이원영의 "남극의 과학자, 남극의 동물"

까치를 연구하던 젊은 동물행동학자가 우연한 기회에 찾아간 새로운 생태계 연구 현장인 남극. 극지연구소의 이원영 박사가 남극에서 겪은 연구자의 삶, 그리고 거기에서 경험한 다양한 동물과 자연 생태에 관한 이야기를 전한다.

후퇴하는 빙하, 번식지 넓히는 남방큰재갈매기를 보며

[8] 기후변화와 극지 생태계 변화


00antarctic_biology8.jpg » 남극반도에서 번식하는 남방큰재갈매기 번식쌍 / 출처: 탁성준



는 에어컨 바람을 좋아하지 않는다. 에어컨을 오래 켜놓고 있으면 머리가 욱신욱신 아프고 속이 더부룩해지는 기분이 든다. 그래서 집에 에어컨이 없다. 그 대신에 여름이면 하루에 몇 번씩 샤워를 하며, 선풍기 두 대를 쉴 새 없이 돌린다. 이제까진 이런 식으로 그럭저럭 버틸 만 하다고 생각했는데, 지난 여름은 정말 버티기 힘들 만큼 더웠다. 열대야 때문에 밤마다 잠을 설쳤다.


연일 ‘기상 관측 이래’ 최고의 폭염 기록이 경신되었다는 뉴스가 쏟아져 나왔다. 어지간하면 참아보려 했지만 도저히 더위를 견디기 힘들어, 8월 중순이 되어서야 에어컨을 사려고 백화점과 인터넷쇼핑몰을 돌아다녔다. 하지만 이미 예약이 너무 많이 밀려 있어 가을 쯤 되어서야 에어컨 설치가 가능하다는 이야기를 듣고는 끝내 사지 못했다. 9월이 되도록 더위는 쉽게 꺾이지 않았고, 매일 밤 선풍기를 끌어안고 흐르는 땀을 닦아내며 ‘내년엔 꼭 여름이 오기 전 미리 에어컨을 구입하리라’ 다짐했다.



지구온난화를 맞는 두 풍경

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기상학자들의 보고에 따르면 이러한 더위는 한국에만 해당되는 것이 아닌 전 세계적인 현상이었다고 한다. 미국의 해양대기국(NOAA)에서는 2016년 여름 기온이 137년 관측사상 가장 높았다고 발표했다. 아직 학계에서 논란이 되는 주제이기는 하지만, 산업혁명 이래 대기 중의 온실가스 농도의 증가와 함께 지구의 평균 온도는 상승하고 있다. 지금과 같은 온난화가 계속된다면 2016년의 폭염 기록은 얼마 지나지 않아 경신될 것이다.


구온난화로 인한 해수면 상승으로 태평양에 있는 산호 섬들이 사라질 위기에 처해 있다는 소식은 이미 우리에게 익숙한 이야기가 되어 버렸다. 남태평양 호주와 하와이 사이에 있는 투발루(Tuvalu)는 9개의 산호 섬으로 이뤄진 국가인데, 이 중 두 개의 섬은 지난 20년 사이 이미 물에 잠겨버렸다. 국토가 물에 완전히 잠기지 않더라도, 바닷물이 유입된 땅에는 염분이 증가해 경작이 불가능해지면서 사람들도 살기 힘들어졌다.


학자들의 예측에 따르면, 2060년이면 나머지 섬들도 모두 잠겨 투발루가 사라질 수도 있다고 한다. 이러한 예상은 비단 투발루에만 해당되는 것이 아니라 몰디브 같이 해수면이 낮은 산호 섬으로 이뤄진 국가들에 모두 해당된다. 또한 뉴욕이나 시드니, 광저우, 부산처럼 해안 가까이에 있는 도시들도 해수면 상승에 따라 많은 피해를 입게 될 것이라고 한다.


