지구 역사상 가장 강렬한 열파가 남극 대륙의 생명에 미친 영향

2024년 여름은 미국과 전 세계의 수백 개 도시에서 기록상 가장 더운 여름이 될 것으로 예상됩니다. 남극대륙에서도 겨울이 절정에 달했을 때 극심한 더위로 인해 대륙 일부 지역의 기온이 7월 평균보다 50°F 이상 상승했습니다.

7월 31일 Earth's Future 저널에 발표된 한 연구에서 콜로라도 볼더 대학의 연구자들을 포함한 과학자들은 남극의 추운 계절에 발생하는 열파가 그곳에 사는 동물들에게 어떤 영향을 미칠 수 있는지 밝혔습니다. 이 연구는 기후 변화로 인해 심화된 극한 기상 현상이 대륙의 연약한 생태계에 어떻게 큰 영향을 미칠 수 있는지 보여줍니다.

2022년 3월, 지구 역사상 가장 강렬한 폭염이 남극을 강타했고, 남부 지역의 유기체들은 앞으로 다가올 길고 혹독한 겨울에 대비하고 있었습니다. 극한의 날씨로 인해 남극 일부 지역의 기온이 평균보다 70°F 이상 상승했고, 지구에서 가장 춥고 건조한 지역 중 하나인 맥머도 건조 계곡에서도 빙하와 눈이 녹았습니다.

남극 장기 생태 연구(LTER) 프로젝트의 일환으로 연구팀은 예상치 못한 녹은 얼음과 빠른 재얼음이 많은 유기체의 생명 주기를 방해하고 맥머도 건조 계곡의 일부 무척추동물 상당수를 죽였을 가능성이 있다는 것을 발견했습니다.

"극지방 사막의 토양에 있는 미세한 유기체에서 나온 것이라 하더라도 이러한 신호에 주의를 기울이는 것이 중요합니다." CU 볼더의 토목, 환경 및 건축 공학과 교수이자 논문의 수석 저자인 마이클 구세프가 말했습니다. "그들은 더 큰 유기체, 풍경, 심지어 남극에서 멀리 떨어진 우리까지 영향을 미칠 수 있는 변화에 대한 초기 대응자입니다."

구세프가 2021년 11월 남극에 도착했을 때, 그 대륙은 지난 20년 동안과 거의 비슷해 보였습니다. 북극 및 고산 연구소(INSTAAR)의 펠로우로서, 구세프는 지난 10년 동안 국립 과학 재단에서 자금을 지원한 프로젝트인 맥머도 건조 계곡에서 LTER를 이끌었습니다. 그는 거의 매년 남극 여름마다 남부 지역으로 가서 생태계와 유기체가 극한 환경 조건에서 어떻게 살아남는지 연구합니다.

대부분 동물은 이 지역의 건조함과 추위를 견딜 수 없지만, 일부 미생물과 무척추동물, 즉 회충과 물곰은 이 얼어붙은 사막에서 번성합니다. 물곰, 즉 완보동물은 다리가 여덟 개 달린 작은 동물로 길이가 0.002~0.05인치입니다. 이들은 -328°F의 추위와 300°F의 더위와 같은 극한의 환경에서도 살아남을 수 있는데, 이는 대부분의 다른 생명체를 죽일 것입니다.

2022년, 남극 탐험대의 모든 구성원은 남극 여름이 끝나기 전인 2월에 대륙을 떠났습니다. 한 달 후, 남극은 기록상 가장 극심한 더위를 경험했는데, 대기 강이라고 알려진 강렬한 폭풍으로 인해 습한 공기가 먼 거리를 거쳐 극지방으로 운반되었습니다.

맥머도 드라이 밸리에 설치된 연구팀의 센서는 3월에 일반적으로 화씨 -4도 정도인 기온을 기록했지만, 영하로 떨어지고 평균보다 화씨 45도나 높은 기온을 기록했습니다.

위성 이미지와 하천 유량 측정 결과에 따르면, 급격한 온난화로 인해 여름철 최대 해빙기 이후 2개월 이상이 지나서야 계곡의 토양이 젖었으며, 이때는 보통 땅이 건조한 시기입니다.

더위가 지나간 지 이틀 만에 기온이 급락하고 토양이 얼었습니다. 이 사건은 생물이 웅크리고 어둡고 추운 겨울을 준비하는 중요한 전환기에 발생했습니다. Gooseff와 그의 동료들은 계곡의 동물들이 어떻게 반응하는지 궁금했습니다.

"이 동물들은 겨울을 준비하고 쉬는 데 상당한 에너지를 투자합니다."라고 구세프는 말했습니다. "다음 여름에 날씨가 따뜻해지기 시작하면, 그들은 다시 활동하기 위해 에너지를 사용합니다. 이번 폭염과 같은 특이한 기상 현상에 대한 우리의 주요 우려 중 하나는 이 동물들이 여름이라고 생각하고 훨씬 더 많은 에너지를 사용하기 시작하다가 이틀 후에 다시 쉬어야 할 수도 있다는 것입니다. 그들은 에너지 비축량이 고갈되기 전에 몇 번이나 그런 순환을 거칠 수 있을까요?"

그와 팀은 2022년 12월 이듬해 여름에 남극으로 돌아왔습니다. 그들은 토양 샘플을 채취하여 더위 동안 습해진 지역에 사는 생물과 건조한 지역에 사는 생물을 비교했습니다.

그들은 습한 지역에서 흔한 회충인 스콧네마의 개체수가 50% 감소하는 것을 관찰했습니다. 스콧네마는 극도로 춥고 건조한 기후에 적응합니다.

"더위로 인해 주변 환경이 젖을 만큼 따뜻해 보여 여름이 잘못 시작되는 듯한 느낌이 들었습니다. 이런 기온에 반응하는 일부 생물학이 이로 인해 심각하게 교란될 수 있습니다."라고 구세프는 말했습니다.

날씨의 극단 사이의 급격한 변화는 Scottnema와 같은 민감한 종에 불균형적으로 영향을 미칠 수 있지만, 완보동물과 같은 다른 동물에게는 훨씬 적은 영향을 미칠 수 있습니다. 이 생물들은 습기에 대한 내성이 더 높아 환경이 더 습해짐에 따라 번식할 수 있습니다.

"토양에 존재하는 종의 변화와 개체 수의 변화는 생태계의 먹이 사슬과 영양소 순환에 큰 영향을 미칠 수 있습니다."라고 구세프는 말했습니다.

이전 연구에 따르면 스코테네마는 드라이 밸리 토양 생태계에서 처리되는 탄소의 약 10%를 담당하는 것으로 나타났습니다.

기후 변화로 인해 남극의 극심한 기상 현상이 심화되면서 더 큰 종도 영향을 받고 있습니다. 예를 들어, 2013년 여름, 동남극의 아델리 해안을 따라 내린 이례적인 강우로 인해 이 지역의 모든 아델리 펭귄 새끼가 죽었습니다. 7월에는 동남극 일부 지역의 기온이 평소 겨울 평균보다 50°F까지 올랐습니다.

구세프와 그의 팀은 극한 기상 현상과 남극 생태계에 미치는 영향을 계속해서 기록할 계획입니다.

남극에서 일어나는 일은 남극에서만 머무는 것이 아니라고 구세프는 말했습니다.

"빙붕의 손실은 우리 해양의 질량 균형에 꽤 극적인 영향을 미치며, 수천 마일 떨어진 곳에 있는 우리에게도 영향을 미칩니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/09/240904141509.htm