온 세상이 물에 잠겼다면 바다는 여전히 짰을까? 대홍수의 염분 희석 계산

지난 편에서는 창세기 방주의 치수(300×50×30 큐빗)에 동물들을 채워 넣어 봤습니다.^[1] 이번엔 그 방주가 떠 있던 물 자체를 봅니다. 창세기 7장은 물이 "천하의 높은 산들을 다 덮었다"고 서술합니다.^[2] 그렇다면 궁금해집니다. 지구 표면 전체를 그 정도 수심으로 덮을 만큼 민물을 들이부으면, 지금 짠 바닷물은 어떻게 될까요? 그리고 애초에 오늘 바닷물이 3.5%인 이유는 뭘까요?

이 글은 성서 서사의 참과 거짓을 판정하지 않습니다. 대신 창세기가 제시한 서사 — “온 땅이 물에 잠겼다” — 를 계산의 입력값으로 그대로 받아들이고, 그 결과 바닷물의 화학과 물고기의 생리학이 어떻게 되는지를 따라가 보는 사고실험입니다. 1편과 같은 태도입니다. 다만 이번엔 질문을 하나 더 얹었습니다. “오늘 우리가 아는 바다는 대홍수 전의 바다와 같을까, 다를까?”

이 질문에 답이 갈립니다. 지금부터 세 가지 세계관을 나란히 계산합니다. 모델 B는 오늘의 지구 지형을 그대로 두고 "물이 불었다가 다시 빠졌다"고 봅니다. 모델 A는 일부 창조과학(young-earth creationism, 지구 나이를 짧게 보는 소수 신학·과학 진영) 논자들이 주장하는 “격변적 지각변동(catastrophic plate tectonics)” 틀을 받아들여, 대홍수 자체가 대륙과 해양 분지의 모양을 지금과 다르게 바꾼 지질학적 사건이었다고 본다면 계산이 어떻게 달라지는지를 봅니다. 모델 C는 한 걸음 더 물러나 질문 자체를 바꿉니다. 그 많은 물은 애초에 어디서 왔고, 담수였을까요 염수였을까요? 미리 밝혀두자면, 지질학 주류는 대륙이 갈라지고 산맥이 솟는 과정을 수억 년에 걸친 점진적 판구조론으로 설명하며, 모델 A는 그와 다른 소수 견해를 전제로 받아들였을 때만 성립하는 계산입니다. "이 틀을 받아들인다면"이라는 조건이 모델 A와 모델 C의 일부 논증 전체에 붙어 있다는 점을, 시작부터 분명히 해둡니다.

INPUT

공통 변수 — 세 모델이 공유하는 확정값

지구 반지름과 표면적

지구를 반지름 $R = 6{,}371$ km의 구로 근사합니다.^[3] 국제측지학·측지물리학연합(IUGG)이 채택한 표준 지구 타원체의 평균 반지름으로, 극지방 편평률까지 고려한 정밀값과 0.3% 이내로 일치하는 확정값(solid)입니다.

$$A = 4\pi R^2 = 4\pi \times (6{,}371\text{ km})^2 \approx 5.10\times10^8 \text{ km}^2$$

오늘의 최고봉 — 에베레스트와 창세기 15큐빗

창세기 7장 19~20절은 "물이 땅에 더욱 창일하매 천하의 높은 산이 다 덮였더니 물이 불어서 산들을 덮었으되 십오 규빗이 더 오르니 산들이 잠겼더라"고 적습니다.^[2] 2020년 중국·네팔 공동 재측량 결과 에베레스트 표고는 8,849 m로 확정됐습니다.^[4] 큐빗(cubit, 팔뚝 길이 기반 고대 도량형)은 문헌마다 약 0.44~0.52 m 범위로 추정되며^[5], 이 글은 대표값 0.46 m를 채택합니다(needs-assumption). 15큐빗은 6.9 m(0.0069 km)이므로:

$$h_{\text{오늘}} = h_{\text{Everest}} + 15\text{큐빗} = 8.849\text{ km} + 0.0069\text{ km} \approx 8.856\text{ km}$$

현재 해양의 부피·염도·밀도

USGS·NOAA가 공동 인용하는 해양 총 부피 대표값은 약 $1.335\times10^9$ km³입니다.^[6] 평균 염도는 3.5%(35 psu, 실용염분단위)^[7], 해수 밀도는 표층 평균 1,025 kg/m³, 담수 밀도는 1,000 kg/m³입니다.^[7] 넷 다 확정값(solid)입니다.

