Exceptional Heat Stress Drives Coral Bleaching Across Japan in 2024

산호초는 흔히 바다의 활기차고 다채로운 도시로 상상되곤 합니다. 이곳은 산호라고 불리는 작은 동물들이 조류(algae)와 공생하며 만들어낸 생명력이 넘치는 곳입니다. 이 동물들은 주변 수온과 같은 환경에 매우 민감합니다. 물이 너무 오랫동안 뜨거워지면, 산호는 스트레스를 받아 자신에게 색을 입히고 먹이를 제공하는 조류를 내뱉게 되며, '백화 현상'이라 불리는 과정 속에서 유령처럼 하얗게 변합니다. 만약 열기가 지속되면 산호는 죽을 수도 있습니다. 과학자들은 이러한 현상이 자연적으로 수온이 높은 열대 지역에서 가장 자주 발생한다는 사실을 오래전부터 알고 있었습니다. 그러나 최근에는 더 서늘한 북쪽 해역이 변화하는 기후로 인한 열기로부터 산호가 피할 수 있는 안전한 피난처, 즉 '피난처(refuge)' 역할을 할 수 있다는 아이디어가 커지고 있습니다. 이 개념은 지구가 온난화됨에 따라 산호가 더 시원한 집을 찾아 북쪽으로 이동하거나, 이미 이 시원한 구역에 살고 있는 개체군들이 열기로부터 안전할 것이라는 가설을 담고 있습니다.

2024년의 한 새로운 연구는 일본의 서늘한 해역조차 극심한 열기로부터 안전하지 않다는 것을 보여줌으로써 이러한 희망에 도전합니다. 일본, 호주, 미국의 대학 연구진은 최근의 전 지구적 백화 현상 동안 일본 열도 전체에서 바다가 얼마나 뜨거워졌는지 정확히 지도화하기 위해 연구를 진행했습니다. 그들은 해수면 온도를 측정하는 위성 데이터와 잠수사들이 현장에서 직접 관찰한 데이터를 결에 결합했습니다. 그들의 연구는 보통 따뜻한 물이 흐르는 남쪽의 열대 섬들부터 도쿄 인근의 온대 해안처럼 보통 훨씬 더 시원한 물이 흐르는 곳까지, 광활한 해역을 아우릅니다. 연구팀은 열기가 북쪽의 이 시원한 지역들까지 산호에 손상을 줄 만큼 강력했는지, 그리고 이 지역들이 여전히 열적 피난처 역할을 한다는 기존의 믿음이 여전히 유효한지를 확인하고자 했습니다.

연구 결과는 예상보다 훨씬 넓은 범위까지 도달한 전례 없는 열기의 이야기를 드러냈습니다. 2024년 여름, 일본 전역의 해수 온도는 일반적인 경계를 훨씬 넘어선 수준으로 상승하여 열대 지역부터 온대 지역에 이르기까지 산호 군집에 스트레스를 주었습니다. 이리오모테나 오키나와 같은 남쪽 섬 근처의 열대 지역에서는 수온이 섭씨 31도를 넘어섰습니다. 이는 해당 지역에서는 놀라운 일이 아니지만, 열기는 거기서 멈추지 않았습니다. 더 북쪽인 코치와 같은 온대 지역 및 도쿄 근처의 시키니지마 섬에서도 수온이 상승하여 섭씨 30도를 초과했습니다. 이 수치들이 열대 지역에 비하면 낮아 보일 수 있지만, 훨씬 더 시원한 물에 익숙한 현지 환경에는 엄청나고 위험한 급상승을 의미합니다.

이 열기의 심각성을 이해하기 위해 과학자들은 '도수 열주(Degree Heating Weeks)'라는 척도를 사용하는데, 이는 단순히 물이 얼마나 뜨거운가가 아니라 얼마나 오랫동안 뜨겁게 유지되는지를 추적합니다. 이것을 열병에 비유해 봅시다. 짧은 온도 상승은 나쁘지만, 열병이 며칠 동안 지속되면 훨씬 더 많은 피해를 줍니다. 2024년에는 연구진이 방문한 모든 지점이 열대에서 온대 북쪽 지역에 이르기까지, 심각한 백화와 폐사의 높은 위험을 알리는 열 스트레스 수준에 도달했습니다. 남쪽 섬들에서는 열 스트레스가 강렬했지만, 북쪽의 온대 지역인 시키니지마에서는 오히려 스트레스가 가장 높았습니다. 그곳의 물은 매우 오랫동안 따뜻하게 유지되었으며, 축적된 열 스트레스는 거의 완전한 산호 폐사가 일어날 수 있음을 시사하는 수준에 도달했습니다. 이는 매우 중요한 발견인데, 한때 안전한 피난처로 여겨졌던 북쪽 지역들이 극심한 열 사건에 대해 열대 산호초만큼이나 취약하다는 것을 보여주기 때문입니다.

