얼어붙은 얼음 아래의 풍부한 해양 생물

과학자들이 극지방의 얼음 아래를 조사했을 때, 그들은 이 얼어붙은 환경이 놀라운 양의 생명체의 서식지임을 발견했습니다. 북극곰을 찾는 데 시간을 보내면 북극곰이 사냥에 얼마나 완벽하게 적응했는지 곧 깨닫게 됩니다. 상당한 크기에도 불구하고 옅은 회색 흐린 하늘과 조화를 이루는 평평한 흰색 북극 해빙을 배경으로 크림색 곰을 발견하는 것은 상당히 어려운 일입니다. 그러나 하나를 놓치면 생명이 위태로워집니다.

북극의 여름이었습니다. 저는 북극에서 약 800km(500마일) 떨어진 유빙에 정박한 영국 극지 조사선 RRS 제임스 클라크 로스(James Clark Ross)의 상부 갑판에 주둔했습니다. 과학자 팀이 얼음 위에 있을 때마다 적어도 두 사람은 북극곰 감시 임무를 수행 했습니다. 배에 탄 기자로서(여전히 여기에서 보관된 프로그램 을 들을 수 있음 ) – 필수적인 역할은 거의 없습니다 – 저는 지구상 에서 인간을 생각 하는 몇 안 되는 동물 중 하나를 찾는 쌍안경으로 수평선을 스캔하는 데 할당된 많은 시간을 보냈습니다. 먹이로 .

우리가 실패하고 곰이 누군가의 생존을 위협했다면 최후의 수단이 있었습니다. 얼음 위의 모든 그룹은 곰을 죽일 총을 가지고 있었습니다.

북극곰은 지구상에서 가장 인상적인 동물 중 하나이며, 우리가 얼음 위를 달리는 동안 운이 좋게도 여러 마리를 볼 수 있었습니다. 우리는 어느 날 저녁 안전한 배에서 곰 한 마리가 우리의 계류용 밧줄을 찢고 샌드위치 점심 포장지가 들어 있는 비행 케이스에 부딪히는 것을 지켜보았습니다. 두꺼운 금속을 통해 어떻게든 제련한 것이 틀림없습니다.

그러나 곰들이 보는 이들을 사로잡는 동안, 내가 팔로우하고 있던 과학자 팀은 곰들이 그들의 연구에 불편을 끼친다고 생각했습니다. 그들은 미세한 조류에 의해 형성된 얼음 아래에 숨겨진 생생한 녹색 세계인 먹이 사슬의 다른 쪽 끝에 더 관심이 있었습니다.

매사추세츠 주 우스터에 있는 클라크 대학의 극지과학 전문 지리학 교수인 카렌 프레이(Karen Frey)는 "사람들은 때때로 물 속의 조류인 식물성 플랑크톤을 바다의 숲이라고 부릅니다."라고 말합니다 .

북극을 자주 방문하는 Frey는 이러한 미세한 식물 유사 유기체의 중요성을 연구합니다. "지구상의 모든 광합성의 절반은 세계 해양에서 발생합니다. 이는 우리가 호흡하는 모든 산소의 절반이 바다에서 온다는 것을 의미합니다."

 

북극곰은 지구상에서 인간을 잠재적인 먹이로 여기는 몇 안 되는 동물 중 하나입니다. (Credit: Wolfgang Kaehler/LightRocket via Getty Images)

그러나 더 온화한 기후에 비해 북극 주변의 삶은 드물다. 겨울에는 24시간 어둡기 때문에 광합성이 불가능합니다. "그런 다음 태양이 돌아올 때 갑자기 얼음과 물기둥에서이 지역 전체에 걸쳐 대규모 조류의 봄 꽃을 피우고 먹이 사슬에서 더 높은 모든 것이 그것을 이용할 수 있습니다. "라고 Frey는 말합니다.

 "물고기가 따라오고, 물개가 따라오고, 북극곰이 먹이를 먹습니다. 모든 것이 바다에서 바이오매스를 처음 생산하는 데서 비롯됩니다."

궁극적으로 이익을 얻는 것은 북극곰 뿐만이 아닙니다. 물고기는 사람을 포함한 다양한 동물의 중요한 식량 공급원이며 북극 국가의 경제에 필수적입니다.

Frey의 연구는 이전에 생각했던 것보다 얼음 아래에 훨씬 더 많은 조류 생명체가 있음을 시사합니다. 북극은 단단한 얼음판이 아니라 물이 녹은 연못에 의해 부서진 얼음판으로 구성되어 있기 때문에 채광창처럼 표면을 통해 빛이 아래 세계로 침투합니다.

남극의 겨울에도 얼어붙은 바다 밑에서 찾을 수 있는 더 많은 놀라움이 있습니다.

물기둥에는 광합성을 유지하기 위해 사용할 수 있는 빛이 있습니다."라고 그녀는 설명합니다.