$$V_{\text{ocean}} = 1.335\times10^9 \text{ km}^3, \quad S_0 = 0.035, \quad \rho_{\text{sea}} = 1{,}025\ \text{kg/m}^3, \quad \rho_{\text{fresh}} = 1{,}000\ \text{kg/m}^3$$

대기 중 수증기 총량 (모델 B 보조 입력)

물이 어디서 왔는지 검토하려면 대기 중 수증기 총량도 필요합니다. 기상학에서 이를 "가강수량(precipitable water, 대기 기둥의 수증기를 전부 응결시켜 지표에 떨어뜨렸을 때의 물기둥 두께)"이라 부릅니다. NASA·NOAA 재분석 자료의 전 지구 평균 가강수량 기후값은 약 25 mm입니다(적도 부근 40 mm대, 극지방 수 mm대로 편차 큼).^[8] 대표값 25 mm를 채택합니다(needs-assumption).

모델 A 전용 변수 — 데이터 없는 순수 가정값

이 틀을 받아들인다면: 일부 창조과학 논자들은 노아 홍수를 판게아(초대륙) 분리 시기의 사건으로 보고, 홍수 중·후 격변적 지각변동으로 해양판이 짧은 기간에 빠르게 침강하며 오늘의 깊은 해양 분지와 높은 산맥이 형성됐다고 주장합니다. 대표적으로 지구물리학자 존 바움가드너(John Baumgardner)가 제안한 “runaway subduction(폭주 섭입)” 모델이 이 계열에 속합니다.^[9] 이 문헌들은 지각변동의 속도에 대한 정성적 주장은 담고 있지만, 홍수 전 해양 분지가 오늘의 몇 %였는지, 홍수 전 산이 정확히 몇 km였는지에 대한 정량적 추정치는 제시하지 않습니다. 그래서 이 글의 $f$(분지 부피 비율)와 $h_{\text{pre}}$(홍수 전 최고봉)는 출처가 없는 순수 가정값이며, 단일 수치 대신 범위로 제시합니다.

모델 C 전용 변수 — 그 물은 어디서 왔는가

모델 B와 모델 A는 둘 다 "물이 지구를 덮었다"는 결과만 다루고, 그 물이 애초에 담수였는지 염수였는지는 건드리지 않았습니다. 그런데 창세기 본문은 물의 출처에 대해 아무 말도 안 하는 게 아닙니다. 오히려 두 개의 저수지를 구체적으로 지목합니다.

창세기 1장 6~7절은 천지창조 둘째 날 "물 가운데 궁창이 있어 물과 물로 나뉘게 하리라 하시고… 궁창 아래의 물과 궁창 위의 물로 나뉘게 하시니"라고 서술합니다.^[20] 전통적으로 "궁창 위의 물"은 대기 상층(혹은 그 이상)에 존재했던 수증기·얼음 형태의 저수지로 해석됩니다. 그리고 홍수 시작을 알리는 창세기 7:11은 "그 날에 큰 깊음의 샘들이 다 터지며 하늘의 창들이 열려"라고 적습니다(2단계에서 이미 인용).^[14] "하늘의 창"은 위 저수지가 쏟아진 것으로, "깊음의 샘"은 지하 또는 해저의 수원이 터진 것으로 흔히 해석됩니다.

세 번째 가능성도 텍스트상 완전히 배제되지는 않습니다. 물이 기존 저수지가 아니라 무(無)에서 새로 창조되었다는 기적적 가정입니다. 이 경우 그 물의 염도는 정의상 알 수 없는 미지수이므로 물리적 계산 자체가 성립하지 않습니다. 이 글은 이 가정을 계산에서 제외하고, "한계"로만 한 줄 짚습니다. 아래 모델 C는 앞의 두 저수지(궁창 위의 물, 깊음의 샘) 가정에 집중합니다. 참고로 이 물의 출처 서술은 특정 교단·교리를 옹호하거나 반박하려는 것이 아니라, 창세기 본문이 스스로 제시하는 설명을 있는 그대로 소개하는 것입니다.

어류 생존 한계값

담수어 대다수는 대략 염도 0.5%(5 ppt) 부근부터 삼투압 조절(체내외 염분 농도 차이를 견디는 생리 기능)에 스트레스를 받기 시작합니다.^[10] 협염성(狹鹽性, stenohaline — 좁은 염도 범위에서만 사는) 해수어는 대략 2.0~2.5%(20~25 ppt) 아래로 내려가면 마찬가지로 스트레스를 받습니다.^[11] 두 값 모두 종 편차가 커 needs-assumption입니다.

