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- 2019년 8월 초, 세계 일주를 하던 중 개인 요트 '가네샤'가 우연히 건넜다.
- 2019년 7월-9월 자바해안, 10만 평방 킬로미터 이상에 걸쳐 발생한 큰 발광 사건 촬영
- 최대 10미터 깊이의 더 두꺼운 물층에서 빛을 찾았다.

신비한 바다 빛의 첫 번째 사진
희귀한 '밀키 시즈(Milky Seas)' 현상을 뚫고 항해하는 개인 요트

신비한 빛:
배의 선원이 우연히 "밀키 시즈(Milky Seas)" 현상인 희귀하고 거의 연구되지 않은 형태의 바다 빛에 대한 첫 번째 사진을 촬영하는 데 성공했다. 직접적인 설명도 덧붙였다. 박테리아에 의한 것으로 추정되는 이 생물발광은 정상적인 바다빛과 정확히 반대 방향으로 행동한다. 즉, 물이 움직이면 사라진다. 또한 관찰에서 알 ​​수 있듯이 수면 아래 더 깊은 곳에서 발생하는 것으로 보인다. 

▲ 2011년 9월, 원생동물인 링굴로디늄 폴리에드럼(Lingulodinium polyedrum) 덩어리가 샌디에이고 근처 캘리포니아 해안의 파도에 빛을 비추었다. © Christopher J. Wills, 캘리포니아 대학교

일반적으로 해양광은 플랑크톤의 과편모조류(dinoflagellates;해양원생동물)에 의해 발생한다. 생물발광에 의해 생성된 녹색 또는 파란색 빛은 움직이는 선박이나 기타 교란으로 인해 물이 흔들릴 때 바다 표면을 비춥니다. 물이 다시 진정되면 일반적으로 빛이 다시 사라진다.

"은하 바다" 현상의 신비

반면에 "밀키 시즈(Milky Seas)"라고도 알려진 또 다른 형태의 바다 발광은 훨씬 더 희귀하고 수수께끼다. "은하수는 전 세계적으로 1년에 한두 번만 발생하는 해양 생물발광의 한 형태로 해수면이 달이 없는 밤에 설원처럼 밝게 나타난다"라고 콜로라도 주립대학교(Colorado State University)의 스티븐 밀러(Steven Miller)는 설명했다. 고전적인 일시적인 바다 빛과 달리 이 빛은 잔잔한 물에서도 일관되게 강하다.

Miller는 "이러한 발광 현상은 쿼럼 감지 및 임계 인구 밀도에 도달할 때 발광을 통해 서로 통신하는 생물발광 박테리아에 의해 발생한다고 알려졌다"라고 말했다. 그러나 지금까지 이러한 박테리아가 무엇인지, 왜 빛나는지, 왜 이런 현상이 드물게 발생하는지에 대한 과학적 연구는 부족했다.

▲ 자바 섬 남쪽에 있는 "밀키 시즈(Milky Seas)" 발광 현상의 위성 이미지. 100,000제곱킬로미터가 넘는 바다가 생물발광으로 빛난다. © NOAA

일주 중 우연 관찰

문제: 지금까지 해양 은하수 현상은 몇 척의 함선에서만 직접 관찰할 수 있었다. 그것의 발생에 대한 대부분의 증거는 야간 위성 이미지에서 나온다. 그들은 2019년 7월과 9월 사이에 자바 해안에서 10만 평방 킬로미터 이상에 걸쳐 발생한 특히 큰 발광 사건을 포함해 지난 10년 동안 주요 발광 사건의 12개 후보를 탐지했다.

바로 이 지역을 통해 2019년 8월 초, 세계 일주를 하던 중 개인 요트 '가네샤'가 우연히 건넜다. 승무원은 독특한 사진, 필름 녹음 및 현상에 대한 설명을 제공할 수 있었다. Miller는 "Ganesha 데이터는 위성 데이터를 직접 관찰과 연관시킬 수 있는 기회를 제공한다"라고 말했다. 또한 원인에 대해 자세히 알아보는 데 도움이 될 수 있다.

▲ GoPro(왼쪽)와 휴대폰으로 찍은 Seaglow 사진. © Miller/PNAS, CC-by 4.0

"바다가 하얗다“

2019년 8월 2일 저녁, 배가 '밀키 시즈(milky seas)' 구역에 진입했을 때 이전에 어두웠던 수면이 크게 바뀌었다. “눈 위를 항해하는 느낌을 가지고 있다”라고 배의 일지에 기록되어 있 다. 그리하여 바다는 달이 없는 어둡고 어두운 하늘보다 더 밝았고, 꾸준하게 빛나는 빛이 지평선까지 뻗어 있었다. 한 승무원은 "색상과 강도가 빛나는 스티커나 일부 시계의 얼굴과 비슷하다"라고 설명했다.

그러나 배의 뱃머리에 바닷물이 휘몰아치는 곳에서는 빛이 꺼지고 바다는 일시적으로 평소와 같이 어둡게 보였다. 선원들은 양동이로 선상에서 물 샘플을 가져갔을 때 비슷한 것을 관찰했다. 물이 움직이거나 휘젓는 즉시 그 안에 포함된 빛의 빛나는 점이 어두워졌다. 빛나는 해양 유기체는 정상적인 바다 빛을 일으키는 과편모조류와 정확히 반대 방향으로 행동한다.

▲ 과편모조류 Lingulodinium polyedrum의 EM 이미지 © Gustav Johansson, Hydrophyta Ekologikonsult

더 깊은 층에서 빛나는

흥미로운 점은 설명에 따르면 빛은 이전에 가정한 것처럼 수면의 얇은 층에서 오는 것처럼 보이지 않는다. 대신, 승무원은 최대 10미터 깊이의 더 두꺼운 물층에서 빛을 찾았다. 이와 일치하게, 배의 선미에서 발생하는 다소 얕은 물의 난기류는 빛을 어둡게 만들지 않았다고 Miller는 설명했다.

"이러한 관찰은 표면 박테리아 필름의 가설을 반박하는 것으로 보이며 오히려 더 깊은 도달 또는 더 깊은 근원을 말하는 것 같다"라고 연구원은 말했다. 이것이 정말로 사실인지는 향후 연구에서 밝혀져야 할 필요가 있다. Miller는 "Milky Seas 현상의 구조, 구성 및 중요성에 대한 많은 질문에 아직 답이 없다"라고 썼다.

그는 이제 우주선의 관측을 통해 위성 데이터를 검증하는 것이 이러한 유형의 미래 발광 현상을 보다 신속하게 탐지해 목표 방식으로 연구할 수 있도록 하는 데 도움이 되기를 희망한다.
(Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022; doi: 10.1073/pnas.2207612119)
출처: Proceedings of the National Academy of Sciences

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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