Distributed acoustic sensing reveals temporal occurrence, movement and vocal behaviour of singing fin whales in theGibraltar-Alboran maritime corridor
연구진은 해저 케이블에 분산 음향 감지 기술을 활용하여, 지브롤터-알보란 회랑에서 노래하는 밍밍이흰고래(fin whales)가 계절적 음성 가소성과 양방향 이동성을 보인다는 사실을 밝혀냈으며, 이는 해당 해협이 이동 및 사회적 병목 구간의 역할을 수행함을 시사한다.
원본 논문은 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) 라이선스로 제공됩니다. 이것은 동료 심사를 거치지 않은 프리프린트의 AI 생성 설명입니다. 의학적 조언이 아닙니다. 이 내용을 바탕으로 건강 관련 결정을 내리지 마세요. 전체 면책 조항 읽기
바다는 소리가 빛보다 더 멀리, 더 빠르게 전달되는 거대하고 어두운 공간입니다. 많은 해양 동물들, 특히 대형 고래들에게 청각은 항해하고, 먹이를 찾고, 수백 마일 너머로 소통하는 주요한 방식입니다. 이 거인들 중에서도 핀 고래는 매우 목소리가 큰 여행자로, 전체 해양 분지에 걸쳐 들릴 수 있는 깊고 리드미컬한 울음소리를 내는 것으로 알려져 있습니다. 과학자들은 이 고래들이 대서양과 지중해를 연결하는 좁고 번잡한 수로인 지브롤터 해협을 통해 이동한다는 사실을 오랫동안 알고 있었습니다. 하지만 이들이 정확히 언제 노래하는지, 노래하는 동안 어디로 가는지, 그리고 그들의 노래가 시간이 흐름에 따라 어떻게 변하는지를 이해하는 것은 어려웠습니다. 보트를 타고 하이드로폰(수중 마이크)을 설치하거나, 멀리서 관찰하기 위해 날씨가 맑은 날을 기다리는 것과 같은 전통적인 방식들은 고래들이 빠르게 움직이고 바다가 너무 넓어 완전히 커버할 수 없기 때문에 전체적인 그림을 놓치는 경우가 많았습니다.
이를 해결하기 위해 연구진은 원래 통신용으로 설계된 기술인 해저 광섬유 케이블에 주목했습니다. 인터넷과 전화 데이터를 해저를 통해 전달하는 이 케이블들이 이제 거대한 청취 장치로 사용되고 있는 것입니다. 레이저 펄스를 케이블 아래로 보냄으로써, 과학자들은 유리 섬유에 부딪히는 음파에 의한 아주 미세한 진동까지 감지할 수 있습니다. '분산형 음향 감지(distributed acoustic sensing)'라고 알려진 이 기술은 케이블의 전체 길이를 수천 개의 마이크로 변모시켜, 배터리가 소진되는 값비싼 장비를 배치할 필요 없이 몇 달 동안 지속적으로 바다의 소리를 들을 수 있게 해줍니다. 최근 한 연구에서 과학자들은 이 방법을 사용하여 지브롤터 해협과 인근 알보란해에 있는 핀 고래의 소리를 들었으며, 이를 통해 이전에는 보이지 않았던 그들의 계절적 이동과 발성 습성에 대한 상세한 이야기를 밝혀냈습니다.
연구팀은 이 지역을 가로지르는 약 95km 길이의 기존 광섬유 케이블 두 개를 모니터링했습니다. 하나는 타리파와 세우타 사이를, 다른 하나는 에스테포나와 테투안 사이를 잇는 케이블이었습니다. 연구진은 2022년 6월부터 2024년 2월까지 10개월 동안 핀 고래의 노래 소리를 포착했습니다. 결과에 따르면, 이 고래들은 단순히 지나가는 것이 아니라 이동하는 동안 활발하게 노래를 불렀습니다. 연구는 노래 활동이 일정하지 않고 명확한 계절적 패턴을 따른다는 것을 보여주었습니다. 타리파 케이블의 경우, 고래들은 8월 중순에 노래를 시작하여 9월에 정점에 도달한 뒤 10월까지 감소했습니다. 에스테포나 케이블에서는 노래가 9월에 시작되어 겨울 중간에 감소했다가 1월에 가장 높은 수준에 도달했습니다. 이는 고래들이 특정 목적지에 도착했을 때만 멈춰서 노래하는 것이 아니라, 여정 내내 번식 전시를 계속한다는 것을 시사합니다.