변수 요약표

FORMULA

0단계 — 공통 앵커: 오늘 바다의 소금 총량

세 모델 모두 이 값에서 출발합니다. 소금은 물이 아무리 불어나거나 줄어도 총 질량이 보존되므로, 오늘의 부피·밀도·염도로부터 소금 총량을 역산해두면 이후 어떤 시나리오에서도 재사용할 수 있습니다.

$$M_{\text{salt}} = V_{\text{ocean}}\cdot\rho_{\text{sea}}\cdot S_0$$

단위를 km³에서 m³로 바꾸고(1 km³ = 10⁹ m³) 대입합니다.

$$M_{\text{salt}} = 1.335\times10^9\text{ km}^3\times10^9\frac{\text{m}^3}{\text{km}^3}\times1{,}025\frac{\text{kg}}{\text{m}^3}\times0.035 \approx 4.789\times10^{19}\text{ kg} \approx 4.79\times10^{16}\text{ 톤}$$

단위 확인: $[\text{km}^3]\times[\text{m}^3/\text{km}^3]\times[\text{kg/m}^3] = [\text{kg}]$ ✓ — 해양학 문헌에서 흔히 인용되는 “전 지구 해양 총 용존염 약 5×10¹⁶ 톤” 오더와 일치합니다.^[7] 자릿수 검산 통과. 이 값 $M_{\text{salt}}\approx4.789\times10^{19}$ kg은 이제부터 불변의 앵커로 취급합니다.

모델 B — 현 지형을 유지한 채: 일시 희석 → 복귀

전제: 오늘의 지형(에베레스트 8.849 km 등)을 그대로 두고, 창세기 서술대로 지구 전체가 담수로 뒤덮였다가(7장) 150일 뒤부터 물이 빠지기 시작해(8장) 다시 줄어든다고 봅니다.^[12] 이 모델은 특별한 신학적 전제가 필요 없고 지금 우리가 아는 지리 지식만으로 계산됩니다.

1단계 — 40일 시점 최대 희석 (스냅샷)

지구를 표고 $h$까지 균일하게 덮는 데 필요한 총 물 부피는 표면적 곱하기 수심입니다.

$$V_{\text{total}} = A\cdot h,\qquad h = h_{\text{Everest}} + 15\text{큐빗} \approx 8.856\text{ km}$$

$$V_{\text{total}} = 5.10\times10^8\text{ km}^2\times8.856\text{ km} \approx 4.517\times10^9\text{ km}^3$$

이미 있는 해양 부피를 빼면 “새로 부어야 하는” 담수량이 나옵니다.

$$V_{\text{add}} = V_{\text{total}} - V_{\text{ocean}} = 4.517\times10^9 - 1.335\times10^9 \approx 3.18\times10^9\text{ km}^3 \ (\text{현 해양의 }2.4\text{배})$$

이 물이 소금 총량은 그대로 둔 채 바닷물에 더해진다고 보고, 40일간 비가 쏟아진 시점의 염도를 계산합니다(창세기 7:12는 "사십 주야를 비가 땅에 쏟아졌더라"고 서술합니다^[13]).

$$S_{\text{40일}} = \frac{M_{\text{salt}}}{V_{\text{ocean}}\rho_{\text{sea}} + V_{\text{add}}\rho_{\text{fresh}}}$$

분모를 계산합니다.

$$V_{\text{ocean}}\rho_{\text{sea}} = 1.335\times10^9\times10^9\times1{,}025 \approx 1.368\times10^{21}\text{ kg}$$

$$V_{\text{add}}\rho_{\text{fresh}} = 3.182\times10^9\times10^9\times1{,}000 \approx 3.182\times10^{21}\text{ kg}$$

$$\text{분모} \approx 1.368\times10^{21}+3.182\times10^{21} = 4.550\times10^{21}\text{ kg}$$

$$S_{\text{40일}} = \frac{4.789\times10^{19}}{4.550\times10^{21}} \approx 0.0105 = \mathbf{1.05\%}\ (\approx10.5\text{ ppt})$$

단위 확인: $[\text{kg}]/[\text{kg}]=$ 무차원(비율) ✓. 이 1.05%는 40일 최대 침수 시점의 일시적 스냅샷입니다. 아직 이야기는 끝나지 않았습니다.

