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화산폭발과 연어 풍년 간의 관계에 대한 논쟁
농수식품 KISTI (2010-11-02)

2008년 알래스카의 섬에서 발생한 화산폭발이 올해 캐나다 브리티시 컬럼비아(BC)주의 연어풍년을 초래한 원인이라는 주장이 제기되었다. 2009년 우울한 어획량 급감을 보인 직후, 올해 BC주의 프레이저강에는 신비로울 만큼 많은 수의 소키연어(sockeye salmon)가 찾아들어 어민들을 놀라게 하고 있다. 이와 관련하여 캐나다에서 손꼽히는 어업 연구자 중 하나인 팀 파슨스(Tim Parsons) 박사는 "카사토치섬에서 화산이 폭발할 때 분출한 화산재에 포함된 철분이 식물성플랑크톤의 대량증식(phytoplankton bloom)을 유발하였고, 이것이 연어들에게 진수성찬을 제공했을 것"이라는 분석을 내놓았다. 파슨스 박사는 브리티시컬럼비아 대학(UBC)의 석좌교수이자 해양과학연구소의 명예 연구원으로, 캐나다 정부가 그의 이름을 딴 티모티 파슨스 메달(Timothy R. Parsons Medal)을 제정하여 우수한 해양과학 연구자들에게 수여할 정도로 캐나다에서 명망이 높은 석학이다. 따라서 어업 전문가들은 파슨스 박사의 주장에 촉각을 곤두세우며, 그의 주장을 입증할 후속연구가 발표되기를 기대하고 있다.

파슨스 박사의 주장이 사실이라면, 예측하기 어렵기로 소문난 연어의 회귀습성에 대한 생물학자들의 이해를 증진시킴은 물론 , `바다에 철분을 고의로 살포하여 감소하는 어획량을 증가시킬 수 있다`는 일부 과학자들의 논란에 불을 지필 것으로 보인다. 그러나 Nature와의 인터뷰에 응한 일부 과학자들은 이번 주장이 `너무 오버한 것`이라는 반응을 보이고 있다. "파슨스 박사의 주장은 최근 제기된 어떤 주장보다도 신빙성이 높다."고 브리티시 컬럼비아대학 어업센터의 칼 월터스(Carl Walters) 박사는 말했다. 그러나 파슨스 박사의 주장을 액면 그대로 받아들이기 어렵다며, 그의 주장을 검증해야 한다는 목소리도 만만치 않다. 예컨대 킨타마 연구소(해양과학 컨설팅 업체)에 재직 중인 데이비드 웰치(David Welch) 박사는 "파슨스 박사의 주장이 타당한지를 확인하는 방법은 2010년 프레이저강에 찾아든 연어의 비늘을 분석하는 것이다. 그러면 올해의 연어 풍년이 `단순한 진로변경`에 의한 것인지, 아니면 - 2008년과 마찬가지로 - `유례없는 증식`에 의한 것인지 밝혀낼 수 있을 것이다. 왜냐하면 연어의 비늘에는 나무와 비슷한 나이테가 존재하기 때문이다."라고 말했다.

파슨스 박사의 주장은 빅토리아 대학교의 로버타 햄(Roberta Hamme) 박사가 Geophysical Research Letters에 기고한 논문에 근거하고 있다(참고논문 #1). 햄 박사의 논문은 "2008년 8월 7~8일 폭발한 알류산 열도의 카사토치 화산이 한 달 후 식물성 플랑크톤의 대량증식을 초래했다."고 주장한 바 있다. 당시 화산폭발의 규모는 그다지 크지 않았지만, 화산재가 폭풍우를 타고 널리 퍼지는 바람에 1,500만~200만 평방킬로미터의 지역에 걸쳐 플랑크톤의 대량증식이 발생했다는 것이다. "이는 12년 만에 관측된 최대규모의 플랑크톤 대량증식이었다."라고 햄 박사는 말했다.

북태평양에 서식하는 식물성 플랑크톤의 개체수는 철분 함량에 의해 제한된다는 것이 해양학계의 오랜 통설이었다. 북태평양에 철분을 공급하는 것은 아시아의 사막에서 불어오는 먼지폭풍인 것으로 알려져 왔지만, 최근 화산재가 또 다른 철분 공급원으로 인식되고 있다(참고논문 #2, #3). 햄 박사의 논문은 이러한 주장에 힘을 실어 주는 것인데, 문제는 "화산폭발이 과연 연어의 증식에 영향을 미쳤을까?" 라는 점이다. 왜냐하면 연어는 식물성 플랑크톤을 먹지 않으며, 동물성 플랑크톤과 작은 물고기를 먹기 때문이다. "동물성 플랑크톤이 식물성 플랑크톤을 먹고 자란다는 것은 사실이다. 그러나 동물성 플랑크톤이 번식하려면 1년이라는 세월이 필요하기 때문에, 고작 3~4주 동안 식물성 플랑크톤이 깜짝증식했다고 해서 동물성 플랑크톤의 개체수를 엄청나게 증가시키지는 못한다."라고 웰치 박사는 말한다. 햄 박사에 의하면 2008년 8~9월 북태영양의 표층수에서 대량의 동물성 플랑크톤이 발견되기는 했지만 (화산분출이 시작되기 전인) 초여름의 수량만큼 많지는 않았다고 한다.

