본 기사는 ENN이 전하는 최신 환경뉴스입니다. 앞으로 본지는 ENN은 물론 전세계 환경전문 언론에서 전하는 세계 환경문제도 함께 전달, 보도할 예정입니다. (편집자주)

 

 

과학자들은 영양이 풍부한 바다에서 대기 먼지의 역할을 밝혀내기 시작한다.

 

[2023년 5월4일  = ENN] 오레곤 주립 대학 과학자가 이끄는 새로운 연구는 먼지가 대기 중 이산화탄소 수준을 조절하는 데 도움을 주면서 지구 해양 생태계에 양분을 공급하는 역할을 해명하기 시작했다.

연구원들은 해양 상부에 서식하며 해양 먹이 그물의 기초가 되는 식물성 플랑크톤이 주요 영양소를 얻기 위해 육지의 먼지에 의존한다는 사실을 오랫동안 알고 있었다. 그러나 먼지(바람에 의해 들어 올려지고 지구의 기후에 영향을 미치는 토양과 같은 출처의 입자)의 영향의 범위와 규모는 전 세계적으로 추정하기 어려웠다.

"세계적인 규모로 현대 관측 기록을 사용하여 바다에 퇴적된 먼지에 의해 운반되는 영양분이 지표 해양 생물학에서 반응을 일으키고 있다는 사실이 처음으로 밝혀졌다," 라고 오리건주의 해양학자이자 사이언스지의 최근 논문의 주요 저자인 토비 웨스트베리(Toby Westberry)가 말했다.

바다는 탄소 순환에 중요한 역할을 한다; 대기의 이산화탄소는 식물성 플랑크톤이 광합성을 통해 탄소를 유기물로 바꾸는 지표수에서 용해된다. 새로 형성된 유기물 중 일부는 지표면 바다에서 심해로 가라앉고, 그곳에서 생물학적 펌프로 알려진 경로로 잠긴다.

새 논문에서, 오리건주, 메릴랜드 대학, 볼티모어 카운티, 나사 고다드 우주 비행 센터의 웨스트베리와 다른 과학자들은 먼지의 퇴적이 전 세계 연간 탄소 수출 생산량의 4.5%를 지원한다고 추정한다. 이 기여의 지역적 변화는 훨씬 더 높을 수 있으며, 20%에서 40%에 근접할 수 있다는 것을 발견했다.

"그것은 대기에서 탄소를 심해로 보내는 경로이기 때문에 중요하다, "라고 웨스트베리는 말했다.

"생물학적 펌프는 지구 온난화와 기후 변화를 주도하는 지배적인 요인인 대기 중 이산화탄소를 제어하는 핵심 요소 중 하나이다.“

바다에서, 식물성 플랑크톤 성장을 위한 필수 영양소들은 주로 깊은 물에서 표면으로 그 영양소들의 물리적인 움직임, 즉 혼합 또는 상승으로 알려지는 과정을 통해 제공된다. 하지만 일부 영양소는 대기 먼지를 통해서도 공급된다.

지금까지 대기 입력에 대한 자연 해양 생태계의 반응에 대한 이해는 산불, 화산 폭발 및 극심한 먼지 폭풍과 같은 단일 대규모 사건으로 제한되었다. 실제로 웨스트베리와 다른 사람들의 이전 연구에서는 알래스카 남서부의 가사토치(Kasatochi) 섬에서 2008년 분출 후 생태계 반응을 조사했다.

 

이 새로운 논문에서, 메릴랜드 대학(UMC)과 나사의 과학자들과 함께 식물병리학과의 오레곤 주립 교수인 웨스트베리와 마이클 베렌펠드(Michael Behrenfeld)는 전 세계 식물 플랑크톤 반응을 조사하기 위해 이 과거 연구를 기반으로 만들었다.

웨스트베리와 마이클 베렌펠드는 위성 데이터를 사용하여 먼지 유입에 따른 해양 색상의 변화를 조사하는 데 집중했다.

해양 색상 이미지는 매일 전 세계 바다에서 수집되며 식물성 플랑크톤의 풍부함과 전반적인 건강 상태의 변화를 보고한다.

