플랑크톤이 날씨를 바꾼다

플랑크톤이 날씨를 바꾼다

파도치는 바닷가에 오래 있다가 혀로 입 주변을 핥으면 짭짤하다. 피부에 달라붙은 소금기가 느껴진다. 부서져 깨지는 파도가 바람에 날려 염분을 포함한 바닷물 스프레이를 뒤집어쓰기 때문이다. 바람이 강하게 불면 바다 표면에서 작은 물방울들이 흩어지면서 에어로졸(aerosol)을 만든다.

파도에 날리는 바닷물. ⓒ 김웅서

날씨에 영향을 주는 에어로졸

에어로졸은 연무질(煙霧質)이라고도 하며, 공기 중에 떠있는 미세한 액체나 고체 입자를 말한다. 얼마나 작으냐하면 크기가 고작 0.001 마이크로미터에서 커봐야 1밀리미터이다. 마이크로미터는 천분의 일 밀리미터이다. 연무질이란 연기와 안개라는 뜻이다. 눈에 보이지 않더라도 액체 입자는 아지랑이나 안개로 미뤄 짐작할 수 있으며, 고체 입자는 미세먼지나 연기 등으로 확인할 수 있다.

대기 중의 에어로졸은 스모그현상을 일으키기도 하고, 빛을 산란 또는 반사시키기도 하고 흡수하기도 하여 기온을 올라가게 하거나 떨어뜨리기도 한다. 또 구름을 만들어 날씨를 조절하기도 한다. 최근 연구 결과에 따르면 바닷물이 만든 무수히 많은 에어로졸은 성질이 모두 달라서 같은 것이 없다고 한다. 샌디에이고 소재 캘리포니아대학교 연구팀은 바람에 날리는 바닷물 스프레이 속의 에어로졸을 분석하여, 에어로졸이 대기 상태를 바꾸는 능력은 바닷물 속에 사는 식물플랑크톤과 박테리아에 의해 영향을 받는다는 것을 밝혔다. 이런 결과는 사이언스 데일리 2017년 5월 11일자에 실렸다.

식물플랑크톤과 박테리아가 에어로졸에 영향을

식물플랑크톤과 박테리아가 분비하는 화학물질은 물방울 속에 녹아들어 가며, 결국 공기 중으로 섞여든다. 이러한 화학물질이 많이 녹아있는 물방울은 상대적으로 적은 물을 포함하고 있으므로 습도에 영향을 주게 된다. 결과적으로 에어로졸은 구름이 만들어지는데 관여하게 된다.

연구팀은 에어로졸을 분석하고 나서 각각 미세한 에어로졸에 들어있는 화학물질이 서로 뚜렷하게 차이가 난다는 사실을 알고 놀랐다. 바닷물 스프레이 에어로졸(SSA; sea spray aerosol) 이 기후 변화에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 에어로졸의 크기와 거기에 포함된 화학물질 종류이다. 에어로졸에 든 유기물질로는 지방산, 단당류, 다당류 등이 있다. 이런 화학물질의 차이가 기후에 다른 영향을 미칠 수 있다는 것이다.

연구팀은 캘리포니아대학교 앞 바다에 설치한 실험용 해양생태계에서 식물플랑크톤을 인공적으로 대량 발생시켰다. 즉 적조를 일으킨 것이다. 그리고는 파도에서 만들어지는 에어로졸의 화학성분을 조사하였다. 이들은 에어로졸의 화학성분 변화가 바닷물에 있는 식물플랑크톤과 박테리아 군집의 증감과 일치하는 것을 알았다. 또한 종속영양성 박테리아가 식물플랑크톤을 분해할 때 에어로졸의 화학물질 조성에 가장 큰 영향을 미쳤다.

바다가 지구 기후를 조절한다는 것은 잘 알려져 있다. 그렇지만 파도가 깨지면서 공기 중으로 퍼지는 에어로졸이 기후에 어떤 영향을 주는지는 우리가 잘 모르고 있다. 바다에는 크고 작은 파도가 항상 있는데도 말이다.

식물플랑크톤이 기후를 바꿀 수 있다는 연구 결과는 예전에도 있었다. 식물플랑크톤이 만드는 디메틸설파이드(DMS; DiMethyl Sulfide)라는 유기 황성분의 휘발성 기체는 대기 중에서 구름을 만드는 핵의 역할을 한다. 연구팀은 앞으로 에어로졸이 바다에서 식물플랑크톤이나 박테리아가 자연적으로 만드는 물질이 아닌, 인간이 만들어내는 공해물질과 섞일 때는 기후에 어떤 영향을 줄지를 연구할 예정이다.

우리 눈에 보이지 않는 아주 작은 생물도 어마어마한 규모의 지구 환경에 영향을 미칠 수 있다. 바다에 사는 미생물을 작다고 얕볼 일이 아니다.