[천연자원] 강력한 식물성 플랑크톤이 지구를 산소로 가득 채우다
- Alina Bradford
- 4월 16일
- 4분 분량
최종 수정일: 5월 19일
미세조류는 해양 생물에게 먹이를 줄 뿐 아니라 탄소 가스를 포집한다.
2015년 이탈리아의 한 10대가 산소 없이 수중에서 42분 동안 생존한 기적적인 사례나 2009년 스테판 미프수드의 (11분 35초의) 수중 정적(靜的) 무호흡(움직이지 않고 숨을 참는 것)세계기록을 제외하더라도, 일반적으로 산소는 매 순간, 말 그대로 인간에게 없어서는 안 되는 존재이다.
산소 생산이라고 하면 흔히 울창한 숲과 잎이 무성한 녹색 식물을 떠올린다. 하지만 놀랍게도 사람들이 호흡하는 산소의 대부분은 나무에서 나오는 것이 아니라 바다에서 나온다. 식물성 플랑크톤은 지구 산소의 50% 이상을 생산하는 것으로 추정되는, 대기의 숨은 영웅이라고 할 수 있다.
식물성 플랑크톤(또는 미세조류)은 해수면 근처 유광층(약200~300미터 또는 약 656~984피트 상부)에 떠다니는 식물과 같은 작은 유기체이다. 이 미세한 발전소는 햇빛, 물, 이산화탄소를 사용하여 에너지와 산소를 생산하는 광합성을 수행한다.
육안으로는 보이지 않지만(1 마이크로미터 미만에서 100마이크로미터 이상의 크기), 식물성 플랑크톤은 방대한 수로 존재하며 해양 생태계의 기초를 지탱한다. 식물성 플랑크톤이 없다면 해양 생물은 붕괴될 뿐만 아니라 대기 중 산소의 급격한 감소로 인해 인간과 모든 육상 동물이 생존에 어려움을 겪게 될 것이다. 심해에 탄소를 저장하는 능력 덕분에 기후 변화에 대응할 수 있는 잠재력까지 더해져 생태학적 중요성은 이루 말할 수 없다.
해양 생태계에서 식물성 플랑크톤의 역할
식물성 플랑크톤은 수중 먹이사슬의 기초이다. 식물성 플랑크톤은 바닷속 작은 동물인 동물성 플랑크톤의 먹이가 될 뿐만 아니라 물고기, 고래, 바닷새와 같은 큰 생물의 먹이가 되기도 한다. 이런 식으로 플랑크톤은 가장 작은 새우부터 가장 큰 대왕고래까지 모든 생명체를 지탱한다.
미국 국립해양대기청(NOAA)의 연구 생태학자인 레이건 에레라 박사는 2019년 테드엑스(Tedx) 강연에서 "하지만 중요한 점은 우리 모두가 이 먹이사슬의 일원이라는 것"이라며 "식물성 플랑크톤에서 시작하여 어패류를 거쳐 잠재적으로 인간에 이르기까지 '작은 것'은 식수, 해산물 산업, 생태계 및 인간 건강에 큰 영향을 미친다."고 말했다.
식물성 플랑크톤이 없다면 해양 생물다양성은 붕괴될 것이다. 어류 개체수가 감소하여 자연 생태계와 수백만 명의 식량을 공급하는 전 세계 어업에 영향을 미칠 것이다. 건강한 동물성 플랑크톤 개체군에 의존하는 산호초도 어려움을 겪게 되어 해안 지역 사회와 해양 관광에 영향을 미칠 것이다.
식물성 플랑크톤 개체군 추적
과학자들은 엽록소 수치를 모니터링한다. 바다에 얼마나 많은 식물성 플랑크톤이 있는지 파악하기 위해 과학자들은 엽록소 수피를 모니터링한다. 광합성을 위해 햇빛을 포착하는 식물의 녹색 색소인 엽록소는 우주에 있는 인공위성이 감지할 수 있는 빛나는 표지와 같아서 수치가 높으면 짙은 녹색으로 표시된다.
NASA에 따르면 위성 이미지를 통해 식물성 플랑크톤의 전 세계 분포를 추적할 수 있다. 이 다채로운 지도는 과학자들이 계절, 오염, 엘니뇨와 같은 기후 패턴에 따라 해양 건강이 어떻게 변화하는지 이해하는 데 도움이 된다. 또한 이 데이터는 식물성 플랑크톤이 통제 불능 상태로 번식하는 해조류 번식과 같은 현상을 예측하는 데도 도움이 된다.
식물성 플랑크톤과 '데드 존'
대부분의 식물성 플랑크톤은 유익하지만, 특정 조건에서는 위험해질 수 있다. 특히 농업용 유출수나 하수 등으로 인해 바다나 호수에 영양분이 과다하게 유입되면 식물성 플랑크톤이 너무 빠르게 성장할 수 있다. 이러한 현상을 유해 조류 번식(HAB)이라고 한다. 일부 종은 물고기를 죽이고 조개류를 독살하며 오염된 물에서 수영하는 사람에게도 해를 끼칠 수 있는 독소를 생성한다.
