해양 미생물이 밝혀낸 기후 변화의 진실

바다가 바뀌면, 지구가 바뀝니다. 이 모든 변화는 미생물로부터 시작된다고 해양 생물학자 안젤리크 화이트가 말합니다. 수십 년간의 데이터를 통해, 화이트는 과학자들이 어떻게 미생물을 활용하여 바다의 건강을 측정하는지, 그리고 수온이 점점 상승하는 와중 어떻게 미생물들을 구할 수 있을지에 대해 설명합니다.

저는 해양 생물학자입니다.

저는 태평양의 미생물을 연구하는

특권을 누리고 있습니다.

곧 미생물에 대해 이야기하겠지만,

먼저 이곳에 대한 여러분의 느낌과

크기를 와닿게 하고 싶습니다.

태평양은 지구에서 가장 크고
깊은 바다입니다.

대략 6천만 제곱마일이나 되죠.

모든 대륙을 다 떼다 붙여서

미니 판게아를 만들어 보면

태평양 안에 다 들어갈 뿐더러
공간이 남을 것입니다.

이곳은 거대한 생태계입니다.

깊고 푸른 외해에서부터
해저 대륙 주변부까지.

이곳에서,

저는 먹이사슬의 최하위층을 연구합니다.

바로 플랑크톤이죠.

제 연구,

그러니까 해양 미생물학 분야에서

새로운 주제가 등장했습니다.

"변화"라는 주제죠.

미생물 생태계에서는 지금
정말로 주목할만한 변화가 일어나고 있고

이를 관찰하는 게
그리 어렵진 않습니다.

해양은 우리 지구의
70%를 차지합니다.

그래서 해양의 변화는
전 지구적인 변화이며,

이 모든 것은 미생물로부터 시작됩니다.

저는 여러분에게 들려드릴
두 일화가 있습니다.

미생물에 관한 러브 스토리라고
할 수도 있겠네요.

하지만 솔직히 말해서 그 이야기는

많이 불편한 점도 있을 겁니다.

사랑에 초점을 맞추어 주세요.

제가 거기에서부터 시작할 거거든요.

처음 알아야 할 사실은

바다는 미생물로 이루어진
숲이라는 겁니다.

그게 무슨 말이냐면, 크게 보면

해양의 식물들은 미생물이라는 것입니다.

그리고 우리가 아는 것보다
훨씬 더 많습니다.

그래서 저는 여러분에게
제가 몇 년간 걸쳐서 모은

미생물들의 사진을 보여드릴 것입니다.

바다의 먹이사슬의 최하위층이죠.

이것들은 아주 작은 동식물들입니다.

모양, 크기, 색깔,
신진대사까지 아주 다양하죠.

일밀리미터 해수층에도
수천 수만의 미생물들이 존재합니다.

여러분이 바다에 갈 때마다
그들과 함께 수영하고 있는 셈이죠.

그들은 산소를 공급하고
이산화탄소를 소모하며

그들은 먹이사슬 최하위층에 있어

다른 해양생물들이 그들에게 의존합니다.

저는 대략 500일 정도를
바다에서 지내며 연구했고

그보다 훨씬 더 많은 시간을
컴퓨터 앞 또는 실험실에서 지냈습니다.

그래서 저는 그들의 이야기를
여러분과 나누어야만 합니다.

태평양 북서쪽으로부터 시작하죠.

이곳은 초록색입니다.
아주 아릅답죠.

이 모습은 미국 서부 해안을 따라

플랑크톤이 꽃핀 모습입니다.

아주 비옥한 생태계입니다.

여기에 가면 연어, 넙치,
고래까지 볼 수 있습니다.

미국에서 가장 아름다운 곳 중
하나입니다.

그리고 여기서 10년 동안
수많은 것들 중에서도,

저는 해로운 녹조에 대해서
연구해왔습니다.

이들은 독성 식물성 플랑크톤으로,

먹이사슬을 오염시키며
조개류와 물고기에 안에 쌓인 걸

인간이 먹게 됩니다.

저희는 이들이 왜 꽃피우는지,
어디에 피는지,

언제 피는지를 연구하고 있었습니다.

이를 통해 해산물을 관리하여

사람들의 건강을 보호하기 위해서죠.

하지만 바다는 움직이는 목표물입니다.

또 우리 주변에 있는 사람들처럼,
플랑크톤마다 독성 수치가 다릅니다.

(웃음)

아시겠죠?

그래서 이 문제를 극복하기 위해,

저희는 인공위성 센서,

드론과 글라이더 뿐만 아니라

서핑 구역의 정기적인 샘플링을 활용하며

오리곤 연안의 작은 배들에서

오랜 시간 관찰했죠.

여러분들에게 이런 기회가
있었는지는 모르겠지만,

쉽지 않습니다.

[해양학자들도 뱃멀미를 앓습니다]

여기 불쌍한 학생들이 있네요.

