바다의 수온이 높아지면 발생하는 재앙

제25회 세계스카우트잼버리 행사(2023.8.1.∼12.)를 치르는 동안 우리나라는 유난히 더운 여름을 보냈다. 그뿐만 아니라 세계 곳곳이 폭염(暴炎)과 폭우(暴雨)와 가뭄에 시달린다는 뉴스가 이어졌다. 고온다습한 열대의 섬인 하와이에서도 유례없는 가뭄이 계속되어, 메마른 숲에 산불이 발생하면서 인근 해안 도시에 믿을 수 없을 정도의 심각한 피해를 주기도 했다.​

기후변화 원인은 기온 상승보다 수온 상승

미국국립환경예측센터(NCEP)는 7월 11일, 격변하는 기상 현상에 대한 염려스러운 현상을 발표했다. “2023년 7월 3일은 19세기 말 기상관측이 시작된 이후 지구의 평균 기온이 17.01℃까지 높아진 가장 더위가 심한 날이었으며, 이는 2016년 8월에 기록된 16.92℃를 능가했다.” 더 놀라운 사실은, 이 발표가 나온 3일 뒤인 7월 6일에는 평균 기온이 17.23℃까지 높아졌다는 것이다.

바다는 대기의 열을 93%나 흡수하여 기온이 지나치게 상승하는 것을 막아준다. 온실가스에 의한 기온의 상승은 결국 바다의 수온을 높이게 되었고, 그 결과는 바다의 생태계가 파괴되면서 기온을 더욱 높이는 악순환이 일으나게 되었다.

기후를 절대적으로 지배하는 것은 대기가 아니라 지구 표면의 70%를 차지하는 바다이다. 사실 바다는 기온을 냉각시켜주기도 하고, 데워주기도 하면서 ‘대기의 온도’를 조정해주는 역할을 하고 있다. 다시 말해, 바다의 수온이 높으면 대기의 온도도 상승하고, 수온이 내려가면 기온도 냉각되는 것이다.​

미국국립대기해양청(NOAA)의 기상학자 리버토(Thomas Di Liberto)의 말이다. “지난 수십 년 동안 해면(海面)의 수온이 계속 높아져, 지난 4월에는 지구 전체의 평균 수온이 21.1℃까지 최고로 높아졌다. 그리고 7월 12일에는 멕시코만의 수면 수온이 30℃를 넘었다. 이는 인공위성에서 수온을 측정하기 시작한 1981년 이후 가장 높은 온도였다.”​

이보다 더 놀라운 뉴스가 이어 나왔다. 7월 말경, 플로리다 남부의 낮 기온이 38℃라고 할 때, 해안의 수온이 38.3℃까지 올랐던 것이다. 이 수온은 지금까지 관측된 해수 온도 중에 최고였다.​

해양열파(海洋熱波) 현상

기후변화가 진행되면서 바다에서는 과학자들이 미처 예상치 못한 변화가 일어나고 있었다. 예를 들어 말해보자. 우리나라 서해의 수온이 주변 다른 바다의 수온보다 5℃ 정도 높은 상태가 여러 날 계속된다면 서해의 생태계에는 어떤 현상이 일어날까?​

수온이 높으면 적조(赤潮)가 맹렬하게 증식하게 되면서 수중의 산소가 부족해질 것이고, 유독성 물질도 증가할 것이다. 따라서 많은 물고기는 고온과 산소 부족을 견디지 못해 죽거나 병들거나 다른 바다로 이동할 것이다. 한편 가두리 양식을 하는 어민들도 절망적인 사정이 될 것이다.​

일정 지역의 해수면 온도가 다른 지역보다 높은 상태가 5일 이상 지속되는 현상을 과학자들은 해양열파(marine heat wave)라 한다. 세계의 바다 곳곳에서 수온이 주변보다 5℃나 높은 해양열파가 나타나고 있다.​

어느 해역(海域)의 해양열파가 장기간 계속되면, 그 바다에는 심각한 생태계 변화가 발생한다. 산호가 많이 자라는 바다에서는 산호들이 죽어 백화현상이 일어나고, 산호 사이에서 살던 수많은 물고기들은 죽거나 먹이를 찾아 수온이 낮은 해역으로 이동하게 된다.

샨호섬에는 거북도 많이 산다. 산호에게 백화현상이 일어나면 물고기들은 삶터를 잃어버린다. 해저에 고착하여 사는 동물들은 물론이고 거북까지 생존이 어려워진다. 뉴스에서는 수시로 “열대 어류가 동해에 나타났다. 어느 해변에서 물고기가 떼죽음을 당했다.”고 보도하고 있다. 이런 현상은 심각한 해양열파 때문에 발생할 수 있다.

