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- 해수 층 사이 밀도 가정보다 6배 높아
- 해수 혼합층 두꺼워지고 투과성 낮아져, 산소 공급 부족

대양 : 해수 층화가 더 불투과성이 됐다.
최상층과 심해의 밀도 대비가 증가했다.

장벽 효과 :
기후 변화가 해수 층화에 미치는 영향이 과소 평가된 것이 분명하다 .
연구 결과에 따르면 두 개의 바다 최상층 물 사이의 밀도 대비가 이전에 가정한 것보다 6배 더 높기 때문이다. 이것은 바다와 대기 사이의 가스와 열 교환이 점점 더 방해받고 있다는 의미다. 차례로 미래에 해양의 완충 효과를 현저하게 감소시킬 수 있다고 전문 잡지 "Nature"에 연구원들이 보고했다. 

▲ 바다의 계층화가 변경되었다. © Sunke Schmidtko / GEOMAR

해양은 중요한 기후 완충재다.
바다는 인공 온실 효과로 인해 발생하는 열의 약 90%와 많은 양의 이산화탄소를 흡수한다. 이것이 가져오는 결과로 바다는 점점 더 뜨거워진다. 더 빈번한 폭염을 경험하고 물은 더 산성화되고 있다. 또한 해수의 층화가 증가해 표면의 산소가 풍부한 물이 깊이 침투할 수 없다. 이것은 산소가 부족한 "데드 존"의 형성을 증가시키고 많은 해양 지역은 말 그대로 공기가 부족해진다.

해수 최상위 층을 들여다 봤다.

최근 바다의 계층화에 대한 영향이 이전에 가정한 것과 다른 부분에서 더 강하다는 것이 분명 해지고 있다. 연구를 위해 파리 소르본 대학의 Jean-Baptiste Sallée와 그의 팀은 전 세계의 다양한 방법을 사용하여 1970년-2018년 사이에 수집된 온도와 염도 데이터를 평가했다.
분석에는 센서가 장착된 해양 포유류의 데이터도 포함됐다.

이 데이터를 통해 팀은 여름에 혼합된 바다의 최상층이 얼마나 깊이 아래로 내려와 인접한 피크노클린이 있는 위치(밀도가 급격하게 변하여 심해 수역에 대한 장벽 역할을 하는 층)를 결정했다.

▲ 바다의 층 구조. © Jean-Baptiste Sallée, LOCEAN (CNRS / MNHN / IRD / Sorbonne University)

밀도 대비 9% 증가

그 결과, 혼합된 층과 그 아래에 있는 피크노클린 사이의 밀도 차이가 지난 50년 동안 평균 거의 9% 증가했다. 연구자들이 보고한 바에 따르면 이는 이전 연구를 기반으로 한 가정보다 6배나 많은 수치다. 밀도 대비의 증가는 열대 바다 지역에서 특히 강하며 높은 위도에서는 그다지 많지 않다.

과학자들은 주요 원인을 기후 변화의 영향으로 본다.
“열대 및 아열대 지역에서는 주로 지표수의 온난화에 기인하며 온대 및 극지 위도에서는 담수의 유입으로 인한 것이다”고 Kiel에 있는 GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research의 공동 저자 Sunke Schmidtko는 설명한다.

▲ 이 체계의 계층화는 영양 구역(상부, 가볍고, 저염, 따뜻한 층)과 영양 구역(하부, 무거움, 고염, 차가운 층) 사이에서 수평으로 형성된다. (Source : Vectorized version of Image:Eutrophication.jpg Author:Hans Hillewaert)

혼합층이 두꺼워 짐
 
또 다른 놀라운 발견은 예상과는 달리 지난 수십 년 동안 바다의 혼합층이 두꺼워졌다는 것이다. "초기 연구는 더 얇은 혼합 표면이 더 층화 된 바다와 함께 갈 것이라고 제안했지만, 대신 우리가 찾은 것은 여름 혼합층이 10년에 몇 미터 깊어졌다는 것이다"고 Schmidtko는 보고했다.

이러한 표층의 심화는 기후 변화가 더 강한 바람으로 이어진다는 사실과 관련이 있을 수 있다. 2020년에 한 연구에 따르면 이미 해류가 가속화됐다. 그러나 동시에 바람은 상층 수층이 더 완전히 혼합되도록 한다. Schmidtko는 “이 시점에서 더 많은 연구가 이어져야 한다"고 말했다.

▲ 1970년부터 2018년까지 해양 층화의 변화. © Christoph Kersten / GEOMAR 기반 Sallée et al. 2021년

더욱 침투되지 않는 장벽

전반적으로 이러한 발전은 해양의 상부 혼합 표면층이 더 투과하지 못하고 두꺼워지고 있으며 전체 해양 환경에 잠재적 인 결과를 초래할 수 있음을 의미한다.

"상층 혼합층은 대기와 심해 사이의 필터와 같다"고 Schmidtko는 설명했다.

심해의 산소는이 층을 통과해야하며 영양분이나 대기의 따뜻함도 통과해야 한다.

“이 필터가 더 두꺼워지고 불침투성이 카지면 관련된 모든 프로세스에 영향을 미친다. 우리가 Kiel에서 수년간 연구해온 바다 전체의 산소 감소는 이러한 과정에 의해 더욱 심화됐다”고 과학자들은 요약했다.
(Nature, 2021; doi : 10.1038 / s41586-021-03303-x)
출처 : GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, CNRS

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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