[지구온난화와 투발루 / 출처: 유투브 EBS 클립뱅크 https://youtu.be/Ss-CKPUTaic ]


처럼 지구온난화로 대표되는 현재의 기후변화는 많은 사람들의 생존이 달려 있는 실제적인 위협이 되고 있다. 하지만 지구온난화를 은근히 반기는 국가도 있다. 북극점 가까이에 있는 그린란드가 그 대표적인 나라다. 그린란드는 지구에서 가장 큰 섬이지만, 북극점에 가까운 고위도에 있기에 남쪽 해안을 중심으로 약 5만 명 정도의 사람들만 살고 있다. 그린란드는 비록 섬이지만, 남극처럼 육지 안쪽 대부분 지역이 두꺼운 얼음으로 덮여 있다. 전체 국토의 85%가 빙하인데, 매년 여름철 기온이 올라가면 잠시 빙하의 가장자리가 녹았다가 겨울이 되면 다시 얼어붙는다.


그런데 최근 들어서는 빙하가 녹는 면적이 점차 늘어나 땅이 드러나는 부분이 많아지고 있다. 관측이 시작된 지난 1979년부터 2002년까지 기록을 살펴보면 여름철 얼음이 녹는 면적이 대략 16% 정도 증가했으며, 이후로도 계속 늘어나고 있는 추세다. 빙하가 녹으면 해수면이 상승하기 때문에 앞서 얘기한 투발루 같은 산호 섬에 사는 나라들은 큰 걱정을 하지만, 그린란드 사람들에게는 얼음이 녹아 새로 생겨난 땅에 가축을 키우거나 작물을 재배할 수 있게 되었다.


이뿐 아니라 석유나 천연가스 같은 자원들을 개발할 수 있는 기회가 생겼다. 특히 그린란드에 많이 매장된 희토류는 배터리와 디스플레이에 꼭 필요한 원재료이기 때문에 비싼 값에 팔 수 있다. 두꺼운 얼음 밑에 있는 광물은 쓸모가 없지만, 얼음이 녹고 나면 채굴이 훨씬 수월해진다. 실제로 우리나라를 포함해 많은 국가들이 그린란드의 광물자원 개발에 관심을 갖고 있다. 지구온난화가 그린란드 사람들에겐 자원을 팔아 돈을 벌 수 있는 기회를 준 셈이다.


00antarctic_biology2.jpg » 1979년부터 2002년까지 그린란드에서 여름철 빙하가 최대로 녹은 면적의 추이를 나타낸 그래프(왼쪽). 1979년도와 비교하면 2002년도엔 16% 가량 증가하였다. 가장 적은 면적을 나타낸 1992년도(피나투보 화산 폭발이 일어난 뒤 측정)와 가장 넓은 면적을 나타낸 2002년도를 비교하면 매우 큰 차이가 나는 것을 알 수 있다(오른쪽). / 출처: Konrad Steffen and Russell Huff, CIRES, University of Colorado at Boulder from NSIDC and NASA



빙하 후퇴와 남극의 동물들

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온난화는 전 지구적인 현상이지만, 몇몇 지역에선 그 속도가 매우 빠르게 진행되고 있다. 남극 대륙의 서쪽 끄트머리에 있는 남극반도는 빙하 후퇴가 급속하게 진행되고 있는데, 이렇게 빙하가 사라지면 빙하에 의존해 살아가던 바다 생물에게 영향을 끼치게 된다. 예를 들어, 빙하가 사라지면 빙하 아래에서 플랑크톤을 먹고 살던 남극크릴들이 함께 줄어든다. 크릴의 감소는 크릴을 먹고 사는 펭귄의 취식행동에 영향을 끼쳐 그들의 생존을 위협하게 된다. 결국 빙하의 후퇴는 남극 해양생태계를 흔들 수 있다. 최근 연구에 따르면 현재 기후 변화가 계속 된다고 가정했을 때, 이르면 2100년 쯤 황제펭귄이 멸종 위기에 처할 수 있다고 한다.


하지만 위에서 얘기한 그린란드의 경우처럼, 자연 세계에서도 온난화를 반기는 동물도 있다. 남극에선 남방큰재갈매기가 온난화의 수혜를 입고 있는 대표적인 동물이다. 연구자들의 보고에 따르면 남방큰재갈매기는 남극에서 점차 번식지를 넓혀가고 있다. 예전엔 남아메리카와 아프리카 해안가와 아남극권 도서 지역에서 번식하면서 남극반도엔 철에 따라 놀러오는 철새였는데, 1970년대 이후로는 남극반도를 포함한 남극의 여러 지역에서도 번식 활동이 꾸준히 기록되고 있다.