예를 들어, 녹색 물은 일반적으로 풍부하고 건강한 식물성 플랑크톤 개체군에 해당하는 반면, 더 푸른 물은 식물성 플랑크톤이 부족하고 종종 영양이 부족한 지역을 나타낸다.

UMC와 나사의 과학자들은 먼지 수송과 바다 표면으로의 퇴적을 모형화하는 데 그들의 노력을 집중했다.

"이 퇴적물의 대부분은 인공위성이 먼지를 볼 수 없는 폭풍우 동안 발생하기 때문에 바다에 얼마나 많은 먼지가 퇴적되는지를 결정하는 것은 어렵다. 이것이 우리가 모델로 전향한 이유이다. “라고 UMC가 이끄는 컨소시엄인 고다드 지구 과학 기술 및 연구 센터 II의 연구 교수인 UMC의 로레인 레머(Lorraine Remer)가 말했다.

UMBC 팀은 그 결과를 연구에 통합하기 전에 관찰을 사용하여 나사의 글로벌 모델을 확인했다.

연구팀은 함께 일하면서 먼지 퇴적에 대한 식물성 플랑크톤의 반응이 위치에 따라 다르다는 것을 발견했다.

저위도 해양 지역에서 먼지 유입의 특징은 주로 식물성 플랑크톤 건강의 개선으로 보이지만 풍부하지는 않다. 대조적으로, 고위도 해역의 식물성 플랑크톤은 종종 먼지가 제공될 때 건강이 개선되고 풍부도가 증가한다. 이 대조는 식물성 플랑크톤과 그것을 먹는 동물 사이의 다른 관계를 반영한다.

위도가 낮은 환경은 더 안정적인 경향이 있으며, 식물 플랑크톤 성장과 포식 사이의 긴밀한 균형을 초래한다. 따라서, 먼지가 식물성 플랑크톤 건강 또는 성장률을 증가시킬 때, 이 새로운 생산물은 빠르게 소비되고 거의 즉시 먹이 사슬 위로 옮겨진다.

더 높은 위도에서, 식물성 플랑크톤과 그들의 포식자들 사이의 연결고리는 끊임없이 변화하는 환경 조건 때문에 더 약하다. 따라서, 먼지가 식물성 플랑크톤 성장을 자극할 때, 포식자들은 한 발 뒤처지고, 식물성 플랑크톤 개체군은 향상된 건강과 증가한 풍부함을 모두 보여준다.

연구팀은 개선된 모델링 도구를 가져오고 다가오는 나사의 플랑크톤, 에어로졸, 클라우드, 해양 생태계(PACE) 위성 임무에서 더 발전된 위성 데이터를 준비하며 이 연구를 계속하고 있으며, 이 중 일부는 UMC가 설계하고 제작한 HARP2 장비로 수집될 예정이다.

웨스트베리는 "현재의 분석은 거대한 범위의 대기에 대한 측정 가능한 해양 생물학적 반응을 보여준다, "라고 말했다.

"우리는 지구가 계속 따뜻해지면서 대기와 해양 사이의 연결고리가 바뀔 것으로 예상한다."

 

다음은 ENN과 OREGON STATE UNIVERSITY 가 전하는 뉴스링크입니다.

 

https://www.enn.com/articles/72476-scientists-begin-to-unravel-global-role-of-atmospheric-dust-in-nourishing-oceans

 

https://today.oregonstate.edu/news/scientists-begin-unravel-global-role-atmospheric-dust-nourishing-oceans

 

 

본지 객원기자(외신) 이상현 소개
 

객원기자 이상현(지에프오엔엠㈜ 이사)

 

서울 영동고등학교를 거쳐 미국 Beverly Hills 고등학교를 졸업하고 Parks College of Aviation & Engineering,에서 항공우주공학 석사를 취득했다.

미국의 McDonnell Douglas (현 The Boeing Company)와 NASA와의 연구 협업 및 파견 근무 등 다양한 경력을 거친 후 현재 국내 지에프오엔엠㈜ / 총괄사업 이사로 근무중이다.