량을 타고 내려갔습니다. 그 시점에서 그들은 해저에서 배의 유해를 염탐했습니다.
온 연구자들은 난파선을 다시 방문할 계획입니다. 이번에는 배의 임무에 대한 단서를 찾기 위해 정찰할 것입니다. 유럽, 카리브해, 북미 사이에 상품을 운반하는 무역선이었을 것입니다.
고고학자들은 인간이 한때 살거나 여행했던 장소를 연구함으로써 과거에 대해 배웁니다. 수중 세계는 이에 대한 단서를 찾기에 좋은 장소입니다. 특히 침몰한 선박에서 그렇습니다. “난파선은 우리가 고대 문명을 이해하는 데 도움이 되는 정보의 묶음입니다.”라고 Brendan Foley는 말합니다. 그는 매사추세츠에 있는 Woods Hole Oceanographic Institution의 고고학자입니다.
최근까지 스쿠버 다이빙은 수중 사이트를 탐험하는 유일한 방법이었습니다. 스쿠버 다이버는 등에 묶인 탱크에 압축된 공기를 호흡합니다. 그러나 특별한 장비와 훈련을 받은 탐험가라도 기껏해야 200~300피트까지만 내려갈 수 있었습니다. 깊은 물에 있는 난파선은 도달할 수 없었습니다.
그러나 오늘날의 새로운 장비는 다이버들이 더 깊이 들어가 더 오래 잠수할 수 있도록 도와줍니다. 수중 차량은 스쿠버 다이빙을 하기에는 너무 깊은 도달 범위를 가져옵니다. 그리고 고고학자들은 그들이 발견한 것을 분석하기 위해 진보된 실험실 방법을 사용하고 있습니다. 배의 닻에 있는 금속이나 항아리 안에 있는 음식의 화학적 흔적을 통해 그 물체가 어디에서 왔는지 알 수 있습니다. 깊은 수중에 묻혀 있는 오래 전에 죽은 식물의 작은 조각조차도 인류 역사에 대한 큰 놀라움을 나타낼 수 있습니다.
바다에서의 서프라이즈
Van Dover는 N.C. Durham에 있는 Duke University Marine Laboratory를 지휘합니다. 그녀는 North Carolina 난파선을 발견한 생물학 원정대를 이끌었습니다.
“우리는 계류장이 어디에 있어야 하는지 알고 있었지만 찾을 수 없었습니다.”라고 그녀는 말합니다. 유람선에 탑승한 한 대학원생은 계류장을 찾기 위해 Sentry라는 수중 로봇을 보낼 것을 제안했습니다. 기술자는 Sentry가 스스로 수영하도록 프로그래밍할 수 있습니다. 로봇의 카메라는 사이드 스캔 소나(SO-narh)라는 방법을 사용하여 디지털 사진과 지도를 생성합니다. 이 기술은 “핑”이라고 하는 소리의 펄스를 물을 통해 이동할 때 양쪽으로 보냅니다. 음파가 반사되면 Sentry는 음파가 얼마나 강한지 측정합니다. 바위나 난파선과 같은 단단한 물체는 모래보다 더 많은 소리를 반사하므로 더 강한 신호를 보냅니다. Sentry는 이러한 에코를 사용하여 해저 사진을 만듭니다.
연구팀은 계류장이 있어야 한다고 생각하는 지역을 수색하도록 Sentry를 프로그래밍했습니다. 한 이미지는 케이블처럼 보이는 것을 보여주었습니다. 그런 다음 두 명의 잠수부가 자세히 살펴보기 위해 Alvin이라는 연구용 잠수함을 타고 내려갔습니다. Van Dover는 “그것은 난파선으로 이어진 큰 사슬로 판명되었습니다.”라고 말했습니다. “그때 우리는 꽤 오래된 보트를 가지고 있다는 것을 알았습니다.”
Van Dover는 수년 동안 심해저를 연구했으며 Alvin에서 많은 다이빙을 했습니다. 그녀는 난파선이 200년 이상 지속되었다는 사실에 놀라지 않았습니다. “그 깊이의 물은 매우 차갑습니다. 약 섭씨 4°[화씨 39°]”라고 그녀는 말합니다. 영하의 온도는 재료가 분해되는 속도를 늦추어 난파선을 보존하는 데 도움이 됩니다. 해류는 퇴적물이 난파선을 파묻는 것을 막았고 깊은 물은 표면 폭풍으로부터 그것을 보호했습니다.
Van Dover를 놀라게 한 것은 난파선이 너무 오랫동안 감지되지 않았다는 것입니다. 그것은 그녀가 연구하고 다른 크루즈에서 매핑한 사이트에서 약 100미터(330피트) 떨어져 있습니다. 축구장보다 약간 짧습니다. “하지만 우리는 난파선을 잡지 못했습니다.”라고 그녀는 말합니다. “그것은 심해에 얼마나 많은 비밀이 있는지 보여줍니다.”