2단계 — 물은 어디서 왔는가: 대기 수증기와 비교

창세기 7장 11절은 물의 근원을 “하늘의 창문들이 열리고”, 동시에 "큰 깊음의 샘들이 다 터졌다"고 두 가지로 서술합니다.^[14] 비만으로 이 부피를 채울 수 있는지 검증하면 그 이유를 짐작할 수 있습니다.

$$V_{\text{atm}} = A\times\bar d_{\text{precip}} = 5.10\times10^8\text{ km}^2\times2.5\times10^{-5}\text{ km} \approx 1.28\times10^4\text{ km}^3$$

$$\frac{V_{\text{add}}}{V_{\text{atm}}} = \frac{3.18\times10^9}{1.28\times10^4} \approx 2.5\times10^5$$

대기 중 수증기를 전부, 재증발이나 순환 없이 40일 내내 계속 짜낸다 해도 필요량의 약 25만분의 1밖에 채우지 못합니다. 비만으로는 어림도 없는 규모이고, 창세기가 "하늘의 창문"과 별개로 "깊음의 샘"을 명시한 것은 산술과 결이 맞습니다. (신학적 해석이 아니라, 본문에 이미 적힌 두 근원 중 하나가 산술적으로 필연적이라는 점만 짚습니다.)

3단계 — 후퇴 후(장기) 염도: 소금은 남고, 물은 돌아간다

창세기 8:1~14는 물이 150일 동안 빠지기 시작해 방주가 아라랏산에 얹히고, 이후 계속 물러갔다고 서술합니다.^[12] 늘어난 물이 정확히 어느 지형으로 갔는지 본문은 특정하지 않습니다. 가장 단순한 가정은 "오늘 우리가 아는 해양 분지"로 되돌아갔다는 것입니다(이 가정 자체도 하나의 단순화이며, 뒤에서 다시 짚습니다). 이 가정 아래:

$$S_{\text{recess}} = \frac{M_{\text{salt}}}{V_{\text{ocean}}\cdot\rho_{\text{sea}}} = \frac{4.789\times10^{19}}{1.368\times10^{21}} \approx 0.035 = \mathbf{3.5\%}$$

이는 항등적으로 $S_0$와 같습니다. 애초에 $M_{\text{salt}}$를 $S_0$로부터 역산했으니 수학적으로는 당연합니다. 하지만 그 당연함 자체가 서사적으로 의미 있습니다. 소금은 증발하거나 사라지지 않는 한 어디로도 가지 않으므로, 물이 원래 자리로 돌아가면 농도도 원래대로 돌아간다는 뜻입니다.

대략 검산: $S_{\text{40일}}(1.05\%) < S_0(3.5\%)$, 순서가 직관과 맞습니다(물이 빠지면 다시 짜진다). 모델 B의 헤드라인은 “희석은 일시적 사건이었고, 소금은 그대로 남아 원래 농도로 복귀했다”입니다.

모델 A — 판게아·격변 지각변동을 받아들인다면: 원래 바다는 더 짰다

다시 한번 명시합니다: 이 절은 “격변적 지각변동” 틀을 전제로 받아들였을 때만 성립하는 계산입니다. 이 틀에서는 오늘의 3.5% 바다가 이미 "지각변동 이후"의 상태이고, 홍수 전 바다는 지금보다 작고 얕은 분지에 갇혀 있었다고 봅니다. 지질학 주류의 판구조론(대륙이 연간 수 cm씩, 수억 년에 걸쳐 이동한다는 이론)과는 다른 전제입니다.

1단계 — 역산(back-calculate, 오늘 값에서 거꾸로 계산): 홍수 전 염도는 얼마였을까

같은 소금 총량 $M_{\text{salt}}$이 오늘보다 작은 부피 $V_{\text{pre}} = f\cdot V_{\text{ocean}}$ ($f<1$)에 녹아 있었다고 가정합니다.

$$S_{\text{pre}}(f) = \frac{M_{\text{salt}}}{f\cdot V_{\text{ocean}}\cdot\rho_{\text{sea}}}$$

$M_{\text{salt}} = V_{\text{ocean}}\rho_{\text{sea}}S_0$를 대입해 정리하면 분모의 $V_{\text{ocean}}\rho_{\text{sea}}$가 약분되어 단순한 형태가 됩니다.

$$S_{\text{pre}}(f) = \frac{S_0}{f}$$

$f$에 90/75/50/25/10%를 넣어 표로 계산합니다.

$f$ 하나로 결과가 3.9%부터 35%까지 거의 10배 폭으로 흔들립니다. 참고로 사해의 염도는 약 34%로 지구상 가장 짠 수역 중 하나입니다.^[15] $f=10\%$는 홍수 전 바다가 사실상 사해와 맞먹는 초고염수였다는 뜻이 됩니다. $f$는 이 글 전체에서 가장 불안정한 변수이며, 앞서 밝혔듯 문헌에 정량적 추정치가 없어 단일값을 강요하지 않고 표로만 제시합니다.

