더위와 비가 잦아지면서 맑고 투명하던 북극의 호수들이 갈색으로 변질되고 있다.
지난 2013년부터 10년간 그린란드 캉게를루수아크(Kangerlussuaq)의 북극 호수를 연구했던 재스민 사로스 미국 메인대학 호수생태학자는 2023년부터 호수의 물이 갈색으로 변한 것을 목격했다고 3일(현지시간) 밝혔다.
호수의 갈변은 주로 식물이 썩으면서 유기탄소 농도가 높아지면 발생한다. 철분 증가로도 발생할 수 있는데, 보통 철분이 풍부한 토양과 바위가 물에 풍화되어 자연스럽게 발생하는 것과 농업 유출수 및 산업배출물 등 인위적인 영향으로 인해 발생하는 것이 있다.
북극 호수의 갈변 원인은 '대기의 강' 현상이 해당 지역에 더위와 폭우를 몰고온 때문이다. 유럽 중기기상예보센터(ERA) 데이터에 따르면 2022년 9월과 10월 사이에 '대기의 강' 현상으로 인해 이 지역에 9차례의 큰 비가 쏟아졌다. 토양에 있는 풍부한 영양분이 수차례 내린 비로 인해 호수로 흘러들어가면서 호수의 색깔이 바뀌었다는 것이다.
게다가 '대기의 강'이 발생했던 2022년 9월은 서부 그린란드의 기상관측이 시작된 1940년 이후 가장 습하고 더웠던 9월로 기록됐다. 대기의 강은 수분과 더불어 따뜻한 공기를 운반하기도 한다.
실제로 2023년 7월 초 연구팀이 호수 물을 분석한 결과 용존 유기탄소 수치가 2013~2023년 평균보다 22% 상승했고, 철 농도는 무려 1000% 증가한 것으로 조사됐다. 알루미늄, 코발트, 크롬, 구리 등 무기물 수치도 급증했다. 기온이 높아지면서 눈 대신 폭우가 내리고 영구동토층이 녹았으며, 유기물과 철분이 호수에 방출돼 갈색으로 변했다고 사로스 박사는 설명했다.
또 갈변으로 인해 호수의 빛 침투량이 50% 줄었다. 빛은 광합성을 하는 식물성 플랑크톤에게 필수인데 빛이 줄면서 일부 종은 빛과 유기물을 모두 섭취하기 시작했다. 미생물 다양성도 감소하고 특정 종이 더 우세해지는 등 미생물 군집도 변화했다.
투명도가 낮아진 호수는 빛 투과량이 줄고 열 흡수량이 증가한다. 연구 공동저자인 바클라바 하즈코바 메인대학교 호수학자는 "빛이 깊숙이 침투하던 과거에는 대부분의 1차 생산이 호수 바닥에서 이뤄졌다면, 호수 투명도가 낮아지면서 식물성 플랑크톤이 수면 가까이 이동했다"고 설명했다. 이어 "얕은 물에서는 미생물이 더 높은 온도와 스트레스에 직면하기 때문에 성장과 전체 먹이사슬에 영향을 미칠 수 있다"고 했다.
호수의 갈변이 일시적인 것인지, 얼마나 이어질지에 대해서는 아직 밝혀진 바가 없다. 연구팀은 "이렇게 갑작스럽게 변화할 것이라고는 예상치 못했다"면서 "호수가 원래 맑은 물로 돌아갈 수 있을지도 장담하기 어렵다"고 했다.
하즈코바 박사는 "햇빛이 갈변 현상을 해소하는 데 도움이 될 수 있지만 강수량이 호수 생태계에 계속 영향을 미칠 것"이라며 "놀라운 점은 북극지역 호수들이 정확히 같은 방식으로, 비슷한 규모로 갈변했다는 점"이라고 말했다.
이번 연구결과는 미국 국립과학원 회보에 게재됐다.
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