‘데드 존’은 산소가 거의 또는 전혀 없는 바다의 영역으로, 큰 식물성 플랑크톤이 죽어 가라앉을 때 형성될 수 있다. 박테리아가 플랑크톤을 분해하면서 주변의 산소를 소모하게 된다. 해양 동물은 도망치거나 죽고, 생태계는 회복하는 데 수년이 걸릴 수 있다.
강력한 탄소 격리
긍정적인 측면에서 식물성 플랑크톤은 기후 변화에 대한 자연스러운 해결책을 제시한다.
식물 플랑크톤은 매일 광합성을 하는 동안 기후 변화의 가장 큰 원인인 이산화탄소(CO2)를 1억 톤 이상 흡수한다. 탄소 중 일부는 식물성 플랑크톤의 체내에 저장된다. 죽으면 일부는 바다 밑바닥으로 가라앉아 탄소를 함께 가져간다. 생물학적 탄소 펌프로 알려진 이 과정은 대기 중 이산화탄소의 양을 줄이는 데 도움이 된다.
NASA 고다드 우주비행센터의 해양 생태학 연구소의 수석 연구과학자인 이보나 세티니치 박사는 2023년 동영상에서 "인편모조류(식물성 플랑크톤의 일종)이 번식하고 죽으면 그들이 생산하는 당탄소뿐만 아니라 무기질 백악질인 탄산칼슘도 바다 밑으로 가져간다"면서 "따라서 대기와의 접촉에서 탄소를 제거하여 탄소를 배출하는 데 정말 좋다."고 말한다.
그러나 유럽연합(EU)의 프로그램인 코페르니쿠스 해양 서비스에서 발표한 2023년 제7차 코페르니쿠스 해양 상태 보고서는 기후 변화 자체가 식물성 플랑크톤에 대한 우려라고 지적하면서 "온도 상승, 해양 산성화 및 해양 탈산소의 유인이 되는 기후 유발 변화는 해양의 현대 생지화학적(biogeochemical) 순환과 생태계를 압박하여 식물성 플랑크톤 군집에 영향을 미친다"고 말했다.
이러한 우려에도 불구하고 보고서는 "대부분의 식물성 플랑크톤 기능 유형은 이 기간 동안 약간 감소한 원핵생물(핵 없는 플랑크톤)을 제외하고는 2002년부터 2021년까지 안정적으로 유지되었다"고 밝혔다.
일부 과학자들은 더 많은 탄소를 저장할 수 있도록 식물성 플랑크톤의 성장을 촉진하기 위해 영양분을 첨가하는 인공 해양 비료를 연구하고 있다. 하지만 이 방법은 알려지지 않은 부작용으로 인해 여전히 논란의 여지가 있다.
가정에서 식물성 플랑크톤 배양하기
식물성 플랑크톤을 배양하는 것은 수족관 수조에 먹이를 주고 건강한 생태계를 유지하는 좋은 방법이 될 수 있다. 많은 산호초 수조 소유자는 집에서 키운 식물성 플랑크톤을 산호, 조개, 여과섭식동물(필터 피더)의 먹이로 사용하기도 한다. 가정에서 식물성 플랑크톤 배양의 기본 가이드는 다음과 같다:
배양액으로 시작한다. 신뢰할 수 있는 공급업체에서 살아있는 식물성 플랑크톤의 스타터 배양액을 구입하자.
올바른 장비를 준비한다. 투명한 용기(예: 2리터 병), 공기 펌프, 에어라인 튜브, 광원이 필요하다. 깨끗한 장비와 일관된 상태를 유지하는 것이 오염 방지의 핵심이다.
영양분을 추가하자. 흔히 '길가드 F/2' 또는 이와 유사한 제품으로 판매되는 특수 식물성 플랑크톤 비료 믹스를 사용하자.
빛과 공기를 공급하자. 하루에 최소 16시간 동안 밝은 조명 아래에서 배양액을 보관하고 배양액이 혼합되고 산소가 공급되도록 물을 지속적으로 환기하자.
정기적으로 수확하자. 7~10일이 지나면 배양액이 짙은 녹색을 띠고 수확할 준비가 된다. 고운 망에 걸러서 냉장고에 보관한 다음 소량씩 탱크에 공급하자.
식물성 플랑크톤에 대한 감사
식물성 플랑크톤은 작은 크기에도 불구하고 지구상에서 가장 중요한 유기체 중 하나이다. 사람들이 호흡하는 산소의 대부분을 공급하고 해양 생물의 먹이가 되며 이산화탄소를 흡수하여 기후 변화와 싸우는 데도 도움을 준다. 과학자든, 학생이든, 수족관 애호가든, 이 미세한 경이로움을 이해하고 감상하면 지구의 섬세한 균형에 대한 존경심이 더욱 깊어질 수 있다. 다음에 숨을 쉴 때 식물성 플랑크톤의 고마움을 기억하자.
◇ 앨리나 브래드퍼드는 CBS, MTV, USA 투데이, 리더스 다이제스트 등에 기고해 온 안전 및 보안 전문가이다. 현재 세이프와이즈닷컴 SafeWise.com의 편집 책임자이다.
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