2단계 — 저산 시나리오: 필요 침수 물량이 다시 계산된다

같은 격변 틀에서 홍수 전 최고봉이 오늘의 에베레스트보다 낮았을 수 있다고 가정하면, “산들을 덮는 데” 필요한 물의 절대량 자체가 달라집니다.

$$V_{\text{add}}(h_{\text{pre}}) = A\cdot h_{\text{pre}} - V_{\text{ocean}}$$

$h_{\text{pre}}\lesssim2$ km이면 추가 담수가 아예 필요 없어집니다. 오늘 해양에 담긴 물만으로도 낮은 산들을 다 덮고 남는다는 뜻입니다. 이 경우 모델 B에서 다뤘던 "대기 수증기로는 25만분의 1도 못 채운다"는 물 부족 문제 자체가 사라집니다 — 이것이 모델 A의 핵심 반전입니다. 다만 $h_{\text{pre}}$ 역시 $f$와 마찬가지로 문헌에 정량적 근거가 없는 순수 가정값입니다.

3단계 — 두 모델 정합성 대조표

같은 질문(“오늘 바다는 왜 3.5%인가”)에 두 모델이 정반대로 답합니다.

모델 C — 그 물은 담수였나 염수였나

전제: 모델 B와 모델 A는 둘 다 "얼마나 많은 물이 지구를 덮었는가"만 다뤘습니다. 그런데 정작 그 물 자체의 성질, 즉 담수였는지 염수였는지는 어느 쪽도 건드리지 않았습니다. 모델 B의 계산은 사실 암묵적으로 "떨어진 물은 순수 담수"라고 가정하고 있었습니다. 모델 C는 이 암묵적 가정을 명시적인 변수로 꺼냅니다.

핵심 통찰 — 저수지의 성격이 염도를 결정한다

앞서 [INPUT]에서 소개했듯, 창세기는 두 저수지를 지목합니다. “궁창 위의 물”(1:6-7)과 “깊음의 샘”(7:11)입니다. 이 두 저수지는 물리적으로 서로 다른 성질을 가질 수밖에 없습니다.

"궁창 위의 물"이 대기 중 수증기 형태였다면, 증발과 응결은 증류(distillation, 액체를 끓여 수증기로 만든 뒤 다시 식혀 순수한 성분만 추출하는 정제 방법)와 같은 원리로 작동합니다. 바닷물이 증발할 때 물 분자($H_2O$)만 기체가 되어 위로 올라가고, 소금 같은 비휘발성 용질은 원래 자리에 남습니다.^[21] 오늘날 해수 담수화 설비가 실제로 이 원리를 사용합니다. 따라서 "궁창 위의 물"에서 유래한 물은 그 저수지가 아무리 컸더라도, 물리 법칙상 담수($S_{\text{rain}}\approx0$)일 수밖에 없습니다.

반면 "깊음의 샘"이 지하 또는 해저의 수원이라면 사정이 다릅니다. 오늘날에도 지각 깊은 곳의 지하수(deep brine, 심부 염수)나 해저 열수 분출공에서 나오는 물은 오랜 시간 광물과 접촉하며 염분을 포함하는 경우가 흔합니다.^[22] "깊음의 샘"을 이런 심부 염수의 유사 사례로 본다면, 이 저수지에서 온 물은 0%보다 높은, 심지어 오늘날 해수 수준(3.5%)에 가까운 염도를 가졌을 수 있습니다.

즉 두 저수지의 상대적 기여도에 따라 $S_{\text{rain}}$이 정해집니다. “궁창 위” 쪽 비중이 클수록 0%에 가깝고, “깊음의 샘” 쪽 비중이 클수록 올라갑니다. 창세기 본문은 두 저수지가 각각 얼마나 기여했는지 정량화하지 않으므로, 이 글은 $S_{\text{rain}}$을 0%부터 3.5%까지 전 구간에 걸쳐 변수로 스윕합니다.

주의(중립성 필수): 20세기 창조과학 문헌 일부에서는 "궁창 위의 물"을 대홍수 이전 지구를 두껍게 감쌌던 "수증기 캐노피(vapor canopy)"로 해석하는 가설을 제시한 바 있습니다. 다만 이 틀을 받아들인다 해도, 그런 두꺼운 수증기층이 실제로 존재했다면 온실효과로 지표 기온이 생명체가 살 수 없는 수준까지 올라갔을 것이라는 열역학적 문제가 제기되면서, 이 가설은 창조과학 진영 내부에서도 대체로 폐기되었거나 소수 견해로 취급됩니다. 대표적인 젊은지구 창조론 단체인 Answers in Genesis조차 자체 자료에서 수증기 캐노피 모델의 열역학적 난점을 인정하고 있습니다.^[23] 즉 이는 주류 과학 대 창조과학의 대립이 아니라, 창조과학 진영 내부에서도 이견이 있는 지점이라는 뜻입니다. 이 글은 "궁창 위=수증기 캐노피"라는 구체적 형태를 주장하지 않고, 단지 "궁창 위의 물"이 수증기였다면 증류 원리상 담수일 수밖에 없다는 물리적 논리만 사용합니다.