고대 곡물
난파선처럼 해안선 근처 지역에는 보물이 있습니다.
인간은 수천 년 동안 해안을 따라 살았습니다. 그러나 지구의 해안선은 변합니다. 과거에 여러 번 행성의 온도가 식었고 바다의 일부 물이 얼었습니다. 전 세계 해수면이 낮아져 새로운 땅이 드러났습니다. 사람들은 이 해안 지역에 정착했습니다. 나중에 빙상이 녹고 해안 근처의 정착촌이 침수되었습니다.
침수된 사이트에는 이제 과거 정착지에 대한 단서가 포함되어 있습니다.
Robin Allaby는 영국 Coventry에 있는 University of Warwick의 식물 과학자입니다. 그는 사람들이 식량 사냥에 의존하는 대신 농작물 재배를 시작했을 때를 연구합니다. 그는 오래 묻힌 식물과 식물 부분의 유전 물질로부터 인류의 역사를 재구성하려고 시도합니다.
과학자들은 작물로 경작되고 경작된 식물이 야생 조상과 다르게 변하거나 진화하기 때문에 이것을 할 수 있습니다. 예를 들어, 큰 옥수수 속과 알갱이가 많은 옥수수를 얻기 위해 농부들은 다음 계절에 기르기 위해 매년 가장 좋은 식물의 씨앗을 저장했을 것입니다. 이러한 소중한 특성은 옥수수 유전자의 변화를 반영합니다.
과학자들은 사냥에서 농업으로의 전환이 다른 변화를 촉발할 수 있기 때문에 이러한 종류의 정보에 관심이 있습니다. 먹이를 찾기 위해 소그룹으로 돌아다니는 대신 사람들은 한 곳에 머물면서 더 큰 공동체에서 살 수 있습니다. 하지만 그 변화는 쉽지 않다. 사냥꾼은 고기를 많이 먹습니다. 농부들은 철분과 같은 일부 주요 영양소가 부족한 식물을 더 많이 먹습니다. “역사를 살펴보면 이러한 전환 과정에서 많은 건강 문제를 볼 수 있습니다.”라고 Allaby는 말합니다.
그는 해저 사이트를 “자연의 냉장고”라고 부릅니다. 그들은 고대 식물의 일부를 찾기에 좋은 장소입니다. 최근 Allaby는 University of Bradford 및 영국 해양 고고학 트러스트의 고고학자들과 함께 작업했습니다. 그들은 모두 사람들이 영국에서 언제 처음으로 농사를 짓기 시작했는지 알고 싶어했습니다. 그들은 Bouldnor Cliff라고 불리는 영국 해협의 한 장소에서 물 속에 묻힌 토양에서 샘플을 채취했습니다. 해수면이 낮았던 수천 년 전에 사람들이 그곳에 살았습니다.
8,000년 된 토양은 조밀한 퇴적물로 봉인되었습니다. “우리는 그것이 방해받지 않았다는 것을 알고 있었습니다.”라고 Allaby는 말합니다. 샘플에는 고대 식물의 DNA가 포함되어 있습니다. 식물을 식별하기 위해 과학자들은 DNA 시퀀싱이라는 실험실 방법을 사용했습니다. 그들은 참나무와 같은 특정 종에 고유한 패턴을 찾기 위해 DNA 조각을 조사했습니다. 대부분의 DNA는 8,000년 전 영국에서 흔히 볼 수 있었던 식물과 나무에서 나왔습니다. 그러나 놀라운 사실도 있었습니다. 일부 DNA는 두 가지 유형의 양식 밀에서 나왔습니다.
그게 왜 놀라울까요? 역사가들은 사람들이 약 6,000년 전까지 영국에서 농사를 짓기 시작하지 않았다고 생각합니다. 그 이전에는 식용 식물을 사냥하고 낚시를 하고 채집했습니다. 농작물 재배는 중동에서 시작되었고 유럽 전역에서 서서히 확산되었습니다. 그러나 이 수중 지역에 있는 8,000년 된 밀 DNA는 중동에서 자라던 밀과 일치했습니다. 그것은 역사가들이 믿었던 것보다 적어도 2,000년 일찍 농업이 영국에 도달했을 수도 있다는 것을 의미했습니다!