가장 놀라운 발견 중 하나는 고래들이 노래하는 동안 어떻게 움직였는가 하는 점이었습니다. 8월에 타리파 케이블에서 감지된 고래들은 거의 모두 서쪽으로, 즉 지중해를 떠나 대서양으로 향하고 있었습니다. 이는 과거 시각적 관찰자들이 보았던 것과 일치했습니다. 그러나 달이 바뀌면서 이동 방향은 덜 예측 가능해졌습니다. 9월에는 타리파에 있는 대부분의 고래가 지중해 쪽인 동쪽으로 이동하고 있었습니다. 다른 케이블의 경우, 연구 기간 내내 고래들은 양방향으로 이동했으며, 특정 월에 나타나는 지배적인 방향은 없었습니다. 이는 지브롤터 해협이 이 동물들에게 단순한 일방통행 도로가 아님을 나타냅니다. 대신, 이곳은 수컷들이 모여 노래하며 잠재적으로 암컷의 관심을 끌거나 다른 수컷들 사이에서 자신의 존재감을 확립하는 사회적 병목 지점(social bottleneck), 즉 좁은 회랑 역할을 합니다. 연구진은 심지어 두 마리의 고래가 불과 몇 킬로미터 떨어진 곳에서 동시에 노래하는 사례를 감지했는데, 이는 이러한 모임이 단순한 단독 이동이 아닌 사회적 사건임을 확인시켜 줍니다.
연구진은 또한 노래 자체를 면밀히 조사하여, 그 소리를 통해 어떤 그룹의 고래를 듣고 있는지 알 수 있는지 확인했습니다. 핀 고래의 노래는 보통 낮은 주파수의 음이 나온 뒤 휴지기가 이어지는 형태가 반복되는 정형화된 구조로 유명합니다. 연구진은 이 음들의 피치가 약 20헤르츠(Hz) 근처에서 머무는 매우 낮고 깊은 소리로, 믿기 힘들 정도로 일관적이라는 것을 발견했습니다. 이러한 안정성은 이 지역의 고래들이 공통된 음성 정체성을 공유하고 있음을 시사합니다. 그러나 음 사이의 간격은 훨씬 더 유연했습니다. 음 사이의 시간은 계절과 연도에 따라 변했습니다. 늦여름과 초가을에는 간격이 짧아진 반면, 겨울에는 더 길어졌습니다. 이러한 가변성은 매우 유의미해서, 연구진은 단순히 노래의 타이밍만 보고 어떤 개체군이 노래하고 있는지 결정할 수는 없다고 결론지었습니다. 노래는 역동적이며 시간에 따라 변하기 때문에, 고래의 정체성이 단 하나의 변하지 않는 리듬에 고정되어 있는 것은 아닙니다.
이러한 노래 타이밍의 유연성은 과학자들이 노래의 속도가 빠르거나 느린 것을 기준으로 고래 개체군을 쉽게 분류할 수 있다는 기존의 생각을 뒤집는 것입니다. 연구는 동일한 그룹의 고래가 단 한 시즌 동안에도 노래 속도를 바꿀 수 있으며, 서로 다른 그룹이 서로 다른 시기에 비슷한 리듬으로 노래할 수 있음을 보여주었습니다. 이는 보존 노력이 더욱 세밀해져야 함을 의미합니다. 지브롤터 해협은 매년 수천 척의 배가 통과하는 등 인간 활동으로부터 강한 압박을 받는 곳입니다. 선박에서 발생하는 소음은 고래의 호출음을 가려 그들의 의사소통을 어렵게 만들 수 있습니다. 게다가 고래들은 종종 정해진 경로를 따라 이동하며 노래하기 때문에, 접근하는 배를 피하기 위해 경로를 변경할 가능성이 낮아 충돌 위험이 높아질 수 있습니다.
기존 케이블을 청취 네트워크로 활용함으로써, 연구진은 전통적인 방식으로는 수집이 불가능했을 방대한 양의 데이터를 모을 수 있었습니다. 연구진은 날씨나 계절에 상관없이 밤낮으로 고래들을 지속적으로 추적할 수 있었습니다. 이 접근 방식은 고래들이 이동 시즌 내내 존재하며 이동 중에 노래하고 있다는 사실을 밝혀냈습니다. 이 연구는 지브러터 해협이 단순한 이동 경로가 아니라, 이 동물들의 사회적 삶을 위한 중요한 구역임을 시사합니다. 그곳은 그들이 모이고, 노래하고, 상호작용하는 장소이며, 따라서 매우 중요한 보존 구역입니다. 이 프로젝트의 성공은 해저 케이블과 같은 인간 산업의 기반 시설을 자연 세계를 보호하는 도구로 전환할 수 있음을 보여줍니다. 이는 바다의 소리를 듣는 새로운 방법을 제시하며, 지구상에서 가장 크고 신비로운 생물들의 삶을 들여 들여다볼 수 있는 지속적이고 명확한 창을 제공합니다.
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