핵심 계산 — 혼합 염도

모델 B의 40일 스냅샷과 같은 침수량 $V_{\text{add}}\approx3.18\times10^9$ km³를 그대로 재사용합니다(같은 물의 양, 다만 그 물의 염도만 바꿔보는 것입니다). 이번엔 그 물이 순도 100% 담수가 아니라 염도 $S_{\text{rain}}$을 가진 물이라고 가정하면, 그 물도 소금을 함께 실어옵니다.

$$S_{\text{new}}(S_{\text{rain}}) = \frac{M_{\text{salt}} + V_{\text{add}}\cdot\rho_{\text{fresh}}\cdot S_{\text{rain}}}{V_{\text{ocean}}\cdot\rho_{\text{sea}} + V_{\text{add}}\cdot\rho_{\text{fresh}}}$$

분모는 모델 B의 40일 스냅샷과 동일한 $4.550\times10^{21}$ kg입니다(밀도는 근사를 위해 $\rho_{\text{fresh}}=1{,}000$ kg/m³로 고정합니다. 실제로는 염수가 담수보다 약간 밀도가 크지만, 이 정도 근사에서 오차는 무시할 만합니다). 분자에는 원래 바다의 소금 $M_{\text{salt}}$에 새로 들어온 물이 실어온 소금을 더합니다. $S_{\text{rain}}$에 0%부터 3.5%까지 대입해 표로 계산합니다.

$S_{\text{rain}}=0\%$을 넣으면 정확히 모델 B의 1.05%가 나옵니다. 이는 우연이 아닙니다. 모델 B가 애초에 "떨어진 물은 순수 담수"라고 암묵적으로 가정하고 있었다는 뜻이며, 두 모델이 서로 다른 계산인데도 같은 지점에서 만난다는 교차검산입니다. 반대쪽 끝, $S_{\text{rain}}=3.5\%$에서는 희석 효과가 통째로 사라집니다. 같은 농도의 물을 더 부은 것과 다를 바 없기 때문입니다.

대략 검산: $S_{\text{rain}}$ 하나가 0%에서 3.5%로 움직이는 것만으로 결과가 1.05%에서 3.5%까지, 3배 이상 벌어집니다. 물이 얼마나 많았는가보다, 물이 어디서 왔는가가 최종 염도를 좌우한다는 뜻입니다. 지금까지 이 시리즈가 다루지 않았던 축이 여기서 처음 등장합니다.

✅ 모델 C의 헤드라인은 “물의 출처를 명시하지 않으면 희석 정도 자체를 알 수 없다”입니다. $S_{\text{rain}}=0$은 모델 B와 정합하고, $S_{\text{rain}}$이 올라갈수록 모델 B의 "희석됐다가 복귀했다"는 이야기 자체가 점점 무의미해지는 방향으로 수렴합니다.

물고기에게는 어떤 의미인가 — 세 모델과 하나의 공통 결론

모델 B: 40일 최대 희석 시점의 염도 1.05%(10.5 ppt)를 생존 구간과 대조합니다. 담수어 대다수의 생존 상한(약 0.5%)의 2배가 넘고, 협염성 해수어의 생존 하한(약 2.0~2.5%)의 절반 이하입니다. 통상 "기수(汽水, brackish water — 담수와 해수 사이 중간 염도, 보통 0.5~3% 구간)"로 분류되는 이 영역은^[16] 순수 담수종에게도 순수 해수종에게도 애매하게 위험합니다. 다만 광염성(廣鹽性, euryhaline — 넓은 염도 범위에 적응하는) 예외종은 있습니다. 연어와 뱀장어는 강과 바다를 오가는 회유성 어종으로 염도 0에 가까운 물과 3.5% 바닷물을 모두 견딥니다.^[17] 틸라피아는 양식 현장 연구에서 담수부터 35 ppt(거의 해수 수준)까지 내성이 보고된 대표적 광염성 어종입니다.^[18]

모델 A: 이 틀을 받아들인다면, 홍수 전 바다는 $f$ 값에 따라 최대 35%(사해급)까지 짰을 수 있습니다. 그런 초고염 환경에서 살아남을 수 있는 생물은 오늘날에도 극호염성(極好鹽性, extreme halophile — 매우 높은 염분 농도를 좋아하는) 생물, 즉 브라인슈림프(brine shrimp)나 사해·염전에서 발견되는 고염 특화 미생물 같은 소수 특수종에 국한됩니다.^[19] "홍수 전 바다에 살던 생물은 이미 초고염 환경에 적응한 종이었을 것"이라는 관찰은 정성적으로만 가능합니다. 종별 생존율을 정량 계산하기에는 홍수 전 생태계에 대한 데이터 자체가 없기 때문입니다(needs-assumption).