00antarctic_biology3.jpg » 1957년부터 2006년까지 남극 지역의 표면 대기온도 변화를 바탕으로 그려진 10년 단위 온도 증감량. 붉은 색은 온도가 크게 증가한 곳을 의미한다. 그림 왼쪽 위 검붉게 표시된 돌출된 지역이 남극반도에 해당한다. / 출처: Trent Schindler, NASA Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio


종기지가 있는 남극반도 사우스셔트랜드 군도의 킹조지 섬도 빙하 후퇴가 관찰되는 대표적인 지역들 중 하나다. 세종기지에서 해안가를 따라 북동쪽으로 1시간 반 정도 걸어가면 나타나는 포터 소만(Potter Cove)에서는 빙하 후퇴와 남방큰재갈매기를 동시에 관찰할 수 있다.


포터 소만은 킹조지 섬의 포케이드 빙하(Fourcade glacier)가 닿는 곳이다. 내가 처음 포터 소만에 간 것은 2014년 겨울이었는데, 해안가 바위들 사이로 대략 30쌍의 남방큰재갈매기가 둥지를 틀고 있었다. 그런데 예전부터 이곳에 왔던 연구자들의 이야기에 따르면, 둥지가 있던 지역이 과거엔 빙하로 덮혀 있었고 매년 체감할 수 있을 정도로 빙하가 사라졌다고 한다. 남방큰재갈매기의 번식지를 방문했던 연구자가 과거에 찍은 현장 사진둘을 보니, 과연 현재와 비교해 불과 몇 년 사이에  수 십  미터 정도 빙하가 사라졌다는 것을 느낄 수 있었다.


하지만 사람이 그냥 눈으로 확인하고 체감한 결과만을 가지고 ‘빙하가 많이 후퇴했다’라고 말하는 것에는 오류가 있을 수 있다. 몇 년 사이에 얼마나 빙하가 녹아 사라졌는지를 정확히 보여주는 측정치가 필요하다. 그리고 관찰된 빙하 부분이 정말 빙하인지 아니면 일시적으로 폭설이 내려 땅이 살짝 눈으로 덮인 것인지도 구분해야 했다.


래서 우리는 이 지역을 찍은 고해상도 위성사진 자료들을 찾아보았다. 눈이 내리거나 흐린 날을 제외하고 맑은 날 촬영된 사진만 골라보니, 빙하가 덮여 있는 곳과 땅이 노출된 지역은 색이 확연히 달라서 그 색깔 차이를 분석해 신뢰도가 높은 빙하 경계선을 측정할 수 있었다. 가장 오래된 사진은 1989년 미국의 위성 자료였는데, 27년이 지난 2016년의 사진 자료와 비교하면 빙하 경계선이 최대 300 미터 가까이 차이가 났다. 해안선을 기준으로 북서쪽 방향으로 매년 10 미터 정도의 속도로 빙하가 후퇴하고 있으며, 빙하가 사라지면서 새로 드러난 땅에서 남방큰재갈매기가 번식하고 있었다.


지도에 그려보니 1989년을 기준으로 빙하가 후퇴하면서 노출된 면적은 대략 96,000 m2 였으며, 2012년부터 조사된 번식기록을 보면 매년 20-30쌍의 남방큰재갈매기들이 크게 두 지역으로 나뉘어 터를 잡고 있었고 다른 조류들의 둥지는 관찰되지 않았다.