(웃음)

그들의 신원보호를 위해
얼굴을 가려주었습니다.

(웃음)

이곳은 꽤나 힘든 장소입니다.

그러니까 제가 지금 얘기하고 있는
정보들은 아주 힘들게 얻은 거라고요.

(웃음)

공동 연구자들과 함께
데이터를 모두 수집해 보니

20년 분량의 독소 및 플랑크톤 자료를
확보할 수 있었습니다.

덕분에 저희는
녹조 현상의 패턴을 이해한 뒤

미래를 예측하기 위해
모델을 만들었습니다.

저희가 발견한 것은

해로운 녹조현상이
기후변화와 관련이 있다는 것입니다.

제가 말하는 "기후"는
그날의 날씨가 아니고,

장기적인 변화를 가리키는 거죠.

여러분이 들어보셨을 수도 있는

10년 주기 태평양 진동,
엘니뇨 등의 현상은

보통 해당 지역에
고온건조한 기후를 가져오면서

태평양 북서지역을
남북으로 가로지르는

캘리포니아 해류를 약화시키기도 합니다.

또 연안 지역의 바다를
따뜻하게 하죠.

이 그래프의 빨간색 부분이

기온 이상을 나타내는

태평양 진동의 양수 지수입니다.

이런 흐름의 변화와

기온의 변화는,

해로운 녹조 현상이 증가하고

또한 연어의 유입률이 줄어들면서,

황록색 꽃게 같은 외래 유입종들이
유입되는 것을 볼 수 있었죠.

이는 기후의 생태계적,
경제적 영향입니다.

우리의 모델이 맞다면,

이 현상들의 빈도와 심각성은
더 나빠질 것입니다.

현재 기온 이상의 연장선이죠.

이를 설명해 보자면,

2014년엔 오리건 주 역사상
가장 해로운 녹조현상이 있었습니다.

또 가장 높은 기온을 기록한
해이기도 하죠.

2015년 전까지는요.

2016,

2017, 2018.

사실, 요즘에 들어 가장 더웠던 5년은

바로 지난 5년이었습니다.

해로운 녹조 현상에게는 청신호이지만

생태계 건강에게는 적신호죠.

여러분이 조개에는
관심 없을 수 있겠지만,

이 변화는 경제적으로 중요한
어업에 타격을 줍니다.

예를 들어 게와 연어,

그리고 고래와 같은 해양 포유류의
건강을 위협합니다.

그러면 조금 더 관심이 갈 겁니다.

조금 더 와닿겠죠.

여기까지가 태평양 종말 이야기였습니다.

사실, 태평양은 자생할 수 있는
생태계입니다.

우리가 기회를 준다면
다시 원상북구될 수 있죠.

중요한 점은 우리가 보고 있는
현상들을 무시하지 않는 것입니다.

이것은 제 두 번째 일화와
관련있습니다.

그 때 이후로 저는 지구상
가장 외딴 섬에 갔습니다.

바로 하와이 제도였죠.

거기서 "하와이안 해 시계열"
프로그램의 리더가 되었습니다.

이 프로그램은 31년동안

스테이션 ALOHA라는 곳을
매달 순례했습니다.

태평양 한가운데에,

이 거대한 소용돌이 해류의 중심을

북태평양 환류라고 부르는 곳에.

가장 큰 해양 생태계입니다.

아마존 열대우림의
4배나 되는 크기입니다.

따뜻한 장소입니다.
좋은 의미로요.

푸른 바다입니다.

여러분이 수영하고 싶을만한
아름다운 바다죠.

하지만 연구용 보트에서는
다이빙 할 수 없습니다.

왜냐하면 상어 때문이죠.
구글 검색해 보세요.

(웃음)

매우 아름다운 장소입니다.

그리고 1988년 10월부터

여러 세대의 연구자들이
매월 이곳으로 순례했습니다.

저희는 바다의 생물학,
화학, 물리학을 연구합니다.

수면에서부터 해저까지의
기온을 측정했습니다.

해류와 파도를 추적해왔습니다.

사람들은 이곳에서
새로운 생명체를 발견했습니다.

사람들은 이곳에서
게놈 라이브러리를 만들어

해양 미생물의 다양성에 대한

새로운 발견을 일구어냈습니다.

이곳은 단순히 발견의 장소만이
아니었지만

시계열의 중요한 목적 중 하나는

우리에게 역사적인 감각을
갖게 해준다는 겁니다.

연구의 맥락이 되어주는 거죠.

그리고 30년간의 데이터를 통해

저희는 계절의 변화와

인간이 자연에 끼친 영향 때문에
생긴 현상들을

분리 할 수 있었습니다.

하와이에는 또 다른
시계열이 있습니다.

"킬링 곡선"이라고 불리죠.