그러나 농부들이 Bouldnor Cliff에서 밀을 재배했다면 토양 샘플에도 밀 꽃가루가 포함되었을 것입니다. 꽃가루는 식물이 꽃을 피울 때 방출하는 “수컷” 세포의 가루입니다. 바람이나 꿀벌과 같은 수분 생물이 꽃가루를 다른 식물로 옮기면 그 식물의 암컷 부분에 수정이 됩니다. 과학자들은 밀 꽃가루를 발견하지 못했습니다. 따라서 Allaby는 토양 샘플의 밀이 Bouldnor Cliff에서 자라지 않았을 수 있다고 말합니다. 그는 그것이 유럽에서 넘어온 상인들에게서 나왔을 것이라고 생각합니다.
그것은 영국이 8,000년 전에 유럽의 나머지 지역과 단절되지 않았음을 보여줄 것이기 때문에 여전히 중요합니다. “볼드너 클리프의 사람들은 수렵 채집인이었지만 농부들과 상품을 교환하고 그들과 교배했습니다.”라고 Allaby는 말합니다. 과학자들은 2015년 2월 Science에 연구 결과를 발표했습니다.
안티키테라로 돌아가기
사람들은 수천 년 동안 지중해 바다를 항해해 왔습니다. Foley는 지중해 바닥을 “세계에서 가장 큰 박물관 갤러리”라고 부릅니다. 그는 그곳에서 그리스 고고학자들과 협력하여 그리스 안티키테라 섬(An-tee-KITH-air-uh)에서 떨어진 거대한 난파선을 탐사하고 있습니다. 그곳에서 배는 2,000년 이상 전에 침몰했습니다. 조각상, 유리 그릇, 향수 병, 동전, 보석 등 값비싼 물건을 많이 실었습니다.
난파선은 수면 아래 55미터(180피트) 아래에 있기 때문에 도달하기가 어렵습니다. 그것은 11층 사무실 건물에 맞을 만큼 깊습니다. 일반적으로 훈련된 다이버도 몇 분 동안만 안전하게 그 수심에 머무를 수 있습니다. 그러나 Foley와 그의 팀은 다이버들에게 거대한 난파선의 위치를 파악하고 발굴할 수 있는 깊은 수중 시간을 제공하는 고급 장비를 사용하고 있습니다.
그리스 어부들은 1900년에 난파선을 발견했을 때 바다 스폰지를 위해 잠수하고 있었습니다. 스쿠버는 아직 발명되지 않았습니다. 대신 어부들은 그들 사이에서 교환할 캔버스 잠수복 한 벌을 가지고 있었습니다. 수트의 청동 헬멧의 공기는 보트까지 연결된 파이프를 통해 들어왔습니다. 남자들은 간신히 난파선의 화물 중 일부를 끌어올렸습니다. 가장 놀라운 발견은 Antikythera Mechanism으로 알려진 기계였습니다. 30개 이상의 청동 톱니바퀴로 만들어졌으며 고대 그리스인들에게 알려진 달의 위상과 다섯 행성의 위치를 보여줍니다.
유명한 프랑스 해양학자인 Jacques Cousteau(ZHOCK koo-STO)가 1970년대에 잠수하기 전까지 아무도 Antikythera 난파선에 도달하려고 시도하지 않았습니다. 그의 승무원은 동전과 보석을 포함하여 더 많은 항목을 발견했습니다. 그러나 스쿠버 장비(Cousteau가 발명하는 데 도움을 준 것)를 가지고도 난파선에서 잠수할 때마다 약 10분만 보낼 수 있었습니다. 배에 실린 화물의 대부분은 깊은 곳에서 올라온 적이 없습니다.
Foley와 그의 동료들은 그 화물을 더 많이 가져오고 어떤 종류의 배가 그것을 운반했는지 알아내고 싶어합니다. 2014년에 그들은 수중 로봇의 카메라를 사용하여 현장의 3차원 디지털 지도를 만들었습니다. 그것은 다이버들을 퇴적물에 묻힌 더 많은 상품으로 이끌었습니다. 그들이 발견한 것 중에는 2미터(6피트 이상)의 청동 창이 있었습니다. 작업은 앞으로 5년 동안 현장에서 계속될 것입니다.
난파선으로 다이빙하는 것은 인간이 수 중에서 호흡하도록 진화하지 않았기 때문에 도전적입니다. 스쿠버 다이버 탱크의 압축 공기에는 대부분 질소와 산소가 혼합되어 있습니다. 우리가 숨을 들이쉴 때 우리 몸은 에너지를 만들기 위해 산소를 사용합니다. 우리 몸은 공기 중의 질소를 사용하지 않기 때문에 대부분의 질소를 이산화탄소 및 사용하지 않은 산소와 함께 내보냅니다. 소량의 질소가 우리 혈류에 용해되지만 아무런 영향을 미치지 않습니다.