00antarctic_biology4.jpg » 2014년 12월 포터 소만의 남방큰재갈매기 번식지를 찍은 사진. 붉게 표시된 지역은 1999년까지만 하더라도 빙하에 덮혀 있는 지역이었으나, 빙하가 녹아 사라지면서 약 150 미터 이상 빙하 경계선이 뒤로 후퇴하였다. 새로 드러난 땅에서는 남방큰재갈매기들이 둥지를 만들고 번식지로 사용하고 있다. / 출처: 한영덕

00antarctic_biology5.jpg » 남극반도 킹조지 섬 포터 소만 지역의 빙하 경계선 변화와 남방큰재갈매기 둥지 분포도. 1989년부터 2016년까지 빙하 경계선은 점차 해안선을 기준으로 북서쪽 육지 방향으로 후퇴하고 있으며, 이에 따라 새로이 노출된 땅에서 남방큰재갈매기 둥지가 2012년부터 매년 20-30개가 관찰되었다. / 출처: Lee et al. (2016)에서 변형



남방큰재갈매기의 뚜렷한 번식지 확장

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남방큰재갈매기는 어떻게 이곳에 둥지를 틀게 되었을까? 남방큰재갈매기의 생태에 대한 연구결과들을 찾아보니 과연 이곳은 이들이 번식하기에 알맞은 곳이다. 우선 빙하 후퇴 지역 인근의 해안가에는 둥지를 짓기 좋은 장소들이 많다, 빙하가 물러나면서 빙퇴석(Moraine)들이 드러나게 되는데, 남방큰재갈매기들은 큰 바위 사이에 주로 둥지를 짓는다. 그리고 알을 따뜻하게 품기 위해선 이끼나 지의류 같은 부드러운 재질의 둥지 재료가 필요한데, 이 주변에선 재료들을 구하기 쉽다.


또한, 둥지가 있는 지역의 인근은 남방큰재갈매기의 먹이인 삿갓조개(Limpet)이 많아 먹이를 찾기 쉬운 곳이다. 워낙 삿갓조개를 좋아하기 때문에 둥지와 바위 주변엔 먹고 남은 삿갓조개 껍데기가 잔뜩 쌓여 있다. 게다가 주변엔 포식자들도 거의 서식하지 않는다. 비교적 새롭게 생겨난 땅이기 때문에 빈 곳이다. 바람을 막아줄 커다란 바위와 둥지 재료들이 있고, 먹을 것들이 많은 이곳은 남방큰재갈매기가 번식하기에 안성맞춤이다.


렇다면 빙하 후퇴 지역에 번식하는 남방큰재갈매기들은 어디에서 왔을까?


이곳에서 불과 2-3 킬로미터 떨어진 포터반도(Potter Peninsula)에는 1990년대부터 관찰된 번식지가 있다. 그리고 10-20 킬로미터 바다를 가로질러 가면 넬슨 섬(Nelson Island)과 20-30 킬로미터 떨어진 애드머럴티 만(Admiralty Bay)에도 번식지들이 분포해 있다. 이 부근에서 번식하고 있는 남방큰재갈매기들의 숫자가 비교적 안정적이었다는 점을 감안하면, 이들 번식지에서 매년 태어나 성장한 어린 새들이 번식을 할 수 있는 나이가 되어 새로운 번식지를 찾아 분산해나가는 과정에서 이 지역으로 왔을 가능성이 높아 보인다. 혹은 경쟁에서 밀려난 어른 새들이 이곳을 발견하고 둥지를 틀었을 가능성도 있을 것이다.


최근에도 포터 소만의 빙하 경계선은 계속 뒤로 물러나고 있는 추세다. 아마도 이런 양상이 계속된다면 남방큰재갈매기의 수는 더 늘어날 것으로 보인다. 이번 겨울에도 남극에 가면 이곳에 갈 예정인데, 빙하가 앞으로 어떻게 변화할지 그리고 남방큰재갈매기는 얼마나 늘어날지 꾸준히 모니터링을 할 계획이다.


