작은 생물, 엄청난 영향: 동물성 플랑크톤은 매년 6,500만 톤의 탄소를 저장합니다.

매년 작은 동물성 플랑크톤 떼가 깊은 바다로 잠수하여 수백만 톤의 탄소를 조용히 바다 깊은 곳에 가두는데, 이는 지금까지 우리가 거의 알아차리지 못했던 자연적인 기후 해결책입니다. 출처: Shutterstock

획기적인 연구에 따르면 요각류, 크릴, 살파 등 작지만 강력한 동물성 플랑크톤이 남극해가 탄소를 흡수하고 저장하는 능력에 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌습니다.

국제 연구팀이 주도하고 Limnology and Oceanography 에 게재된 이 연구에서는 이 작은 생물들이 계절에 따른 수직 이동을 통해 어떻게 집단적으로 탄소 격리를 강화하는지 처음으로 정량화했습니다.

남극해는 탄소 저장의 핵심 지역입니다. 전통적인 통념에 따르면 남극해의 탄소 저장은 크릴새우와 같은 대형 동물성 플랑크톤이 생성하는 암설의 중력 침강에 의해 주로 이루어집니다.

이 새로운 연구는 '계절적 이동 펌프'라고 불리는, 최근에 밝혀진 또 다른 과정에 관한 것입니다. 이 과정은 동물성 플랑크톤이 매년 표층수에서 수심 500m 이하로 이동하며, 이 심해의 월동 기간 동안 호흡과 사망을 통해 탄소를 저장합니다.

이 그림은 동물플랑크톤이 여름철 표층수의 식물성 플랑크톤을 섭취하여 탄소를 심해로 운반하는 전통적인 방식(왼쪽 패널)을 보여줍니다. 섭취한 플랑크톤의 배설물(입자상 유기 탄소, POC)은 수동적으로 깊은 심해로 가라앉아 수천 년 동안 탄소를 저장합니다. 이 새로운 연구는 '계절별 이동 펌프'로 알려진 겨울철 과정 또한 상당한 심해 탄소 저장(오른쪽 패널)으로 이어진다는 것을 보여줍니다. 동물플랑크톤은 가을에 심해로 이동하여 500m 이하에서 월동하는데, 이곳에서 호흡과 사멸을 통해 매년 약 6,500만 톤의 탄소가 심해로 직접 유입됩니다.

연구팀은 1920년대부터 현재까지 남극해 주변에서 수천 건의 그물 어획을 통해 수집된 동물플랑크톤에 대한 대규모 데이터베이스를 구축했습니다. 이를 통해 동물플랑크톤이 매년 깊은 심해로 이동하여 월동하는 양을 정량화했습니다. 심해에서 동물플랑크톤은 이산화탄소를 호흡하며, 이를 통해 탄소를 심해에 직접적이고 효율적으로 주입합니다.

주요 결과 :

• 매년 6,500만 톤의 탄소가 저장됩니다. 동물성 플랑크톤의 계절적 수직 이동을 통해 약 6,500만 톤의 탄소가 500m 아래의 깊이로 이동합니다.
• 요각류는 '계절별 이동 펌프'를 주도합니다. 중생대 플랑크톤(주로 요각류라고 하는 작은 갑각류)이 탄소 흐름의 80%를 차지하는 반면, 크릴과 살파는 각각 14%와 6%를 차지합니다.
• 기후 영향: 남극해는 중요한 탄소 흡수원이지만, 현재 지구 시스템 모델은 동물성 플랑크톤에 의해 주도되는 이 과정을 간과하고 있습니다. 온난화로 인해 종 분포가 변화함에 따라 (예: 크릴 감소, 요각류 증가, 먹이원 변화) 탄소 저장 역학이 급격하게 변할 수 있습니다.

왜 '계절 마이그먼트 펌프'가 중요합니까?

남극해는 해양이 흡수하는 인위적인 이산화탄소의 약 40%를 흡수하지만, 동물플랑크톤의 역할은 과소평가되어 왔습니다. 탄소와 철과 같은 필수 영양소를 모두 제거하는 가라앉는 퇴적물과 달리, 이동하는 동물플랑크톤은 표층 근처의 영양소를 재활용하면서 심해에 탄소를 효율적으로 주입합니다. 이러한 '계절별 이동 펌프'는 해양 생태계가 기후 변화에 대응함에 따라 더욱 중요해질 수 있습니다.

중국과학원 해양학 연구소 소속 해양생태학자이자 제1저자인 광 양 박사는 "이번 연구는 동물성 플랑크톤이 탄소 격리의 숨은 영웅임을 보여줍니다. 동물성 플랑크톤의 계절적 이동은 이전에는 정량화되지 않았던 막대한 탄소 흐름을 생성하는데, 이제 모델에 이 흐름을 반영해야 합니다."라고 말했습니다.

플리머스 해양 연구소의 공동 저자이자 선임 해양 생태학자인 앵거스 앳킨슨 MBE 교수는 다음과 같이 덧붙였습니다. "이 연구는 이러한 탄소 저장 메커니즘의 전체 규모를 추정한 최초의 연구입니다. 새로운 통찰력을 얻고 탄소 저장 메커니즘의 상대적 중요성을 개괄적으로 파악하기 위해 대규모 데이터 수집이 얼마나 중요한지 보여줍니다."

플리머스 대학교 해양 생태학자이자 공동 저자인 카트린 슈미트 박사는 "이 연구는 '계절별 이동 펌프'가 극지방에서 자연적인 탄소 격리의 중요한 경로임을 보여줍니다. 이러한 이동 생물과 그 서식지를 보호하는 것은 기후 변화 완화에 도움이 될 것입니다."라고 말했습니다.

영국 남극 조사국(BAS)의 공동 저자이자 생태 모델러인 젠 프리어 박사는 다음과 같이 덧붙였습니다. "크릴은 남극 먹이 사슬에서 중요한 역할을 하는 것으로 유명하지만, 요각류가 월동 시 탄소 저장을 상당히 주도하는 것으로 나타났습니다. 이는 해수 온도가 상승하고 요각류의 서식지가 변화할 수 있는 상황에서 큰 의미를 갖습니다."

이 연구는 동물플랑크톤에 의한 탄소 플럭스를 포함하기 위한 기후 모델 업데이트의 시급한 필요성을 강조합니다. 또한, 산업적 어업과 지구 온난화로 인해 탄소 수출과 남극 대륙의 고유한 생물다양성을 뒷받침하는 핵심 종인 크릴 개체군이 위협받고 있는 남극해 생태계를 관리하고 보호해야 할 필요성을 강조합니다.

이 국제 연구는 중국, 영국, 캐나다의 과학자들이 협력하여 진행했으며, 남극해 전체의 동물플랑크톤 바이오매스, 분포, 호흡 및 사망률에 대한 1세기 분의 데이터를 활용했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/06/250627021851.htm