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대서양에서 허리케인(hurricane)이 생성되어 지나갈 때면 식물성 플랑크톤(phytoplankton)이 왕성하게 번성한다는 연구 결과가 나왔다. 나사(NASA)의 위성 데이터를 이용한 이 새로운 연구 결과에서 번성한 플랑크톤은 지구의 기후와 탄소순환에 또한 영향을 줄 수 있다고 한다.
존스 홉킨스 대학(Johns Hopkins University )의 스티븐 바빈 박사(Dr. Steven Babin )는 1998년에서 2001년에 걸쳐 북대서양에서 발생한 13개의 허리케인을 대상으로 연구했다. 그는 SeaStar 위성에 탑재된 SeaWiFS 장비가 관측한 해양의 색깔 데이터를 이용해 해양 식물의 엽록소 수준을 분석했다. 그 결과 위성이 촬영한 이미지상으로는 허리케인이 지나간 뒤 플랑크톤이 번성하는 것으로 나타났다.
바빈은 “해양의 일부 지역은 육지의 사막과 같아 식물의 성장에 필요한 영양분의 공급이 충분히 이뤄지지 않는데, 허리케인이 지나가면서 해수를 휘저어 영양분과 식물성플랑크톤이 해수면으로 이동하는 것을 돕는다. 이후 태양광선의 흡수량이 많아지면서 식물은 번성하게 된다”고 말한다.
이전에는 해수면 근처 플랑크톤의 번성이 언제, 어떻게 되는지의 파악에 선박이 이용되었는데, 이 경우 데이터 획득이 산발적이며, 데이터도 완전하지 못했다. 바빈에 따르면, 해양의 사막에서 허리케인이 주는 효과는 예전에는 확인된 적이 없었으며, 이번 연구가 위성을 이용해 그러한 내용을 확인한 첫 경우라고 한다. 이것은 이 위성에 탑재된 측정장비가 첫 임무를 완수한 시기가 1998년이기 때문이기도 하다. 이러한 효과는 허리케인 ‘Bonnie’를 조사한 후 처음으로 확인됐다.
연구 과정에서 크기, 세력, 속도를 포함한 허리케인의 물리적 특성이 플랑크톤 번성 정도와 직접적 관계가 있음을 확인했다. 그 규모가 클수록 플랑크톤도 번성했으며 엽록소도 증가하는데 이것을 위성이 관측하는 것이다.
허리케인이 유발시킨 심해수의 용승도 플랑크톤의 성장에 있어 중요하다. 폭풍 발생 후 2에서 3주간은 플랑크톤의 성장이 왕성했다. 이것은 추가 영양물질이 해수면으로 이동했기 때문으로 보인다.
해양 식물의 양이 줄어들거나 혹은 늘어나거나 간에 이것은 대기의 이산화탄소량에 영향을 미친다. 식물성플랑크톤은 성장하면서 대기중의 이산화탄소를 흡수하며, 죽게 되면서 탄소를 해저로 격리시킨다. 이 과정은 대기중의 탄소를 깊은 해저로 저장하는 개념이며, 지구의 탄소 순환에 기여하는 자연의 몇몇 과정중의 하나에 속한다.
허리케인은 식물성플랑크톤의 번성을 자극하는 형식으로 해양 상층부의 생태계에 영향을 미칠 수 있다. 식물성 플랑크톤은 먹이사슬의 하층부에 위치해 있어, 이들의 성장에 영향을 미치는 요소들은 이들을 먹이로 하는 동물과 유기체에 직접적으로 영향을 미친다. 추가적으로 엘니뇨와 같은 기후와 관계된 현상들은 허리케인의 발생 빈도와 강도에 변화를 줄 수 있어 폭풍으로 유발된 생물학적 활동은 미래의 기후 변화에 한층 더 기여할 것으로 보여진다.
과학자들은 현재도 그 같은 프로세스를 통해 제거되는 이산화탄소량이 얼마인지를 결정하는데 노력하고 있다. 바빈은 “탄소순환에 대한 이해를 높일수록 지구 생태계에 대한 이해와 기후변화가 우리에게 어떤 영향을 미칠 지에 대한 평가에 도움을 줄 것이다”고 말한다.
이번 연구 결과는 저널 Geophysical Research-Oceans 최근호에 발표되었으며, 메릴랜드 대학의 J.A. Carton과 캘리포니아 대학 해양물리학연구소의 T.D. Dickey 그리고 Old Dominion대학의 연안물리해양학센터의 J.D.Wiggert 등이 참여했다.
한국과학기술정보연구원(KISTI)
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