우리가 인터넷에 접속해 사용하는 스마트폰, 노트북, 태블릿PC는 모두 바다 깊은 곳에 깔린 ‘해저광통신케이블’이라는 거대한 ‘신경망’을 통해 전 세계와 연결돼 있다. 해저케이블은 대륙 간 데이터 전송의 99% 이상을 담당한다.

이런 해저케이블은 최근 인공지능(AI) 시대를 맞아 중요성이 더욱 커지고 있다. AI는 스스로 학습하고 발전하기 위해 새로운 데이터가 끊임없이 필요한데, 이런 막대한 양의 데이터를 전 세계 단위에서 빠르게 공급하는 역할을 해저케이블이 한다. 해저케이블이 없다면 AI 기술은 각 지역 데이터만으로 학습해야 하는 한계에 부딪혔을 것이고, 이는 AI 발전 속도를 크게 늦추는 결과로 나타났을 것이다.

그런데 이 해저케이블이 단순히 데이터를 옮기는 역할을 넘어, 이제는 바닷속의 모든 소리를 ‘엿듣고’ 해양의 비밀을 밝혀내는 최첨단 과학 장비로 변신하고 있다.

오래전부터 과학자들은 바다를 탐험하고 싶어 했지만, 망망대해는 너무 넓고 깊어서 작은 배나 인공위성만으로는 충분한 정보를 얻기 어려웠다. 그러다 과학자들은 “우리가 이미 전 세계에 깔아놓은 해저케이블을 활용하면 어떨까”라는 아이디어를 떠올렸는데, 그래서 제기된 혁신적 기술이 있다.

바로 ‘스마트(SMART) 해저케이블’이다. 기존 해저케이블에 수온, 수압, 음향 등을 감지할 첨단 센서를 부착하는 것이다. 해저케이블에 촉수를 달아주는 것과 같다. 바닷속 변화를 실시간 감지해 육지로 보낸다.

상상해보라. 동해 바닷속에서 지진의 미세한 떨림이 감지되는 순간, 이 스마트 케이블은 즉각적으로 경고 신호를 보낸다. 육상 관측소보다 훨씬 빠르고 정확한 지진 및 해일 조기 경보 시스템이 구축되는 것이다.

그뿐만이 아니다. 지구온난화로 바닷속 온도가 얼마나 변하고 있는지, 해양 생물이 살기에 좋은 환경이 사라지고 있지는 않은지에 관한 자료를 실시간 수집할 수 있다. 이는 어족자원 관리나 해양 보호 정책을 만드는 데 중요한 역할을 한다.

여기서 끝이 아니다. 더 놀라운 것이 있다. 바로 ‘광음향(photo-acoustic)’ 분석 기법이다. 이 기술은 케이블에 별도 센서를 부착할 필요조차 없다. 해저케이블 안을 지나는 빛의 신호를 분석해 바닷속의 모든 소리를 ‘듣는’ 기술이다.

어떻게 이런 일이 가능할까. 고래 울음과 선박 엔진 소음, 파도의 움직임 등에서 비롯되는 바다의 모든 소리는 미세한 진동을 만든다. 이 진동이 해저케이블을 흔들면 케이블 안을 통과하는 빛의 신호가 미세하게 틀어진다. 이 변화를 분석해 진동 원인을 알아내는 것이다.

이 기술이 가져올 변화는 그야말로 혁명적이다. ‘바다의 청진기’처럼 고래 같은 해양 포유류의 이동 경로와 생활 습성 변화, 개체수 감소 여부 등을 파악할 수 있다. 한국 해역을 침범하는 불법 조업 선박이나 미확인 잠수정의 엔진 소리를 감지해 실시간 위치를 파악할 수도 있다.

이미 세계 여러 나라에서는 이 기술을 적극적으로 연구하고 있다. 구글은 자사 해저케이블을 이용해 심해 지진을 감시하는 실험을 했고, 영국에서는 상용 케이블을 활용해 해양 활동을 관측하는 연구에 성공했다.

한국도 예외일 수 없다. 한국은 부산해역을 중심으로 동남아시아, 미국 등으로 연결되는 중요한 해저케이블 네트워크를 운용하고 있다. 앞으로는 동해안과 울릉도, 울릉도와 독도를 연결해야 한다. 이를 통해 통신 서비스를 공급하고 스마트 케이블 기술을 접목하는 것은 큰 의미가 있다. 이는 단순히 과학기술을 발전시키는 것을 넘어 대한민국의 해양주권을 강화하고 미래 먹거리를 발굴하는 중요한 도전이 될 것이다.

최복경 한국해양과학기술원 책임연구원