과학핫이슈
[만화로 푸는 과학 궁금증] 지구 온난화와 지구 생태계의 변화
지구 온난화로 인한 기후 변화는 인류에게 가장 큰 골칫거리가 되었다. 이대로 지구 온난화가 계속되면 인류는 큰 대가를 계속 치러야 하고, 인류가 멸망할 수도 있다. 기후 변화는 인류뿐만 아니라 다른 생물들에게도 큰 영향을 주고 있다. 기후 변화가 지구 생물들에게 어떤 영향을 주고 있는지 살펴보자.
기후 변화와 생물의 대멸종
지구의 역사를 살펴보면, 지구에 생명체가 탄생한 후에 생물들이 다섯 차례 대멸종을 겪었다. 멸종 이유로 기후의 급변, 운석 충돌, 화산 대폭발 등이 추정되는데, 사실 운석 충돌과 화산 대폭발도 그로 인해 일어나는 기후의 급격한 변화가 생물 대멸종의 원인이라고 할 수 있다. 이같이 생물 대멸종은 기후 변화가 가장 중요한 요인이다. 따라서 지금과 같은 기후 변화도 지구 생물의 대규모 멸종을 부를 수 있다.
지구의 역사를 살펴보면, 생물 대멸종은 기후 변화가 가장 중요한 원인이었다. ⓒ윤상석
지구 온난화로 극지방의 얼음이 녹아 해수면이 상승하고 지역에 따라 집중 호우, 폭설, 한파, 폭염, 가뭄 등이 일어나면서 생물이 사는 환경을 위협하고 있다. 연구에 따르면, 지구 기온이 2도 상승하면, 생물 종의 약 15~40%가 멸종에 처할 수 있다고 한다.
사실, 기후 변화로 인한 생물의 멸종은 이미 시작되었다. 2010년에 발표된 유엔 생물다양성협약 보고서에 따르면, 기후 변화로 1970년~2006년 사이에 지구 생물 종의 약 31%가 사라졌다고 한다. 매년 25,000~50,000종의 생물이 멸종한 셈이다. 또한, 식물 종류의 68%가 멸종 위기에 처해 있고, 양서류 종류의 41%, 파충류 종류의 22%, 무척추동물 종류의 30%, 포유류 종류의 25%가 멸종 위기에 처해 있다고 한다.
지구 온난화와 식물 생태계의 변화
뉴스를 보면 우리나라 남부에서 주로 재배되던 과일이나 채소가 지구 온난화로 중부 지역으로 재배 지역을 옮겼다는 소식을 종종 들을 수 있다. 이 뉴스처럼 지구 온난화로 인해 지역별로 분포하는 식물의 종류가 달라지고 있다. 또한, 추운 지방이나 고산지대처럼 특별한 식물만 자라는 곳에서도 변화가 생기기 시작했다. 예를 들어 북극 툰드라 지역에서는 고유 식물종의 키가 커졌고 원래 그 지역에서 볼 수 없었던 식물 종류가 자라기 시작했다.
한편, 지구 온난화로 식물의 중요한 영양분인 질소를 얻을 수 있는 양이 줄어 식물들이 약해진다는 연구 보고가 있다. 땅에 식물의 잎 등이 떨어지면 미생물이 이를 분해하여 질소를 만들고, 그 질소를 식물이 흡수한다. 그런데 지구 온난화로 식물의 생장 기간이 길어지면서 미생물이 분해할 식물 잎 양이 줄어드는 반면에 식물이 필요로 하는 질소의 양이 증가했다. 결국, 식물들이 질소를 제대로 섭취하지 못해 체질이 약해졌다는 연구 결과이다.