모델 C: $S_{\text{rain}}$ 시나리오별로 어류 생존 여부를 대조하면 흥미로운 패턴이 나타납니다.

$S_{\text{rain}}$이 낮을수록(순수 담수에 가까울수록) 오히려 두 어종 모두에게 안전지대가 없는 "무인지대"에 갇힙니다. $S_{\text{rain}}$이 2% 이상으로 올라가야 비로소 해수어에게는 숨통이 트입니다. 그러나 담수어에게는 어느 시나리오도 안전하지 않습니다.

세 모델을 관통하는 교차-결론

여기서 세 모델을 하나의 표로 모아볼 수 있습니다. 담수어 생존 상한을 약 0.5%(5 ppt), 협염성 해수어 생존 하한을 약 2.0%(20 ppt)로 놓고,^[10][11] 지금까지 등장한 모든 시나리오의 최종 염도를 대조합니다.

아홉 개 시나리오 중 어느 하나도 "담수어 생존"과 "해수어 생존"이 동시에 ✓인 줄이 없습니다. 이는 특정 모델의 결함이 아닙니다. 담수어 생존 상한(0.5%)과 해수어 생존 하한(2.0%) 사이에는 애초에 안전지대가 존재하지 않는다는, 삼투압의 물리 법칙 그 자체가 만드는 구조적 결론입니다. 세 모델이 "오늘 바다가 왜 3.5%인가"에는 서로 다른 답을 내놓지만, "방주 밖에서 담수어와 해수어가 함께 생존할 수 있었는가"에는 예외 없이 같은 답을 내놓습니다. 불가능하다는 답입니다.

OUTPUT

오늘 바다가 왜 3.5%인가라는 질문에, 세 모델은 세 갈래로 답합니다. 모델 B는 "한때 40일 최대 침수 시점에 1.05%(10.5 ppt)까지 싱거워졌지만, 소금은 사라지지 않고 그대로 남아 물이 오늘의 분지로 돌아가면서 원래 농도인 3.5%로 복귀했다"고 말합니다. 모델 A(판게아·격변 지각변동을 받아들인다면)는 정반대로 "원래 바다가 지금보다 훨씬 짰고(가정에 따라 3.9%에서 최대 사해급인 35%까지), 격변적 지각변동으로 분지가 넓어지며 오늘의 농도로 새로 고정됐다"고 말합니다. 모델 C는 앞의 두 모델이 건드리지 않은 질문을 던집니다. “그 물 자체가 담수였나, 염수였나?” 그 답에 따라 같은 침수량이라도 최종 염도가 1.05%에서 3.5%까지 3배 넘게 갈립니다.

같은 소금 총량 $M_{\text{salt}}\approx4.789\times10^{19}$ kg 하나로 이렇게 서로 다른 세 이야기를 만들 수 있다는 것 자체가 흥미롭습니다. 세 모델 모두 "소금은 어디로도 가지 않는다"는 물리 법칙 하나는 공유합니다. 다만 그 소금이 담긴 그릇(해양 분지)의 크기를 고정으로 볼지, 애초에 더 작았다고 볼지, 아니면 새로 들어온 물 자체에 소금이 얼마나 섞여 있었다고 볼지에 따라 이야기가 완전히 달라질 뿐입니다. 모델 A의 저산 시나리오에는 반전도 하나 있습니다. 홍수 전 최고봉이 3 km 정도로 낮았다고 가정하면, 모델 B를 그토록 곤란하게 했던 "물이 어디서 왔는가"라는 문제 자체가 거의 증발해 버립니다. 필요 물량이 오늘 해양의 0.15배로 줄어들기 때문입니다. 다만 이 반전은 $f$와 $h_{\text{pre}}$라는, 출처가 없는 두 가정을 나란히 받아들여야만 성립한다는 점을 다시 한번 밝혀둡니다.

