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- 따뜻한 물에서 동물 소리와 소음이 점점 더 빠르게 그리고 멀리 퍼진다.
- 수심 50미터에서 차가운 극지방, 초당 1,450미터 속도가 적도에서는 초당 1,520미터
- 미래에 인위적인 소스에서 나오는 소리가 더 빨리 퍼질 것이라는 점을 고려해야

온난화는 바다를 더 시끄럽게 만든다.
따뜻한 물에서 동물 소리와 소음이 점점 더 빠르게 그리고 멀리 퍼진다.

바다의 온난화 증가는 음향적 결과도 가져온다. 한 연구에서 밝혀진 바와 같이 소리는 미래 따뜻한 해수에서 이전보다 더 빠르고 더 멀리 퍼질 것이다. 이러한 변화는 그린란드(Greenland)와 뉴파운드랜드(Newfoundland)에서 떨어진 두 개의 음향 핫스팟에서 특히 강력하다. 그곳에서 고래의 노래, 물개 울음소리는 물론 인공 소음도 전보다 초당 25미터 더 빠르게 물을 통과한다. 

▲ 바다에서 소리가 얼마나 빠르고 멀리 전파되는지는 무엇보다도 수온에 따라 달라진다. pixabay

바다의 수중 세계는 고요와는 매우 다르다. 고래와 물개 소리뿐만 아니라 수많은 다른 소리로 가득 차 있다. 예를 들어, 해저 화산의 분출은 버블링과 굉음으로 느껴지며, 빙산이 부서지는 소리는 적도까지 들린다. 여기에 더해 선박 엔진, 소나, 해저 자원 탐사 및 추출의 인공 소음이 추가된다.

많은 해양 동물에게 해양 환경의 자연적인 음향 배경은 중요한 오리엔테이션 및 사냥 보조 도구인 반면 다른 동물은 의사소통을 위해 소리에 의존한다. 수중에서 소리의 범위나 전파 속도가 변경되면 심각한 결과를 초래할 수 있다.

수질 상태는 소리 전파에 영향을 미친다.

트리에스테(Triest)에 있는 국립해양학 및 응용지구물리학 연구소의 앨리스 아파타티(Alice Affatati)와 그의 팀은 기후 변화가 바다의 소리 전달에 영향을 미치는지 여부와 그 정도를 더 자세히 조사했다. 팀이 설명하는 것처럼 소리가 물속에서 얼마나 빠르고 멀리 전파되는지는 주파수뿐만 아니라 매체의 물리적 특성에도 달려 있기 때문이다.

▲ 오늘날 바다의 여러 지역에서 음속(m/s)이다. © Affatati et al./ Earth’s Future, CC-by-nc-nd 4.0

예를 들어, 물이 따뜻해지면 음파가 더 빨리 전파되고 더 멀리 도달한다. 수심 50미터에서 차가운 극지방의 초당 1,450미터 속도가 적도에서는 초당 1,520미터까지 확장된다. 더 높은 염도와 더 깊은 수심도 음파 전파에 영향을 미친다.

연구를 위해 Affatati와 그녀의 팀은 전 세계 해양 지역의 다양한 수심에서 온도와 염도를 매핑하는 지구 물리학 모델을 사용했다. 이 데이터를 기반으로 현재 조건과 무제한 온난화 시나리오(시나리오 RCP 8.5)에서 2100년까지 전 세계 해양 지역의 음파 전파를 계산했다.

소리가 점점 빨라지고 있다. 특히 북대서양에서

결과는 미래의 바다에서도 소리의 전파가 변할 것임을 확인시켜 주었다. 따뜻한 해역이 극쪽으로 더 이동하기 때문에 50미터 깊이의 지역적 음속은 초당 평균 5~10미터 증가했다. 이러한 변화는 특히 북태평양, 서부 북극해 및 남극해에서 뚜렷하다.

소리 전파가 불균형적으로 변하는 두 개의 음향 핫스팟이 있다. 그린란드 북동쪽과 뉴파운드랜드의 선반 지역에서는 해양 동물의 소리와 기타 소음이 오늘날보다 약 1.5% 더 빠르게 물을 통해 전달된다. Affatati와 그녀의 팀은 "거기서 소리의 전파 속도는 얕은 곳과 깊은 곳 모두에서 초당 약 25미터씩 증가한다"고 보고했다.

아파타티의 동료 스테파노 살롱(Stefano Salon)은 "이것은 우리가 이미 지구 온난화의 특히 강력한 결과를 보고 있는 북극해에서 가장 큰 영향이 예상된다는 것을 확인시켜준다"고 말했다. "모든 요소가 음향 핫스팟에서 함께 모여 신호를 증폭한다.”

▲ 2100년까지 음파 전파 속도의 백분율 변화. © Affatati et al./ Earth's Future, CC-by-nc-nd 4.0

고래 외침은 더 멀리 간다.

이것이 바다 생물에게 의미하는 바는 무엇일까? 이를 알아내기 위해 연구원들은 소리의 변화가 북대서양 참고래(North Atlantic Right Whales)의 전형적인 울음소리에 어떻게 영향을 미치는지 조사하기 위해 모델을 사용했다. 멸종 위기에 처한 이 수염고래 종은 북대서양이 원산지이며 두 개의 음향 핫스팟에서도 발견된다. 그들의 호출 범위는 50Hz 이상이다.

모델링은 이 고래 종의 외침이 과거보다 미래에 훨씬 더 퍼질 수 있음을 보여주었다. 더 빠른 음파 전파와 바다의 성층화는 수면 아래에서 음파의 반사를 선호하기 때문이다. 과학자들은 "이는 고래들이 오늘날보다 더 안정적으로 의사소통할 수 있도록 해준다"고 보고했다. 다른 바다 생물은 다른 주파수 범위에서 통신하기 때문에 상황이 다르게 보일 수 있다.

...하지만 소음도

Affatati와 그녀의 동료들은 "우리는 미래의 소리 전파 변화가 해양 포유류 통신 및 기타 중요한 소리 기반 활동에 영향을 미칠 것이라고 결론지었다"고 말했다. 이러한 효과가 다른 종에 대해 자세히 어떻게 보이는지 이제 더 자세히 조사해야 한다.

음향 변화는 또 다른 영향을 미칠 수 있다. "우리는 미래에 인위적인 소스에서 나오는 소리가 더 빨리 퍼질 것이라는 점을 고려해야 한다"며 "이것은 해양 소음 공해에 문제가 있는 결과를 초래할 수 있다"고 연구원들은 말했다.
(Earth's Future, 2022, doi: 10.1029/2021EF002099)
출처: American Geophysical Union

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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