이번 여름 BC주에 돌아온 연어가 2008년 가을부터 초겨울 사이에 알래스카만에 있었다면 플랑크톤 증식의 혜택을 입었을 공산이 크다. 그러나 사이먼 프레이저대학의 랜달 피터만(Randall Peterman) 박사에 의하면, 2008년 알래스카만에서 월동한 18개종의 연어 중에서 회귀량이 급증한 것은 오직 3개종에 불과하다고 한다. "프레이저강에 찾아온 연어가 살던 곳에 무슨 일이 있었던 것만은 분명하다. 그러나 이것을 화산폭발과 연결짓는 것은 너무 앞서간 것이다. 올해 소키연어가 많이 돌아온 것은 아마도 브리티시 컬럼비아 연안에서 일어난 모종의 변화와 관련이 있을 가능성이 더 크다."고 피터만 박사는 말한다. 그러나 월터스 박사는 1956년 캄차카반도에서 대규모 화산폭발이 발생한 후 2년 후인 1958년 프레이저강에 엄청난 연어떼가 몰려왔던 사실을 상기시키며, "파슨스 박사의 주장은 분명히 타당성이 있다."고 강조한다.

만일 알래스카의 화산폭발이 올해의 연어 풍년을 이끈 원인이라면, 이러한 현상이 다른 곳에서도 일어날 수 있다. 그러나 그러기 위해서는 여러 가지 조건들이 맞아 떨어져야 한다. 먼저 화산재가 다량의 철분을 함유해야 하며, 둘째로 이 화산재가 철분이 결핍된 바다에 철분을 쏟아부어야 한다. (철분이 부족한 바다로는 북태평양, 태평양의 적도 부분, 남빙양이 있다.) 또 화산폭발은 봄이나 여름에 일어나야 한다. (그래야만 식물성플랑크톤이 적절한 햇빛을 받아 폭발적으로 증식할 수 있다.) 그리고 식물성 플랑크톤의 증식이 조류(algae)보다는 동물성 플랑크톤의 증식을 초래해야 한다. 마지막으로 연어가 성장기의 중요한 시기에 바로 그 자리에 있어야 한다.

지난해 BC주에는 1100만 마리의 연어가 회귀할 것이라는 당초 전망과 달리 프레이저 강을 찾은 연어가 150만 마리로 격감, 정부당국과 업계 및 학계가 원인을 놓고 믾은 논란이 벌어졌다. 이어 올해 벌어진 정반대의 이변에 대해서도 각계 전문가들은 그 원인을 설명하지 못하던 중 파슨스 박사의 분석이 나와 다시 한번 논쟁이 가열될 전망이다. 스테펜 하퍼 캐나다 수상은 올해 연어 회귀량이 증가한 이유와 최근 프레이저강의 연어 회귀량 예측이 자주 빗나가는 이유를 밝히라고 관계부처에 지시했다. 캐나다 정부와 어민들은 2010년의 연어풍년이 앞으로 상황이 나아질 것을 의미하는 좋은 징조인지 아니면 다른 원인(화산폭발 포함)에 의한 일시적 현상인지 알아내기 위해 안간힘을 쓰고 있다. 한편 프레이저강의 연어 회귀량 증가를 둘러싼 논쟁은 다른 곳으로도 불똥을 튀길 것으로 보인다. 그 동안 일부에서 `바다에 철분을 대량으로 살포하여 어획량을 늘리자`는 주장이 제기되는가 하면, 어떤 과학자들은 `기후변화와 맞서 싸우기 위해 바다에 철분을 살포하여 식물성 플랑크톤의 수를 늘리자`고 주장해 왔기 때문이다.

참고논문:
1. "Volcanic ash fuels anomalous plankton bloom in subarctic northeast Pacific", Hamme, R. C. et al. Geophys. Res. Lett. 37, L19604 (2010).
2. Duggen, S., Croot, P., Schacht, U. & Hoffmann, L. Geophys. Res. Lett. 34, L01612 (2007).
3. Langmann, B., Zak?ek, K., Hort, M. & Duggen, S. Atmos. Chem. Phys. 10, 3891-3899 (2010).

【첨부그림 설명】
1. 2008년 카사토치 화산의 폭발 장면
2. 햄 박사가 논문에서 제시한 위성사진: ① 2008년 8월 화산재가 북태평양을 뒤덮은 모습, ② 2007년 8월 북태평양의 식물성 플랑크톤 서식 현황 ③ 2008년 8월 (화산폭발 후) 북태평양의 식물성 플랑크톤 서식 현황

정보제공 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
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