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지구온난화가 바다색깔을 바꿀 것이다

지구 온난화의 영향이 이제는 바다 색깔에까지 영향을 주고 있다. 2019년 2월 6일 El PAIS의 보도이다.

 

세기 말이 되면, 대부분의 바다의 색깔이 변할 것이다. 해양의 기초인 식물 플랑크톤은 기온 변화의 영향으로 그것의 구성과 배열이 변화하는 피해를 받고 있다. 이 유기체들은 태양 에너지를 합성하기 위해 엽록소를 사용하는데, 이 엽록소들은 바닷물이 초록빛을 띄게 해준다. 1세기 동안 식물 플랑크톤의 변화에 따라 해양의 색깔이 어떻게 달라지는지에 대한 표본을 만드는 연구가 있었는데, 바닷물이 따뜻해지더라도 색깔은 푸른색이나 녹색을 유지하지만 다른 새로운 톤으로 나타나는 것을 발견했다. 이는 색깔의 변화가 바다 삶과 밀접한 관련이 있음을 나타낸다.

바다는 파란빛을 반사시키므로 파란색이다. 햇빛이 물 분자들 위에 떨어지면 대부분의 빛 스펙트럼이 흡수되고 파란색(나노미터 파장 약 443)만 반사되어 하늘에서도 똑같이 일어나는 현상과 유사하게 바다도 파란색으로 보인다. 하지만 순수한 색깔은 아니고 청록색 빛 사이에서 파란빛과 초록빛 톤들이 합쳐진 색인데, 이는 바다에는 물만 있는 것이 아니라 식물과 미생물 등 색을 부여하는 다른 여러 유기물들이 있기 때문이다.

최근까지만 해도 식물 플랑크톤은 다른 식물들처럼 광합성을 하기 위해 초록색 색소인 엽록소를 가진 미세한 해초류 덩어리로 알려졌고, 이것이 녹색빛을 더 많이 반사시켜 바다의 대부분이 초록색 빛으로 보이게 하는 것으로 여겨졌다. 비록 오늘날 생물학자들이 더 복잡하게 만들긴 하였지만 이 덩어리에도 시아노박테리아나 원생생물이 있을 수 있으며 이 모든 미생물 등이 합성을 하기 위해 태양과 빛에서 얻은 에너지로 살아가며 녹색빛을 더 강하게 만들기 위해 엽록소를 사용한다. 수십년전 부터 위성관찰은 바다의 생물다양성의 지표처럼 엽록소의 존재를 추측하기 위해 사용되어 왔다.

현재 미국과 유럽 대학의 조사팀이 기후 변화가 어떻게 식물 플랑크톤과 바다 색깔에 영향을 미치는지를 연구하기 위해 표본을 만들었다. 지구 온난화가 많은 바다를 없애고 있고 우리가 이산화탄소 방출을 줄이기 위해 아무것도 하지 않는다면 해수면의 지구 평균 온도는 세기 말에 3도 올라갈 것으로 예상하고 있다. 이렇게 된다면 해양의 삶, 식물 플랑크톤의 기본 순환에 심각한 영향이 일어날 것이며 실제로 이는 이미 일어나고 있을 것이다.

바다의 온난화는 해양 순환과 심해를 구성하는 물의 비중를 바꾸고 있다. 식물 플랑크톤은 빛(에너지의 원천)과 영양분이 필요하다. 이 영양소의 대부분은 심해에서 부터 공급받는다. 이 연구의 주요 저자이며 매사추세츠 공과대학(MIT)의 조사자인 스테파니 두티에비치(Stephanie Dutkiewicz)가 이메일로 이렇게 설명했다.

온난화로 인한 변화로 영양소가 표면층에 적게 도달하고 이는 바다의 많은 곳에서 식물플랑크톤을 줄어들게 만들고 있다며 해양 생물지구화학 전문가는 덧붙였다. 지구온난화로 인한 가장 많은 영향을 받은 생물지구화학의 진전 중 하나는 바다의 순환이다; 온도에 따라 물이 수직으로 (깊이에 따른)만큼 위도(북극과 남극에서 부터와 향하여)로도 움직인다. 온난화와 함께 이 순환 속도가 느려지고 있으며 물기둥 층이 늘어나 심해와 표면의 물 섞임이 줄어들고 있다는 것이다. 이 모든 것은 영양소, 특히 다량 영양소의 투입이 감소하고 있다는 것을 나타낸다.

온도는 식물 플랑크톤의 성장에도 영향을 미친다. 따뜻한 물에 잘 적응하는 종이 차가운 물에 잘 적응하는 종보다 더 빨리 자란다. 그래서 해수가 따뜻한 지역이 영양소가 더 풍부하여 따뜻한 물에서 식물 플랑크톤의 양이 증가한다고 두키에비치가 말하였다. 따라서 바다에 색깔을 주는 바다미생물 군집의 구성, 양 및 분포에 지역적 변화가 있을 것이라고 말하였다.

자연통신(Nature Communications)지에 발표된 연구 결과에 따르면 바다의 대부분에서 색깔 변화가 이루어졌으며 2100년에는 바다 표면의 50%가 다른 색깔을 띨 것이라고 추정한다. 변화는 미세해서 인간의 눈으로는 볼 수 없을 것이나 광학센서로는 볼 수 있다. 하지만 바다색은 여전히 파랑색일 것이며 북쪽의 대부분 지역과 아열대를 지나는 적도의 남쪽까지는 아마도 더 파란색일 것이다. 반면 극지방의 바다와 더위에 더 잘 자라는 식물 플랑크톤이 있는 열대지역의 연안 바닷물은 더 녹색이 될 것 이라고 매사추세츠 공과대학(MIT) 연구자는 말했다.

바다의 색깔 변화 연구를 위해 사용된 표본은 식물 플랑크톤의 해조류의 지역적 탐구 및 해양 산성화 추측 연구에도 사용되었는데 현재 그 매개 변수에는 엽록소 외에 바닷물의 다른 요소들, 특히 암설(*물고기와 식물에서 나오는 유기물 쓰레기)과 다른 용해 유기물도 포함시켰다. 그럼에도 불구하고 미래의 바대 색깔의 정확한 적중을 위해 박테리아나 미네랄, 바닷물 자체의 염분 같은 해수 미세구성성분들도 포함시켜야 한다.

어바인에 있는 캘리포니아 대학(California University, Irvine)의 해양 생물학자인 제퍼슨 키스 무어(Jefferson Keith Moore)는 작년 사이언스 지에 기후 변화가 식물 플랑크톤에 미치는 영향과 식물 플랑크톤의 감소로 인해 발생하는 포괄적인 결과에 대한 연구를 발표하였고 세계경제포럼(Foro Económico Mundial)의 웹사이트에도 같은 내용을 발표하였다. 바다 식물이라고 불리는 식물 플랑크톤은 태양 외에 질소와 인 같은 영양소도 필요한데 만약 바닷물의 순환이 지구 온난화로 멈춘다면 이런 영양소들이 표면까지 도달하지 않을 것이라고 하였다.

비록 연구는 좀 먼 2300년도에 일어날 장면들을 보여주는 것이지만 이 결과는 식물이 줄어들게 되면 작은 물고기들이 먹는 동물 플랑크톤의 수도 감소하고 이것은 작은 어종의 개체수를 줄여 돌고래나 상어, 인간같은 더 큰 약탈자들에게 악영향을 미칠 것이라는 걸 보여준다는 것을 알 수 있다. 이는 또한 모든 것들이 파랑색 색조의 변화로 시작 될것이라는 것도 짐작하게 한다. 

 

정재인 인턴기자  sustainability@sjournal.kr

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