돌고래의 빠른 속도에 대한 비밀이 연구가 시작된 지 72년만에 풀렸다. 미국의 한 연구팀의 실험 결과, 돌고래의 꼬리 부분에서 나오는 엄청난 추진력이 그 원동력인 것으로 밝혀졌다.

프랑크 피시(웨스트체스터 대) 교수와 팀 웨이 교수(렌셀러 폴리테크닉 대) 팀이 정교한 수중 카메라를 이용해 돌고래가 최고속력으로 수영할 때의 추진력을 계산한 결과, 힘의 크기가 212lbf로 측정됐다고 24일(현지시간) 밝혔다. 이는 212파운드 물체의 중력에 해당하는 가속력으로, 쉽게 말하면 역도 선수가 약 100kg의 바벨을 들 때 드는 힘과 비슷하다. 연구팀은 돌고래의 이 같은 순간 추진력은 올림픽 수영영웅 마이클 펠프스의 유명한 ‘돌핀 킥’의 추진력보다 세 배가량 센 것이라고 밝혔다.

이 같은 연구결과는 지난 1936년 영국 동물학자 제임스 그레이가 ‘돌고래들은 시속 20마일 이상 수영할 때 물의 저항을 견딜 만한 근력이 없다’고 결론지은 ‘그레이의 역설’을 뒤엎는 결과여서 학계가 주목하고 있다. 웨이 교수팀의 연구결과는 지난 24일 미 샌안토니오에서 열린 미 물리학회(APS) 컨퍼런스에서 발표됐다.

웨이 교수팀은 수백만 개의 작은 기포가 차 있는 수족관에서 돌고래가 수영하는 모습을 정교한 수중 디지털 카메라로 촬영한 다음 기포의 움직임을 분석했다. 즉, 기포의 속도를 색깔별로 분석해 물의 흐름 및 속도를 측정하고 이를 통해 돌고래의 순간 추진력 및 속도를 계산했다. 또한 돌고래들이 꼬리로 물 위에 서는 듯한 동작을 취할 때를 카메라에 담아 같은 방법으로 분석해 꼬리가 견디는 압력 및 추진력을 계산했다.

실험결과, 돌고래는 수영할 때 순간적으로 212lbf 정도의 추진력을 발휘하는 것으로 나타났다. 이것은 72년 전 그레이 박사가 추정한 것보다 10배는 더 센 수치다. 웨이 박사는 “그레이의 역설에 대한 의문이 풀렸다”면서 “돌고래의 추진력을 실제 측정해 빠른 수영의 비밀을 푼 것은 이번이 처음”이라고 밝혔다. 하버드대 로지 러더(생물학과) 교수도 “처음으로 돌고래의 추진력을 실제로 측정해 수치화한 것에 의의가 있다”고 말했다.

웨이 박사는 이번 실험과 같은 방법으로 마이클 펠프스 등 미 수영대표팀의 영법을 분석해 가장 저항을 덜 받으면서도 추진력이 강한 킥이나 턴 등을 개발하는 데 도움을 준 바 있다.

한편, 동물학자 제임스 그레이는 1936년 최초로 돌고래의 속도에 대한 연구를 하면서 ‘돌고래들의 근력으로는 빠른 속도를 설명할 길이 없으며 아마도 돌고래의 매끈한 피부에 비결이 있는 듯하다’고 결론지었으다. 이는 후에 ‘그레이의 역설’로 불리게 됐으며 많은 동물학자들이 이 의문을 풀기 위해 지난 수십 년 간 연구해 왔다.

유지현 기자(prodigy@heraldm.com)

(사진=렌셀러 폴리테크닉 대: 연구팀이 촬영한 돌고래 ‘프리모’의 모습. 연구팀은 돌고래가 수영하는 모습을 카메라에 담은 뒤(사진 위), 주변 물의 흐름을 속도별로 색깔을 입혀 시각화했다(사진 아래). 붉은색과 진한 파란색이 가장 빠른 움직임을 보이는 물의 흐름을 나타낸다.)

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