00antarctic_biology6.jpg » 남방큰재갈매기의 둥지가 모여 있는 번식지 사진(왼쪽). 빙하가 후퇴하면서 빙퇴석(Moraine)들이 많이 드러나 있다. 남방큰재갈매기의 둥지는 보통 커다란 바위 주변에 이끼와 지의류 등의 식생을 이용해 만들어져 있다(오른쪽). 빙하후퇴로 드러난 땅에서는 빙퇴석과 둥지재료들을 쉽게 구할 수 있어 번식지로 사용하기에 알맞은 장소다. / 출처: 정진우(왼쪽), 한영덕(오른쪽)

00antarctic_biology7.jpg » 빙하후퇴지 주변엔 남방큰재갈매기가 먹고 남은 삿갓조개 껍데기들이 쉽게 관찰된다. 근처 해안가에 삿갓조개가 많이 분포하고 있다. 즐겨 먹는 먹이원이 풍부하다는 것이 번식지를 정하는데 중요한 요인이 되었을 것이다. / 출처: 정진우



온난화가 초래한 다수 생물종의 어려움

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유독 여름을 잘 견디는 한 친구가 있다. 이 친구는 올 여름이 별로 힘들지 않았다며 오히려 추운 겨울이 올까봐 걱정이 된다고 했다. ‘더운 건 괜찮지만 추운 건 잘 못 참는 체질인데, 우리나라도 요즘 같아선 살 만하다’는 친구의 이야기에 갑자기 남방큰재갈매기들이 떠올랐다. 이 새들도 내 친구처럼 ‘남극도 요즘 같아선 살 만하다’며 저희들끼리 웃고 있을 것만 같다. 하지만, 내 친구를 제외한, 대부분의 사람들이 올 여름 더위에 힘들어 했듯, 남극에 살고 있던 원주민인 펭귄들과 물범들도 달라진 기후에 괴로워하고 있을 것이다.


극은 특히 다른 대륙들과 분리되어 안정적인 생태계를 유지하던 지역인데, 최근의 기후변화는 극지역에서 더 빠르게 나타나면서 남극 생태계가 빠르게 변하고 있다. 다행히도 남극은 국제조약에 의해 과학적인 목적으로 사용하기로 약속된 곳이다. 남극의 생태계 변화를 관찰하는 것은 온난화로 인한 지구의 환경 변화를 알 수 있는 지표이기 때문에 매우 중요하다.


남극 동물들이 기후변화에 어떻게 대응해 나가는지를 통해 앞으로 우리가 나아가야 할 방향을 알 수 있지 않을까? 남극반도 지구온난화의 승자는 남방큰재갈매기뿐이지만, 패자는 원래 이 지역의 기후에 적응해 살고 있던 나머지 모두다.


[참고문헌]


Branco JO, Costa ES, Araujo J et al. (2009) Kelp gulls, Larus dominicanus (Aves: Laridae), breeding in Keller Peninsula, King George Island, Antarctic Peninsula. Zoologia 26:562-566

Cook AJ, Fox AJ, Vaughan DG et al. (2005) Retreating glacier fronts on the Antarctic Peninsula over the past halfcentury. Science 308:541?544

Lee WY, Kim H, Han Y et al. (2016) Breeding records of kelp gulls in areas newly exposed by glacier retreat on King George Island, Antarctica. J Ethol (online published on 15th October 2016, in press)

Sander M, Carneiro APB, Mascarello NE et al. (2006) Distribution and status of the kelp gull, Larus dominicanus Lichtenstein (1823), at Admiralty Bay, King George Island, South Shetland, Antarctica. Polar Biol 29:902-904

Suarez N, Pozzi L, Yorio P (2010) Nest site selection of the Kelp gull (Larus dominicanus) in the Beagle Channel, Tierra del Fuego, Argentina. Polar Biol 33:215-221

Jenouvrier S, Holland M, Stroeve J et al. (2014) Projected continent-wide declines of the emperor penguin under climate change. Nat Clim Chang 4:715-718


이원영 극지연구소 생태과학연구실 선임연구원   

@한겨레 과학웹진 사이언스온   



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이원영 극지연구소 생태과학연구실 선임연구원
동물들의 행동을 관찰하면서 ‘왜’ 그리고 ‘어떻게’ 그런 행동을 하는지 질문을 던지고 답을 구하는 연구자입니다. 지금은 남극에서 펭귄을 비롯한 극지의 해양조류들을 연구하고 있으며 ‘이원영의 새, 동물, 생태 이야기’라는 과학 팟캐스트를 진행하고 있습니다.
이메일 : wonyounglee@kopri.re.kr      

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