바다 색깔을 물어보면 다들 파란색이라고 합니다. 그러나 미래에는 달라질지도 모릅니다. MIT와 영국 국립 해양학 센터 과학자들이 참여한 연구는 지난 20년 동안 바다 색깔이 변했다고 밝혔습니다. 기후변화가 원인이라는 것입니다. 조사 내용은 네이처(Nature) 저널에 12일(현지시간) 논문 양식으로 발표했습니다.

이에 따르면 20년간 해양 변화는 자연적인 변동성만으로 설명할 수 없습니다. 차이는 미묘합니다. 맨눈으로 느끼기 어려운 정도입니다. 하지만 발생 범위는 광범위합니다. 전 세계 바다의 56% 이상에서 발생했습니다. 지구의 육지 면적보다 더 넓은 범위입니다.

바다 색은 해양 상층에 존재하는 모든 것이 합쳐진 빛입니다. 보통 짙은 파란색 물은 생명체가 거의 없다는 뜻입니다. 반면 녹색에 가까울수록 해양 생태계가 존재할 확률이 높아집니다. 식물성 플랑크톤이 존재한다는 흔적이기 때문입니다. 이들은 식물과 비슷한 미생물로 녹색 색소인 엽록소를 함유하고 있습니다. 또한 바닷속 생태계를 지탱하는 중요한 토대이기도 합니다. 크릴, 어류, 바닷새와 해양 포유류로 이어지는 해양 먹이사슬을 유지하고 있습니다. 엽록소로 대기 중 이산화탄소를 포집하는 역할도 맡았습니다. 

과학자들은 바다색 변화로 식물성 플랑크톤 무리를 추적해왔습니다. 해수면에서 청색광과 녹색광이 반사되는 비율을 계산하는 방식이었습니다. 하지만 엽록소 변화만을 추적하는 연구 방식은 시간이 오래 걸릴 것으로 예상되었습니다. 스테파니 헨슨 영국 국립 해양학센터 연구원은 엽록소로 기후변화 추세를 파악하려면 최소 30년이 걸린다고 주장했습니다. 엽록소는 기후변화 같은 인위적 요소보다 자연적 원인으로 크게 변화하기 때문입니다. 

그러나 2019년 스테파니 두트키예비츠 MIT 연구원이 새로운 방법론을 들고나왔습니다. 엽록소에 의한 빛 외 다른 바다색은 기후변화로 인한 신호를 더 반영한다고 밝혔습니다. 더 다양한 빛 스펙트럼으로 연구한다면 기후변화로 인한 여파가 30년이 아닌 20년 만에 증명될 것으로 예상했습니다.

브렌든 배리 카엘 영국 국립 해양학센터 연구원은 최근 우주 인공위성으로 지구 바다를 촬영해 조사했습니다. 네이처 논문에 따르면 그는 아쿠아(Aqua) 위성을 사용했습니다. 21년 동안 바다색을 감지해온 장비입니다. 내재한 중해상도 분광복사계(The Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, 이하 MODIS)로 분석에 들어갔습니다. 엽록소 분포를 파악하기 위해 측정하는 색 2가지 외에 다른 빛을 더해 총 7가지 가시 파장을 감지합니다. 

카엘은 2002년부터 2022년까지 인공위성이 측정한 7가지 색을 분석했습니다. 각 색들이 특정 연도에 지역마다 얼마나 변했는지 확인했습니다. 그다음에 찾아낸 변화들이 지난 20년 동안 어떤 추세를 보였는지 알아냈습니다. 그 결과 자연적인 변동성을 넘어서는 경향성이 드러났습니다.

다음 단계에서 두트키예비츠가 2019년 계산한 모델과 비교했습니다. 그는 온실가스 문제가 있는 경우와 없는 상황, 두 가지 조건에서 지구 해양을 시뮬레이션했습니다. 온실가스가 포함된 모델은 20년 이내에 상당한 변화를 겪었습니다. 전 세계 지표 해양의 약 50%에서 바다 색깔이 변한다고 예측했습니다. 카엘이 위성 자료로 확인한 현상과 거의 일치했습니다. 

카엘은 "우리가 관찰한 것이 지구 생태계 시스템의 무작위적인 변화가 아니라고 시사한다"며 "인위적인 기후 변화와 일치한다"고 지적했습니다.

연구팀의 결과는 엽록소 이외의 해양 색을 적용하면 해양 생태계의 변화를 더 명확하고 빠르게 감지할 수 있다고 증명합니다.

두트키예비츠는 "바다 색이 변했다. 어떻게 변했는지는 말할 수 없다. 하지만 색 변화는 플랑크톤 군집 변화를 반영하며 플랑크톤을 먹이로 삼는 모든 것에 영향을 미친다. 또한 플랑크톤은 종류마다 탄소 흡수능력이 다르므로 해양이 탄소를 흡수하는 양이 달라진다. 따라서 사람들이 이 문제를 심각하게 받아들이길 바란다"고 말했습니다.

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 Laura Baisas 기자 & 육지훈 기자