연구진은 컴퓨터 모델을 직접 눈으로 확인했습니다. 2024년 여름과 가을에 진행된 현장 조사에서, 잠수사들은 방문한 9개 지점 모두에서 백화된 산호를 관찰했습니다. 남쪽에서는 가지 모양이나 판 모양의 산호들을 중심으로 광범위한 피해가 나타났습니다. 북쪽에서는 바위에 달라붙어 사는 강인한 부착형 산호들조차 하얗게 변하고 있었습니다. 이것은 사소한 사건이 아니라 국가 전체를 휩쓴 광범위한 현상이었습니다. 연구는 지난 30년 동안 남쪽 산호초가 반복적인 백화 현상을 겪으며 산호 피복도가 감소해 왔다고 언급하면서도, 북쪽 산호초는 폭풍이나 저온 현상으로부터 회복하며 비교적 안정적이었다고 설명합니다. 그러나 2024년의 사건은 이러한 북쪽 개체군들이 더 이상 열기로부터 안전하지 않음을 시사합니다. 이 북쪽 공동체의 '붐 앤 버스트(boom and bust, 급증과 급락)' 특성, 즉 성장했다가 다양한 교란으로 인해 무너지는 성질은 이들이 과학자들이 기대했던 안정적인 장기 피난처 역할을 하지 못하고 있음을 의미합니다.

또한 논문은 이 북쪽 해역의 열 스트레스를 측정하는 방식의 복잡성을 강조합니다. 표준적인 열 스트레스 추적 도구들은 연중 수온이 비교적 안정적인 열대 지역을 위해 설계되었습니다. 반면 온대인 일본의 수온은 여름과 겨울 사이에 격렬하게 변합니다. 이 때문에 표준 측정법은 북쪽 지역에서 스트레스를 과대평가하거나, 계절에 따라 과소평가할 수도 있습니다. 예를 들어, 따뜻한 겨울은 온대 산호에게 도움이 될 수도 있지만, 따로 뜨거운 여름은 치명적일 수 있습니다. 연구진은 이러한 가변적인 환경에서 진정한 위험을 파악하기 위해 더 나은, 지역적으로 조정된 열 스트레스 측정 방식이 필요하다고 제안합니다. 또한 2024년의 극심한 열기는 일본을 지나 흐르는 주요 해류인 쿠로시오 해류의 변화에 의해 증폭되었을 가능성이 크며, 이 해류가 이례적으로 따뜻한 물을 북쪽 지역으로 밀어 넣었을 수 있다고 지적합니다.

궁극적으로 이 연구는 일본 산호초의 미래에 대해 엄중한 경고를 던집니다. 2024년의 사건은 일본에서 기록된 가장 지리적으로 광범위한 백화 현상이었으며, 열대와 온대 서식지 모두에 영향을 미쳤습니다. 이는 지구 기후의 온도 상승이 가장 시원한 바다 구석구석의 안전성마저 침식하고 있음을 입증합니다. 북쪽 해역이 산호의 영구적인 안식처가 될 것이라는 생각은 이러한 극단적인 이상 현상 앞에서 시험대에 올랐으며, 그 기대가 무너지고 있음이 드러났습니다. 연구진은 일부 산호가 회복할 기회가 있을 수 있지만, 이러한 열파의 반복적인 특성이 이 생태계들을 한계로 몰아넣고 있다고 강조합니다. 남아있는 것을 보호하기 위해, 연구는 일본의 열대에서 온대 지역에 이르는 전 구간을 아우르는 통합적인 보존 접근 방식과, 이 산호초들이 온난화되는 세상에 어떻게 반응할지 이해하기 위한 더 나은 모니터링을 촉구합니다. 메시지는 명확합니다. 열기에는 국경이 없으며, 우리가 피난처라고 믿었던 곳은 이제 닫히고 있을지도 모릅니다.