[기상이슈] 위성으로 관측한 해양 생물들의 대규모 이동

 정보

• 설    명     :  기상이슈 소개

• 작성자     : 박진만

• 작성일     : 2019-12-06

• 수정이력 :

 요약

[요약]

• 매일 밤, 어둠 속에서, 셀 수 없이 작은 바다 생물들이 해수면 근처에서 헤엄치고, 새벽이 되기 전에 다시 눈에 띄지 않게 밑으로 내려간다.

[관측장비]

• CALIPSO/CALIOP

• 사진 촬영

 내용

그림. 2008 ~ 2017 (후방 산란률의 변화 %)

• 매일 밤, 어둠 속에서, 셀 수 없이 작은 바다 생물들이 해수면 근처에서 헤엄치고, 그리고 나서 새벽이 되기 전에 다시 눈에 띄지 않게 내려간다. 지구 탄소 순환의 중요한 부분인 이 거대한 동물 이주는 우주에 기반을 둔 레이저 관측 덕분에 전 세계적으로 처음으로 관찰되었습니다.

• 이 현상은 채널 수직 이동(DVM)이라고 한다. 요각류(아래 사진)에서 오징어, 크릴에 이르기 까지 작은 바다 생물은 밤 깊은 곳에서 위로 올라와 식물성 플랑크톤을 먹고 일출 직전에 심해로 돌아간다. 이러한 이주의 주된 이유는 일부 해양 생물들이 낮에 표면 근처에서 이들을 먹어 치우는 시각적인 포식자들을 피하기 위한 것이다.

• 이 자연의 일상적인 움직임은 제한된 지역과 시간에 수십 년 동안 선박에서 관찰되었으며, 그 규모로 볼 때 지구상에서 가장 큰 이주로 여겨졌다. 오늘날 연구자들은 Cloud-Aerosol Lidar와 CALIPSO (Infrared Pathfinder Satellite Observations) 위성을 통하여 전체 해양에 달하는 규모에서 10년 동안 이를 관찰할 수 있었다. NASA와 Center National d' Etudes Spatiales 가 2006 년에 궤도에 올린 CALIPSO 위성은 구름, 먼지, 오염 및 화산재와 같은 대기의 현상을 연구하기 위해 만들어졌다. 또한 관측을 위해 위성에서 발사하는 레이저는 20 미터 깊이의 바다를 관통 할 수 있기 때문에 이동하는 동물이 20m 이내 수심에 존재하는 경우 CALIPSO가 이를 감지할 수 있다.

그림. 2016년 06월 05일 촬영.

 

• NASA의 Langley Research Center의 과학자이자이 연구의 공동 저자 인 Chris Hostetler는“이것은 많은 사람들에게 놀라운 결과를 보여주는 최신 연구" 라고 언급하였다. "저는 우리가 lidar로 달성 할 수있는 흥미로운 새로운 해양 과학의 표면을 긁고 있다고 생각합니다.” 그 결과는 2019 년 11 월 Nature 지에 게재되었다.

• 이 페이지의 상단에 있는지도는 매일 밤 바다에서 빛의 후방 산란 변화를 보여준다. 즉, CALIPSO 위성의 레이저 펄스의 반사 강도가 변화하는 정도를 보여준다. 과학자들은 위성의 낮과 밤의 데이터를 조사하여 후방 산란의 양의 차이에 주목하였다. 특히 빨간색 또는 주황색으로 표시된 지역은 광 산란에서 가장 큰 차이를 보였는데, 이는 해당 지역에서 이동하는 많은 수의 해양 생물이 있음을 나타내는 신호이다.

• 오리건 주립 대학 (Oregon State University)의 생물 해양학자인 마이클 베렌 펠트 (Michael Behrenfeld)는“라이더가 우리에게 할 수 있었던 것은 10 년 동안 16 일마다 전 세계 규모로 이동하는 동물들을 샘플링하는 것입니다. “우리는 이러한 동물의 행동, 분포 및 풍부함을 볼 수있는 그런 종류의 글로벌 범위 근처에 없었습니다. "

• 이 수직 이동하는 생물의 누적 효과는 지구 기후에 중요하다. 하루에, 식물 플랑크톤은 광합성을하여 대기에서 많은 양의 이산화탄소를 흡수한다. DVM을 겪는 동물은 식물성 플랑크톤을 섭취하여 식물성 플랑크톤과 탄소를 효과적으로 다시 깊이 흡수한다. 이 탄소의 대부분은 배설되며, 그곳에서 가라 앉아 효과적으로 바다 깊은 곳으로 갖히게 된다.

 

그림. 2008  ~ 2017

• 위의 지도는 세계 해양에서의 수직 이동 분포를 부여준다. 더 밝은 색상은 더 많은 풍부함을 나타낸다. 연구 기간 (2008-2017)에 걸쳐 패턴을 찾을 때, 연구원들은 열대 및 아열대 해양 지역의 저영양 및 맑은 바닷물에서는 수직으로 이동하는 동물의 수는 적지만 전체 해양 중에서 훨씬 더 큰 비율을 차지한다는 것을 발견하였다. 이 지역의 동물. 즉 어둡고 영양분이 풍부한 지역 (주로 위도가 높은 지역)에서는 DVM을 겪는 동물의 양이 많지만 낮과 밤에 더 많은 동물이 지표면 근처에 머무르기 때문에 전체 동물 집단의 작은 비율을 나타낸다.

• 연구원들은 또한 기후 변화에 기인한 이주 동물의 개체수에서 장기적인 변화를 관찰했다. CALIPSO 데이터는 남태평양과 남 인도양의 아열대 해역에서 이동하는 동물 바이오 매스의 증가를 보여 주었다. 열대 지역과 북대서양에서는 바이오 매스가 감소하였다. 열대 대서양 지역을 제외한 모든 지역에서 이러한 변화는 식물 플랑크톤 풍부도의 변화와 관련이 있다.

• Behrenfeld는“새로운 데이터는 위성 관측을 모델과 결합하고 지구의 탄소 순환에 대한이 거대한 동물 이동의 영향을 정량화하는 더 나은 일을 할 수있는 기회를 제공합니다. "기후 모델러들이 가지고 있지 않은 것은이 모델들을 교정하고,이 이주자들이 가장 중요한 곳, 그들이 가장 풍부한 곳, 시간이 지남에 따라 어떻게 변화 하는지를 알려주는 글로벌 데이터 세트입니다."