여러분이 모두 이 그래프를
봤었다면 좋겠습니다.

이 시계열은 대기에 있는
이산화탄소 비율이

급격하게 증가했음을
보여주고 있습니다.

단순한 수치가 아니라,
증가한 비율입니다.

대기 중 이산화탄소 농도의
증가 비율은

지구에서 전례가 없는 일입니다.

그리고 이건 바다에도 영향을 미치죠.

사실, 바다는 온실가스로 인해 배출 된

열 90퍼센트 정도를 흡수하고

40%의 이산화탄소를 흡수합니다.

그리고 스테이션 ALOHA에서
저희는 이를 측정할 수 있었습니다.

각각의 점들을 이으면 선이 됩니다.

과학자들은 이걸 측정하기 위해
30년를 바쳤고,

이렇게 볼 수 있게 되기까지
30년이 걸렸습니다.

대기 중 이산화탄소 농도가 높아지면,

수중 이산화탄소 농도도 높아집니다.

이건 빨간색 선입니다.

이 결과로

바닷물의 화학 성분에
큰 변화가 생겼습니다.

ph농도의 감소입니다.

pH는 로그 수치로 변환되었습니다.

여기 파란색 선이죠.

그래서 저희는 이 시계열을 통해
바다 표면 pH 농도가

30% 감소했음을 알 수 있습니다.

이는 먹고, 껍데기를 지어야 하는
유기체에 영향을 미치고

성장률과 신진대사에도 영향을 미치죠.

플랑크톤 뿐만이 아닙니다.

산호초와 같이 큰 생태계에도
영향을 줍니다.

이 시계열을 통해
알 수 있는 또 다른 점은

표면층만 봤을 때 이렇다는 겁니다.

이산화탄소 농도의 상승과
pH농도의 감소는

전체 수심에서
상위 500m만을 측정한 수치입니다.

저는 이 사실이
아주 중요하다고 생각합니다.

우리 지구에서 가장 외진
장소 중의 하나임에도 불구하고

수심 500미터까지 영향을
미쳤다는 것이죠.

자, 이 두 가지 현상--

해로운 녹조 현상과 해양 산성화,

이 두 가지가 끝은 아닙니다.

여러분은 다른 현상도
들어보셨을 겁니다.

해수면 상승, 부영양화,
극지방 만년설의 융해,

산소극소대역의 팽창, 오염,
생물 다양성의 손실,

남획까지도요.

같이 연구할 대학원생을 찾기 힘듭니다.

왜 힘든 일인지 아시겠죠?

(웃음)

(한숨)

다시 말하지만,
저는 이 미생물 생태계가

무한한 자생력이 있다고 생각합니다.

이대로 방치할 수는 없습니다.

저는 개인적으로 우리의 바다와 지구를
지속적으로 관찰하는 것이

우리 세대의 과학자들에게 주어진
도덕적 의무라고 생각합니다.

우리는 자연계에 행해지는

수많은 변화들의
살아있는 증인입니다.

그렇기 때문에

우리에게는 전 세계적인 변화를
이끌어 낼 기회가 주어진 것입니다.

의지만 있다면요.

이 문제에 대한 해결방법에는
다양한 접근이 필요합니다.

여러 가지 해결책과

지역적인 변화가 필요하죠.

또, 환경 보호를 해 줄
사람들에게 투표하는

세계적인 움직임도요.

(박수)

사랑이라는 주제로 되돌아가 봅시다.

(웃음)

미생물들은 중요합니다.

이 개체들은 작고,

그 수가 많으며, 오래되었고,

우리 지구와 후손을 지키기 위해
꼭 필요한 존재들입니다.

하지만 이대로 산다면
50년 후에는 탄소 배출량이

두 배가 될 것입니다.

이를 나타내기 위해
제가 자주 드는 에는

우리가 마치 아직 20대인 것처럼
마구 먹어댄다는 겁니다.

이에 대한 아무런 악영향이
따르지 않을 것처럼요.

하지만 저는 40대의 여성입니다.

그래서 저는 과식의 후폭풍을
잘 알고 있죠.

(웃음)

바다도 생명이 있습니다.

이 생태계는 아직 붕괴되지 않았습니다.

하지만 북극을 제외하고요.
북극에 대해선 할 말이 좀 있네요.

(웃음)

하지만 제가 오늘
여러분에게 보여드린 자료들,

여러 세대의 과학자들이
관측한 자료들에 따르면

우리는 바다를 더 보호해야 하고

우리를 보호해 주는 미생물들을
돌보아야 합니다.

그리고 여기서

제 영웅 중 한 명인
제인 루브첸코를 인용하겠습니다.

이 슬라이드가 적절하네요.

제인은 우리의 바다가
고장날 만큼 크지는 않고,

고칠 만큼 크지도 않지만,

무시하기에는 너무 크다고
말했습니다.

감사합니다.

(박수)