[헬로 사이언스]지구 온난화로 북극 먹이사슬 변해

북극해의 러시아 브랑겔 섬 주변에 바닷말이 자라고 있다. 지구 온난화로 바닷말 농도가 가파르게 증가하고 있다./사진=뉴욕타임스

북극해는 험악하고 외딴 곳처럼 여겨지지만, 새들과 고래, 그리고 다른 동물들에게는 최고의 식사를 제공하는 곳이다.

스탠퍼드 대학의 생물 해양학자인 케빈 R 아리고는 “여름철에는 먹을거리가 넘쳐나서 많은 동물들이 날거나 헤엄쳐서 수천 ㎞를 달려서 북극으로 온다”고 말했다. 하지만 메뉴가 바뀌고 있다. 과학자들은 지구 온난화로 인해 북극해의 생태계가 엄청난 규모로 변하고 있다는 연구 결과를 내놓았다. 먹이 사슬의 바탕이 되는 바닷말 생산량이 1997년부터 2015년 사이에 47%가 증가했으며, 북극해가 더 이른 시기에 푸르게 변하고 있다. 이 같은 변화가 바닷새, 물개, 북극곰, 고래 등 먹이 사슬을 이루는 동물들에게 심각한 영향을 미칠 수 있다.

최근 수십 년 간 지구 온난화로 인해 지구 전체가 영향을 받고 있지만, 북극만큼 심각한 영향을 받은 곳은 없다. 덴마크 기후연구소의 기록에 따르면 지난 10월 북극 고위도의 기온은 평균 보다 섭씨 20도나 높았다. 지난 10월에 얼음의 양은 평균보다 28.5%나 적었다. 이는 1979년 과학자들이 관측을 시작한 이후 가장 적은 것이다. 얼음이 사라진 곳은 텍사스와 알래스카를 합친 면적에 이른다.

2000년대 중반부터 아리고 박사와 같은 연구자들은 얼음이 줄어드는 것이 생태계에 어떤 영향을 미치는지를 분석해 왔다. 봄이 되면 북극에 태양이 다시 뜨면서 겨울 동안 꽁꽁 언 얼음 녹인다. 얼음이 사라진 바닷물에는 바닷말이 태어나 빠르게 자란다. 이 바닷말이 북극해의 먹이 사슬의 바탕이 된다. 크릴새우나 무척추 동물이 바닷말을 먹고 이들이 더 큰 물고기나 포유류, 새들의 먹이가 된다. 아리고 박사와 그의 동료들은 탐사선을 타고 북극해의 바닷말이 바닷물 색깔에 어떤 영향을 미치는지를 조사했다. 그리고 그들은 북극해의 위성 사진을 살펴보았다. 이를 통해 얼마나 많은 바닷말이 자라고 있는지를 확인했다. 바다의 생산력이 빠른 속도로 증가했다. 아리고 박사는 북극해의 생산력이 1998년에서 2012년 사이에 30%나 증가했다는 최신 연구 결과를 지난해 발표했다.

UC샌디에이고의 해양학자인 마티 카루는 1997년부터 2015년 사이에 찍은 북극 위성 사진을 모두 모았다. 그리고 수학적인 방정식을 이용해 이미지 픽셀의 색깔이 바닷말에 의해 어떻게 변하는지를 분석했다. 다른 변수는 모두 제외했다. 그 결과 카루 박사는 “아리고 박사가 옳았다”고 밝혔다. 카루 박사는 북극해가 바닷말에 의해 더욱 생산력이 높아질 뿐 아니라 더 이른 시기에 푸르게 된다고 밝혔다. 바닷말이 번성하기 시작하는 게 너무 빨라 위성이 탐지하지 못하는 경우도 있다.

탐사선을 타고 탐구 활동을 하면서 아리고 박사와 그의 동료들은 바닷말이 자라는 데 꼭 얼음이 녹아서 물이 드러나야 하는 것은 아니라는 사실을 알아냈다. 얼음이 충분히 얇으면 햇빛이 얼음을 통과할 수 있기 때문이다. 아리고 박사는 “바닷말이 자라기 위해 더 이상 얼음이 녹을 필요가 없다”고 말했다. 만약 우리가 이산화탄소 배출을 멈추지 않을 경우, 북극해는 더욱 따뜻해질 것이다. 아마도 여름에는 얼음이 모두 녹아 버릴 수 도 있다. 만약 바닷말이 더 많은 질소와 영양분을 만나게 된다면 생산력이 더욱 증가할 것이다. /문병도기자 do@sedaily.com