안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
파도가 바위나 절벽에 부딪힐 때 흰 거품이 발생하는 이유는 공기가 바닷속으로 휩쓸려 들어가는 현상과 바닷속 유기물이 거품을 유지시키는 현상, 그리고 빛의 다중 산란이 일어나는 광학적 현상이 함께 작용하기 때문입니다.
파도가 바위에 강하게 부딪히며 부서질 때 발생한 에너지에 의해 주변의 대기가 바닷속으로 휩쓸려 들어가면, 바닷물 내부에 무수히 많은 미세 공기 방울이 순간적으로 형성됩니다. 그리고 바닷물에는 플랑크톤, 해조류의 분비물, 미생물 사체 등에서 나온 단백질과 지방 등의 유기물이 녹아 있는데, 이 유기물들이 비누와 같은 계면활성제 역할을 하여 공기 방울의 표면을 감싸고 표면장력을 낮춰 기포가 쉽게 터지지 않도록 유지해 줍니다. 또한, 바닷속 소금 성분 역시 미세한 기포들이 서로 합쳐지게 되어 커지는 현상을 방지해 거품 상태를 지속시킵니다.
투명한 바닷물과 무색의 공기가 만났음에도 흰색으로 보이는 것은 빛의 산란 때문입니다. 거품은 각도와 크기가 제각각인 수조 개의 얇은 물막과 공기 방울로 이루어져 있는데, 태양광이 이 무수한 기포 표면에 부딪히면, 빛이 꺾이고 반사되는 과정이 전 방향에서 무작위로 일어납니다. 이때 가시광선의 모든 파장이 균일하게 사방으로 튕겨 나가면서 우리 눈에 합쳐져 들어오기 때문에 선명한 흰색으로 보이게 됩니다.