기후변화로 바다색깔 바뀐다
기후변화로 바다색깔 바뀐다
  • 함예솔
  • 승인 2019.02.14 14:40
  • 조회수 1327
  • 댓글 0
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플랑크톤에 따라 변하는 바닷물 색~ 출처: NASA/MODIS Rapid Response/Jeff Schmaltz.
플랑크톤에 따라 변하는 바닷물 색~ 출처: NASA/MODIS Rapid Response/Jeff Schmaltz.

이번 세기가 끝나갈 때 쯤, 지구 온난화로 바뀌게 될 지구의 모습이 하나 더 추가될 것 같습니다. <Nature Communications>에 게재된 연구에 따르면, 지구 온난화로 인해 전 세계의 바닷물 색이 바뀔 수 있다고 하는데요. 지금보다 더욱 푸르게 변할 수도, 청록색으로 변할 수도 있다고 합니다.

 

연구진에 따르면, 이러한 바닷물 색의 변화는 우리 눈으로 감지하긴 어려울 수 있지만, 해양에 살고 있는 다양한 생명체의 변화를 알아채는 데 도움이 될 전망입니다.

 

바다색을 바꿔놓는 플랑크톤

 

식물성 플랑크톤 출처:pixabay
식물성 플랑크톤 출처: pixabay

바다색을 바꿔 놓는 범인은 바로 해양에 살고 있는 식물성 플랑크톤(phytoplankton)인데요. 식물성 플랑크톤(phytoplankton)은 해양의 먹이사슬의 맨 아랫부분에 위치할 뿐만 아니라 지구의 탄소 순환에서도 중요한 역할을 합니다. 무엇보다도, 바닷물의 온도에 매우 민감한 것으로 알려져 있습니다. 


식물성 플랑크톤이 해양 표면에 대량으로 증식할 경우, 다채로운 무늬를 만들어 내기도 하는데요. 해양으로 들어오는 태양 빛의 일부를 반사시켜 바닷물의 색을 바꿔놓기도 합니다. 기후변화가 발생할 경우, 해양의 일부 지역에서는 식물성 플랑크톤이 더욱 증식하게 될 수도 혹은 오히려 감소되게 될 수도 있는데요. 이 미묘한 차이가 바닷물의 색을 바꿔 놓을 수 있다고 합니다.

 

바닷물의 색은 청록색부터 파란색까지 다양한데요. 바닷물의 색은 그 지역에 살고 있는 플랑크톤과 조류(algae)의 종류 그리고 얼마나 많은 개체가 증식하고 있는가에 따라 달라집니다. 가령, 짙은 파란색의 바다는 식물성 플랑크톤이 거의 없다는 것을 의미하는데요. 반면, 식물성 플랑크톤이 많은 바닷물의 경우에는 청록색을 띤다고 합니다. 

 

온도·영양소 따른 식물성 플랑크톤 증식 여부

 

식물성 플랑크톤에 따른 바닷물 색차이를 보여준다. 출처: NASA
식물성 플랑크톤에 따른 바닷물 색 차이를 보여준다. 출처: NASA

NASA에 따르면, 바닷물의 온도 변화는 식물성 플랑크톤 증식에 영향을 미친다고 하는데요. 바닷물의 온도뿐 아니라 영양소도 중요한 요인 중 하나입니다. 일반적으로 영양소가 많은 차가운 바닷물에서는 식물성 플랑크톤이 번성하기 때문에 바닷물의 색이 청록색입니다. 열대수역의 바닷물과 같이 식물성 플랑크톤이 적은 곳에서는 파란색을 띤다고 하는데요.

 

만약 지구온난화로 아열대 수역의 온도가 더 따뜻해지면, 식물성 플랑크톤의 수가 감소해 바닷물의 색이 더 파랗게 된다고 합니다. 이러한 결과는 해양의 온도가 해수의 순환에 영향을 미치기 때문인데요. 해양의 온도가 올라가게 되면 바닷물의 연직혼합(vertical mixing)이 감소하게 되면서 심해로부터 올라오는 영양소의 순환에 영향을 미치기 때문입니다. 그 결과 해양에서 식물성 플랑크톤이 감소하게 됩니다. 

 

사진 속 노란색 영역이 식물성 플랑크톤이 번성하고 있는 곳. 주로 고위도의 용승지역(upwelling zones)과 적도, 해안선 근처이다. 출처: (NASA
사진 속 노란색 영역이 식물성 플랑크톤 번성 지역. 출처: NASA

과학자들은 1990년대 후반부터 전 세계 해양의 색의 변화를 관찰했는데요. 연구진은 식물성 플랑크톤의 변화를 알아내기 위해 엽록소-a(Chlorophyll-a)를 추적했습니다. 식물성 플랑크톤은 이 엽록소를 이용해 광합성을 하게 되는데요. 태양빛의 청색파장은 흡수하고 녹색 파장은 반사하며 탄소를 만들어냅니다. 엽록소-a는 위성 센서를 통해 직접적으로 관측할 수는 없지만, 대신 위성에서 관측되는 반사도를 나타내는 '원격반사도(remote sensing reflectance)'를 통해 측정할 수 있습니다.

 

이를 기반으로 연구진은 해양 변화를 보여주는 기후 모델을 만들었는데요. 모델링 결과, 약 3℃ 더 따뜻해질 경우 전 세계의 해양 색이 변하는 것을 알아냈습니다. 모델링 결과, 북극과 같이 식물성 플랑크톤이 풍부한 해역에서는 온도가 증가함에 따라 더욱 다양한 식물성 플랑크톤이 번식했습니다. 그 결과, 바닷물의 색은 더욱 녹색을 띠게 될 것이라고 합니다.

 

반면 현재 식물성 플랑크톤으로 인해 청록색을 띠는 많은 해양에서는 온난화가 진행됨에 따라 식물성 플랑크톤이 감소했습니다. 그 결과 청록색의 바닷물은 점차 파란색으로 바뀌게 될 것이라고 합니다. 연구진에 따르면 이번 세기가 끝날 때까지 전 세계 바다의 50%가량은 이와 같은 변화를 겪게 될 것이라고 합니다.

 

해양에서의 먹이 사슬. 출처: Wikimedia Commons
해양에서의 먹이 사슬. 출처: Wikimedia Commons

이렇게 바닷물의 색 변화를 통해 식물성 플랑크톤의 증식 여부를 알아내는 것은 중요합니다. 식물성 플랑크톤이 어떤 종료였는지 파악하는 일도 핵심적인데요. 식물성 플랑크톤의 군집이 변화하게 된다는 것은 곧 먹이사슬의 가장 하층부가 바뀐다는 말이고, 이는 결국 먹이사슬 전체에 영향을 미칠 수 있기 때문이죠. 즉, 특정 종류의 식물성 플랑크톤이 해양에서 사라질 경우, 살아남게 될 물고기의 종류가 달라질 수 있다는 말입니다.  


바닷물의 색을 감시하다보면, 과학자들은 식물성 플랑크톤에 대해 더 잘 알 수 있을지도 모릅니다. 또한 과학자들이 바닷물의 색을 관찰하는 것 만으로도 기후 변화가 미칠 해양의 변화에 대한 단서를 찾아낼 수 있을지도 모르겠습니다. 

 


  ##참고자료##
Stephanie Dutkiewicz et al., Ocean colour signature of climate change, Nature Communicationsvolume 10, Article number: 578 (2019)
 


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