한편, 지구의 반대쪽 끝에 있는 바다도 마찬가지로 여름에 식물로 활기를 띱니다. 하지만 남극의 겨울에도 얼어붙은 바다 밑에서 찾을 수 있는 놀라움은 훨씬 더 많습니다. 감히.

"밖은 -27C(-16F)이고 본질적으로 -1.8C(28.7F)의 물에 몸을 담그는 것입니다. 온도는 바닷물이 어는 온도이므로 가능한 한 따뜻하게 유지해야 합니다."라고 British Antarctic Survey의 Nadia Frontier는 말합니다. (BAS) 해양 생물학자이자 다이버. 우리가 말할 때 그녀는 남극 반도에 있는 BAS 연구 기지에 있는 그녀의 연구실에 있습니다. 하지만 놀라운 위성 인터넷 덕분에 우리는 여전히 Zoom으로 연결할 수 있습니다.

여러 겹의 따뜻하고 보호복을 입는 것과는 별개로, 남극 대륙의 겨울 다이빙은 해빙에 두 개의 구멍을 뚫는 것과 관련이 있습니다. 하나는 물에 들어가기 위한 것이고 두 번째는 비상 탈출로입니다. 물개가 첫 번째 구멍을 사냥에 사용하기로 결정했거나 더 걱정스럽게도 표범 물범이나 범고래가 가까이 왔을 때 사용할 수 있습니다. 표범물범은 인간에게 위험한 것으로 알려져 있으며 범고래도 문제가 될 수 있습니다.

"그 구멍은 욕조와 같습니다. 입구가 상당히 좁고 얼음이 너무 두꺼워서 탱크로 얼음 가장자리를 치고 있기 때문입니다."라고 Frontier는 말합니다. "하지만 일단 얼음 속으로 들어가면 정말 놀랍습니다."

2010년 이곳에서 목격된 James Clark Ross와 같은 배를 타고 탐험한 사람들은 생명을 찾기 위해 북극의 얼음 아래를 파고들었습니다(Credit: Richard Hollingham)

"생명체의 폭발적인 증가가 절대적으로 매력적이라는 것을 알게 되었습니다. 수중으로 내려가 1미터 이내에 수백 종의 다른 종을 볼 수 있습니다."라고 그녀는 말합니다. 미세한 것부터 작은 해양 동물을 거쳐 거대한 해면동물, 게, 불가사리에 이르기까지 다양합니다.

"분홍색 해삼, 보라색에 파란색이 섞인 부채꼴, 선명한 노란색의 해면 등 스펙트럼의 거의 모든 색상이 있습니다.

"거대주의라는 현상도 있습니다. "라고 Frontier는 설명합니다. "물이 너무 차갑기 때문에 더 많은 산소를 흡수할 수 있으므로 종은 물의 산소 부족에 의해 제한되지 않고 거대한 크기로 자랄 수 있습니다."

영하의 삶은 또한 다른 시간 척도에서 작동하여 인간의 수명을 원근감 있게 보여줍니다. BAS 해양 생물지리학자인 Huw Griffiths는 "일부 해면은 수천 년 동안 살아 있는 것으로 추정됩니다."라고 말합니다.

북극의 해빙과 달리 남극 대륙을 둘러싼 빙붕은 단단하고 뚫을 수 없으며 거의 ​​영구적입니다.

"내 동료들은 3년 후에 같은 바위로 돌아와 정확히 같은 위치에 있는 같은 두 마리의 불가사리를 보았습니다. 그들은 살아 있고 건강하며 자주 먹이를 줄 필요가 없습니다."

2021년 Griffiths는 열린 바다에서 약 260km(161마일) 떨어진 해저에서 두께가 1km가 넘는 빙붕 아래 물에 갇혀 있는 남극 생명체의 놀라운 발견을 공개했습니다. 북극의 해빙과 달리 남극 대륙을 둘러싼 빙붕은 단단하고 뚫을 수 없으며 거의 ​​영구적입니다. "저 아래에는 빛도, 소리도, 대기에서 나오는 가스도 없습니다. 마치 큰 동굴의 끝과 같습니다."

사실 Griffiths는 빙붕 아래의 생명체를 찾고 있지도 않았습니다. 그는 당시 수백 킬로미터 떨어진 연구선에서 "적절한 해양 과학"을 수행하고 있었습니다. 크레딧은 해저에서 진흙 코어를 얻기를 희망하는 지질 학자 팀에게 돌아갑니다.

극지방의 얼어붙은 바다는 이 Cnidaria와 같은 이상한 생명체의 고향입니다(Credit: Universal History Archive/Getty Images)

"그들은 나무의 나이테처럼 수백만 년 동안 환경이 어떻게 변했는지 연대표로 사용할 수 있는 진흙을 얻기를 희망했습니다."라고 Griffiths는 말합니다. "그들은 몇 주 동안 준비하고 사이트를 선택하고 두꺼운 얼음을 뚫고 진흙 대신 바위에 부딪쳤습니다. 그래서 그들에게는 재앙이었습니다."