그러나 다이버가 물속에서 헤엄칠 때, 물은 그들의 몸을 아래로 밀어냅니다. 그 여분의 압력은 표면에서 흡수되는 것보다 폐에서 혈류와 조직으로 더 많은 질소를 강제합니다. 다이버가 수중에서 더 오래 머물고 더 깊이 들어갈수록 신체가 더 많은 질소를 흡수합니다.
다이버가 수면으로 올라오면 몸에 가해지는 압력이 감소하고 여분의 질소가 조직에서 용해됩니다. 그 과정을 압축 해제라고 합니다. 다이버가 너무 빨리 상승하면 질소가 조직이나 혈류에 거품을 형성할 수 있습니다. 이것은 감압병으로 알려져 있습니다. 관절 통증(“구부러짐”이라고도 함)을 유발하거나 뇌 또는 척수에 해를 끼칠 수 있습니다. 1900년에 안티키테라 난파선을 탐험했던 두 명의 그리스 잠수부가 감압병으로 마비되었습니다. 다른 사람이 죽었습니다.
수중에서 더 많은 시간을 보내기 위해 오늘날 Antikythera 난파선의 다이버들은 감압병을 일으키지 않는 특수 가스 혼합물을 사용합니다. Edward O’Brien은 “다이빙 내내 적절한 수준의 산소를 유지하도록 컴퓨터 시스템을 설정했습니다.”라고 설명합니다. 그는 Woods Hole Oceanographic Institution의 다이빙 안전 책임자입니다.
Antikythera의 다이버들은 재호흡기라는 시스템도 사용합니다. 일반 스쿠버 다이빙 장비의 마우스피스는 다이버가 내뿜는 가스가 수면 위로 거품을 내도록 합니다. 그러나 재호흡기는 그것들을 포획하고 이산화탄소를 제거하고 대부분의 산소를 재사용합니다. 재호흡기와 혼합 가스 공급 장치를 사용하여 Antikythera 난파선의 다이버들은 수중에서 최대 90분을 보낼 수 있습니다.
바다를 위한 ‘우주복’
곧 다이버들은 Antikythera에서 몇 시간을 보내면서 여행을 더 연장할 수 있게 될 것입니다. Exosuit로 알려진 새로운 장치가 이를 가능하게 해야 합니다. 단단한 알루미늄 외피를 가지고 있다는 점을 제외하면 우주복처럼 보입니다. 셸 내부의 기압은 수면과 같기 때문에 이를 착용한 다이버는 다시 수면 위로 올라올 때 감압 걱정 없이 수중 약 300미터(1,000피트)를 하강할 수 있습니다.
엑소수트의 무게는 약 240kg(500파운드)입니다. 다이버가 그 위로 올라간 다음 크레인으로 물 속으로 내려갑니다. 하지만 수트를 입고 물속에서 움직이는 것은 어렵지 않습니다. O’Brien은 “뒤에 추진 팩이 있고 부츠에 페달이 있습니다.”라고 설명합니다. “발을 앞으로, 뒤로, 옆으로 기울임으로써 움직입니다.” 다이버들은 2016년부터 안티키테라 난파선의 매우 깊은 부분에서 물체를 회수하기 위해 엑소수트를 사용하기 시작할 수 있습니다.
Foley는 배를 “고대 세계의 타이타닉”이라고 부릅니다. 그는 그것이 곡물 운반선이었을 것이라고 믿습니다. 고대 그리스와 로마인들은 지중해를 가로질러 밀과 보리를 나르기 위해 이 거대한 배를 만들었습니다. 그들은 또한 승객과 사치품을 실었습니다.
그의 이론을 뒷받침하기 위해 Foley는 난파선 주변 퇴적물에서 고대 곡물 샘플을 찾고자 합니다. 고고학자들은 또한 금속이 채굴된 곳을 알아내기 위해 배의 닻에 있는 납의 다양한 원소 형태 또는 동위원소를 분석할 것입니다. 이러한 연구를 통해 선박의 임무와 제작 장소를 밝힐 수 있습니다.
자신의 연구와 난파선 검색 경험을 바탕으로 Foley는 더 많은 난파선이 발견되기를 기다리고 있다고 믿습니다. 그는 수중 로봇을 사용하여 지중해의 큰 부분을 스캔하고 매핑하여 그곳에 얼마나 많은 난파선이 있는지 추정하고 있습니다.
유엔교육과학문화기구는 해저를 따라 흩어져 있는 난파선이 300만 개 이상일 수 있다고 추정합니다. “깊은 해저에는 고대로부터 750,000개의 난파선이 있습니다. 우리는 그 중 1% 미만을 발견했습니다.”라고 그는 말합니다. “나는 우리가 발견한 것이 더 많은 과학자들이 함께 와서 다른 사람들을 찾는 데 영감을 주기를 바랍니다.”