NOAA가 2023년 6월 13일부터 7월 12일까지 1달 동안 위성에서 관측한 해양열파의 분포(농도가 다른 적색)를 나타낸 지도이다. 이 지도는 수온 1∼5℃ 차이에 따라 등급을 두고 있다. 지도를 보면, 우선 세계 전체 바다의 약 44%에 해양열파가 나타나 있다. 우리나라 동해와 일본 동해안의 열파는 유난히 심하다. 특히 엘니뇨 현상이 일어나는 남아메리카 동부 해역은 열파가 심각하다. NOAA는 세계 바다의 해양열파를 기상예보처럼 발표하고 있다.​

해양열파에 의한 생태계 수난

해양열파가 심해지면 어떤 현상이 일어날까? 오늘날 해양열파는 극지방 바다를 제외한 거의 전체(93%) 바다에서 볼 수 있다. 해양열파가 일어난 바다에서는 수면으로부터 증발이 많이 일어나므로 대기 중의 수분 농도가 높아진다. 대기의 수분량이 많으면 구름은 더 많은 비를 지상으로 쏟아 내릴 것이다.

남극과 북극에서는 빙산과 빙하가 점점 빨리 녹으면서 바다 수위를 높이고 있다. 극지방의 빙산을 잘 녹이는 것은 대기의 온도보다 바다의 수온이다. 빙산과 빙하의 얼음은 해수에 의해 몇 갑절 빨리 녹고 있다.​

적도 주변에 있는 대륙의 바다는 산호의 세계라고 해도 좋을 것이다. 거기에는 엄청난 양의 플랑크톤과 갑각류, 어류가 함께 서식한다. 이런 열대 바다의 수온이 36℃까지 상승하는 곳에서는 수중의 산소가 부족해지면서 산호와 함께 살던 하등생명체들이 생존하기 어렵게 된다. 그 결과 산호는 죽어 하얀 탄산칼슘 뼈대만 남기는 백화현상(白化現狀 bleaching)이 나타난다.

오스트레일리아 산호초(珊瑚礁)와 플로리다 남쪽 해역의 산호초에서 백화현상이 심각하게 발견되고 있다. 이런 현상은 세계적으로 1980년대 이후 심해지고 있다. 산호에게 백화현상이 일어나면 산호와 함께 공생하던 해조류를 비롯하여 미세한 하등동물이 굶어죽게 된다. 동시에 이런 바다의 높아진 수온은 지구 전체의 기상에 재앙을 일으킨다.​

수온이 높으면 왜 수중의 산소 농도가 낮아지는가? 물은 수온이 낮을수록 기체를 많이 녹일 수 있다. 물을 데우면 끓기 전에 기포들이 먼저 올라온다. 이것은 수온이 상승함에 따라 녹아 있던 기체(산소와 질소)가 탈출하는 것이다. 탄산음료 속에 들어있는 이산화탄소는 수온이 낮을수록 그리고 압력이 높을수록 많이 녹을 수 있으며, 수온이 올라가거나 압력이 낮아지면 이산화탄소는 기포가 되어 탈출한다.

전체 바다에서 산호가 사는 영역의 범위는 1% 정도이다. 그러나 여기에 바다생물의 25%가 산다. 산호가 무성하게 자라 형성된 거대한 섬(산호초)의 생태계가 악화되면 그 피해는 바로 인류에게 재앙으로 다가온다. 산호를 보존할 목적으로 적극 활동하는 국제적인 민간단체들이 있다. Coral Restoration Foundation(산호복원재단), Global Coral Reef Monitoring Network, International Coral Reef Initiative는 대표적인 단체이다.

플로리다에 있는 산호복원재단의 연구원들이 36℃까지 높아진 수온이 산호에게 어떤 영향을 주는지 조사하고 있다.​

해양열파가 가져오는 악순환

기후변화에 대한 보도를 보면, 온실가스에 의한 기온 상승으로 기후변화가 왔다고 말하지만, 사실을 알고 보면 ‘바다의 수온 상승’ 때문이라는 생각을 하게 된다. 해수열파로 인해 일어나는 환경변화는 악순환이 되어 일어난다.​

수온 상승은 증발량을 증가시켜 더 많은 비를 내리게 하고, 내린 비는 높아진 기온 탓에 더 빨리 증발하는 악순환이 일어난다. 또한 수온이 높아지면 해수 속의 산소가 감소하여 해양생물의 생존이 불리해지고, 적조와 같은 미생물이 증가한다. 적조가 증식한 바다는 산소가 부족해지고, 물이 흐려져 태양 빛도 침투하지 못하게 되므로 수중식물의 생존에 지장을 준다. 그리고 혼탁해진 바다는 태양 빛을 덜 반사하여 수온이 더욱 오르게 하는 악순환도 일으킨다.​

온실가스의 주범인 이산화탄소를 가장 많이 흡수하여 감소시키는 생명체의 하나가 산호이다. 산호는 대기 중에서 물에 녹아들어간 이산화탄소와 해수 중의 칼슘 성분을 결합한 탄산칼슘으로 그들의 뼈대를 만들고 있다. 그러므로 바다에서 산호가 잘 증식하지 못하면 대기 중의 이산화탄소가 줄어들지 못하고 더 증가하게 된다.​

태풍, 폭우, 해일, 지진 등의 자연재해가 일어나 막대한 인명과 재산 피해를 입을 때마다 새삼 생각하는 것은, 기술문명의 발전만 아니라 자연을 잘 지키는 것이 인류의 생존에 더 중요하다는 것을 더욱 인식하는 것이다. – YS