소파 채널(SOFAR channel, Sound Fixing and Ranging channel) 또는 심해 음향 채널(deep sound channel, DSC)은 바다 속에서 음속이 최소가 되는 수평층을 가리키는 해양음향학 용어이다.
개념
해수 중에서 음파의 전파 속도는 수온, 수압(수심), 염분 등의 요인에 영향을 받는다. 바다의 표층에서는 수온이 높아 음속이 비교적 빠르고, 수심이 깊어질수록 수온이 낮아져 음속이 감소한다. 그러나 일정 수심 이하에서는 수온 변화의 영향보다 수압 증가의 영향이 커지면서 다시 음속이 증가하게 된다. 이로 인해 수심에 따른 음속의 변화 곡선에는 최솟값이 나타나며, 음속이 최소가 되는 수평층을 소파 채널이라고 한다.
소파 채널의 존재 수심은 해역의 조건에 따라 다르지만, 일반적으로 수심 약 600m에서 1,200m 사이에 형성된다.
음파의 전파 원리
음파는 온도와 압력의 영향을 받아 굴절된다. 해수면에 가까운 곳에서는 수온의 영향이 커서 음파는 아래쪽으로 굴절되며, 더 깊은 곳에서는 수압의 영향으로 위쪽으로 굴절된다. 이 과정이 반복되면서 음파는 소파 채널 내부에 갇히게 되어 위아래로 빠져나가지 못한다. 또한 소파 채널 안에서는 음파가 세 방향으로 퍼지지 않고 좌우(수평 방향)로만 퍼지기 때문에 에너지 손실이 적어, 소파 채널에서 발생한 소리는 매우 먼 거리까지 전달될 수 있다.
발견과 역사
소파 채널은 1940년대에 미국의 지구물리학자 모리스 유잉(Maurice Ewing)과 레오 니드(Leonard Liebermann) 등에 의해 발견된 것으로 알려져 있다. 당시 연구진은 바다에서 발생한 폭발음을 채널을 통해 먼 거리에서 수신할 수 있다는 사실을 확인하였다.
활용 분야
소파 채널의 특성은 해상에서 조난한 선박이나 항공기의 위치 파악, 수중 음향 탐지, 대잠 작전, 지진 및 화산 활동 감시 등 다양한 분야에 활용된 것으로 알려져 있다. 특히 SOFAR라는 명칭 자체가 "Sound Fixing and Ranging(음향 위치 측정 및 거리 측정)"의 약자로, 이러한 활용 목적에서 비롯된 것이다. 또한 일부 대형 고래류가 장거리 통신에 소파 채널의 특성을 활용한다는 가설이 제기되기도 하였으나, 이에 대한 과학적 검증은 완전히 확립된 상태는 아니다.