그런데 이 세 모델을 다 합쳐도 흔들리지 않는 결론이 딱 하나 있습니다. 아홉 개 시나리오 어디에도 담수어와 해수어가 동시에 살아남는 구간은 없었습니다. 모델이 서로 다른 답을 내놓는 지점에서조차, 삼투압이라는 물리 법칙은 한 치도 물러서지 않습니다. 방주 안의 동물들은 어찌어찌 두 마리씩 태웠다 쳐도, 방주 밖에서 물고기들이 다 함께 무사했을 시나리오는 이 계산이 다룬 범위 안에서는 찾을 수 없었습니다.

다만 "물 자체를 나눈다"는 선택지 하나는 아직 시험해보지 않았습니다. 지금까지는 담수어와 해수어가 같은 물 한 그릇을 나눠 마셔야 한다고 전제했습니다. 만약 담수어는 방주 안 별도 수조에, 해수어는 바다 자체에 나눠 태웠다면 어땠을까요? 이건 창세기 본문이 실제로 그렇게 말한다는 주장이 아닙니다. 전통적 해석에서 방주에 오른 것은 육상동물뿐이고 물고기는 애초에 물에 살므로 승선 대상이 아니었다고 봅니다. 여기서는 순수하게 "모두 살리려면 설계가 가능했을까"를 따지는 가상의 사고실험입니다.

1편에서 구한 방주의 가용 부피는 큐빗 0.45 m 기준 약 20,503 m³였고, 육상 척추동물 37,700종의 부피는 그중 약 921 m³, 적재율로 치면 4.5%에 불과했습니다.^[1] 남는 공간은 다음과 같습니다.

$$V_{\text{여유}} = V_{\text{usable}} - \sum v_{\text{pair}} = 20{,}503 - 921 \approx 19{,}582\ \text{m}^3$$

이 여유 공간을 담수어 수조로 돌린다면 몇 종이나 들어갈까요? FishBase 기준 기재된 담수어는 전체 어류의 약 43%인 약 15,000종에서 기재 기준에 따라 최대 18,000종 안팎으로 잡힙니다.^[24] 종마다 필요한 수조 부피는 천차만별입니다. 열대어처럼 작은 종은 번식쌍 한 쌍에 약 0.1 m³(수족관 규모)면 충분하지만, 철갑상어나 피라루쿠 같은 대형 담수어는 한 쌍에 수 m³가 필요합니다. 대표값 두 개로 상·하한을 잡아 계산합니다.

$$V_{\text{필요, 소형}} = 18{,}000\text{종}\times0.1\ \text{m}^3/\text{종} \approx 1{,}800\ \text{m}^3 \approx V_{\text{여유}}\times9\%$$

$$V_{\text{필요, 대형}} = 18{,}000\text{종}\times1\ \text{m}^3/\text{종} = 18{,}000\ \text{m}^3 \approx V_{\text{여유}}\times92\%$$

두 극단 모두 19,582 m³ 한도 안에 들어갑니다. 실제로는 종 구성이 소형 쪽에 압도적으로 쏠려 있으므로(1편에서도 척추동물 체급 분포가 소형 쪽에 쏠려 있었습니다^[1]) 필요 부피는 하한에 훨씬 가까울 가능성이 큽니다. 게다가 물고기는 물속에서 부력을 받아 몸무게가 육상동물처럼 바닥을 짓누르지 않으므로, 같은 부피라도 구조적 부담은 더 작습니다. 자릿수만 놓고 보면 방주에 남는 공간으로 담수어 수조를 앉히는 데는 무리가 없습니다.

물론 조건이 붙습니다. 바다 쪽 해수어가 살아남으려면 염도가 계속 약 2% 이상으로 유지돼야 하는데, 모델 B의 40일 최대 희석 시점 염도는 1.05%로 그 조건에 미달합니다. 즉 이 시나리오가 성립하려면 “그 순간만 넘기면” — 최대 침수 구간을 짧게 버티거나 바다 쪽 염도가 저 정도까지 떨어지지 않는 지형이었다고 추가로 가정해야 합니다. 수조의 담수 공급과 수질, 먹이 유지 같은 실행 문제도 이 글의 범위 밖입니다. 그래도 계산 자체는 분명합니다. 공존 가능한 단일 염도는 없지만, 물을 두 그릇으로 나누면 이야기가 달라집니다. 그리고 1편이 이미 보여줬듯, 방주에는 그럴 공간이 남아 있었습니다.

소금 총량 하나로 세 개의 서로 다른 우주를 그릴 수 있다는 것과, 그 세 우주 어디에서도 물고기들이 한 그릇의 물로는 평온하지 못했다는 것, 그런데도 물을 나누기만 하면 자릿수 계산상 전원 생존이 가능했다는 것. 셋 다 이 계산의 정직한 결과입니다. 방주 설계팀에 필요했던 건 더 큰 배가 아니라 수조 하나였는지도 모릅니다.