다행스럽게도 지질학자들은 작은 비디오 카메라를 드릴에 부착하여 드릴이 바위에 부딪혀 해저로 튕겨 나가는 순간을 포착했습니다. 그들이 카메라의 메모리 카드를 회수하고 그것을 다시 보았을 때 그들은 스펀지와 이전에 미확인된 동물들이 표면에 달라붙는 것을 보았다. 이들은 모두 물에서 음식을 추출하는 고정식 필터 피더입니다. 그러나 문제는 어떤 음식입니까?

Griffiths는 "지구 전체에서 상상할 수 있는 식량 공급원에서 가장 먼 거리 중 하나입니다."라고 말합니다. "비디오를 보기 전에 저는 [연구] 논문에 참여하여 빙붕 아래 이렇게 멀리 떨어진 스펀지와 같이 필터 먹이를 먹는 동물을 찾을 수 없을 것이라고 말했습니다. 그러면 유일한 생명체는… -동물에게 먹이를 줍니다."

그것은 인간이 생각하는 삶이 필요하다고 생각하는 조건이 삶에 항상 필요한 것은 아니라는 개념을 증명합니다 – Huw Griffiths

발견은 실망스러운 만큼 흥미진진합니다 . "그들은 어떻게 살고 있습니까? 그들은 무엇을 먹고 있습니까? 그들은 어떻게 거기에 갔습니까? 우리가 본 것만으로는 말할 수 없습니다. 그래서 우리는 어떻게 돌아가서 이러한 종류의 동물을 파괴하지 않고 볼 수 있는지 신중하게 생각해야 합니다. 서식지."

Griffiths는 현재 국제 과학자 팀의 일원으로 돌아가 원정대를 구성하기 위해 노력하고 있습니다. 그들은 작은 로봇을 얼음 구멍에 보내고 로봇 잠수함을 빙붕 아래 수백 킬로미터에 보낼 계획입니다. 결정적으로, 그들이 그 과정에서 이 이상한 생물체를 손상시키지 않도록 해야 합니다.

이 발견은 지구에서 아직 발견해야 할 것이 얼마나 많은지를 보여줄 뿐만 아니라 태양계 다른 곳의 외계 세계에서 복잡한 생명체를 발견할 가능성도 지적합니다. 우주 기관은 점점 더 목성의 위성인 유로파 와 같은 얼음 위성에 생명을 구하는 노력을 집중하고 있습니다. 남극과 마찬가지로 유로파는 위의 광대한 얼음판으로 덮여 있다고 과학자들은 액체 바다라고 믿고 있습니다.

Griffiths는 "우리가 발견한 것과 유사한 어떤 것도 우주에서 확실히 찾을 것이라고 말하는 것은 아닙니다."라고 말했습니다. "그러나 그것은 단지 인간이 생각하는 삶이 필요하다고 생각하는 조건이 삶에 항상 필요한 것은 아니라는 개념을 증명할 뿐입니다."

2010년 북극에서와 같이 조류 샘플을 수집하는 것은 어려운 작업입니다(Credit: Scottish Association for Marine Science)

조류의 종이든 더 복잡한 생명체이든 거의 매 시즌마다 얼음 아래에 있는 생명체에 대한 새로운 발견이 이루어지고 있습니다. 그러나 기후변화로 인해 지구가 뜨거워지고 바다가 따뜻해지면서 상황은 빠른 속도로 변화하고 있습니다.

북극으로 돌아온 프레이는 더 남쪽에서 자주 발생하여 바다 생물과 이를 먹는 모든 것에 위협이 되는 일종의 유독성 녹조의 확산을 추적하고 있습니다.

"독성이 있는 경우 조개 중독 측면에서 정말 해로울 수 있으며 특정 종은 연어 및 기타 어종의 아가미를 막을 수 있습니다."라고 그녀는 말합니다. "특히 생계 사냥에 크게 의존하는 토착 공동체 측면에서 그들을 모니터링하는 것이 정말 중요합니다."

기후 변화는 과학자들에게 얼음 아래의 생명체를 기록하고 이해해야 한다는 추가적인 압박입니다. 우리가 지금 알고 있는 것은 빙산의 일각에 불과하기 때문입니다.

"우리는 끊임없이 새로운 발견을 하고 있습니다."라고 Frontier는 말합니다. 예를 들어, 최근에 BAS 과학자들은 1년에 2주만 햇빛을 보지만 남은 50주 동안 그 에너지를 저장할 수 있는 것으로 보이는 해초 종을 발견했습니다. "남은 것이 너무 많아서 이곳의 생명체를 조사하는 데 많은 일생을 보낼 수 있습니다."

"아마도 가장 쉬운 승리일 것입니다."라고 Griffiths는 덧붙입니다. "아무도 본 적이 없는 것을 보고 싶다면 이 빙붕 중 하나 아래로 들어가야 합니다. 할 이야기가 너무 많습니다."