또한, 지구 온난화로 인해 과거보다 식물의 꽃 피는 시기가 앞당겨지면서 여러 가지 문제가 일어나고 있다. 식물의 꽃 피는 시기가 달라지면 꽃가루를 옮기는 곤충들의 활동 주기와 맞지 않아 생태계에 큰 혼란이 일어날 수 있다. 기온 상승으로 꽃은 빨리 피었는데 벌이나 나비와 같은 곤충은 겨울잠에서 깨어나지 않으면, 곤충에 의한 꽃가루받이를 통해 수분을 하는 식물들은 번식이 어려워진다. 그런데 이 문제는 인간에게도 큰 영향을 미치고 있다. 인간이 재배하는 작물 가운데 약 3분의 1은 번식을 위해 곤충의 꽃가루받이가 필요하기 때문이다. 또한, 곤충의 꽃가루받이가 필요한 작물 중 약 80%가 꿀벌이 그 역할을 한다. 그런데 꿀벌은 2006년 이후 전 세계에서 그 수가 빠른 속도로 줄고 있다. 꿀벌이 사라지는 원인으로 농약, 초원의 감소, 곰팡이 등 여러 가지가 거론되고 있지만, 지구 온난화에 의한 기후 변화도 큰 역할을 하고 있음이 분명하다.
식물의 꽃 피는 시기가 달라지면 꽃가루를 옮기는 곤충들의 활동 주기와 맞지 않아 생태계에 큰 혼란이 일어날 수 있다. ⓒ윤상석
지구 온난화와 동물 생태계의 변화
지구 온난화로 직접 피해를 받는 경우는 극지방에 사는 동물들이다. 지구 온난화로 북극이나 남극의 얼음이 녹으면 이곳에 사는 동물들은 삶의 터전을 잃는다. 예를 들어 북극곰은 살아가는데 바다를 덮고 있는 얼음인 해빙이 꼭 필요하다. 북극곰은 해빙 위에 있는 바다표범이나 바다사자를 주로 잡아먹고, 해빙 위에서 짝짓기를 한다. 그리고 먼 거리를 이동할 때도 바다 위에 있는 해빙을 이용한다. 그래서 과학자들은 북극곰이 가까운 미래에 멸종하리라 전망하고 있다. 북극에 사는 바다표범도 해빙을 이용해 살아가므로 북극곰과 같은 운명에 처했다.
북극곰은 해빙 위에서 사냥을 하고 짝짓기도 한다. ⓒ윤상석
기후 변화는 철새와 같이 장거리 이동을 하는 동물의 생존에 큰 영향을 준다. 이 동물들은 먹이를 구하고 번식과 휴식을 위해 다양한 서식지가 필요한데, 기후 변화로 인한 서식지 환경의 변화는 큰 위협이 된다.
기후 변화는 육상 동물뿐 아니라 해양 동물에도 큰 영향을 끼치고 있다. 지구 온난화로 바다 표면 바닷물 온도가 높아지면서 바다 식물성 플랑크톤이 줄어들고 있다. 지난 100년간 바다 식물성 플랑크톤이 약 40%가 줄었다고 한다. 그런데 바다 식물성 플랑크톤은 바다에 사는 초식동물의 먹이가 되어 해양 생태계를 유지하는 근간이 되므로, 지구 온난화는 바다 생태계를 뿌리째 흔들고 있다고 할 수 있다.
또한, 지구 온난화로 바닷물 온도가 상승하면 산호가 열 스트레스를 받아 죽는 백화 현상이 일어난다. 그리고 바닷물 온도 상승으로 인해 바다에 녹는 이산화탄소의 양이 늘어나면 바닷물이 산성화되면서 산호의 골격이 부식된다. 따라서 지구 온난화는 산호초 황폐화를 초래하고 있다. 산호초는 바닷속의 다양한 생물 종이 사는 중요한 서식지인데, 산호초가 사라지면 바닷속 생태계에 큰 위협이 된다.
(61613)
- 윤상석 프리랜서 작가
- 저작권자 2021.11.25 ⓒ ScienceTimes
관련기사
목록 보기전체 댓글 (1)
로그인후 이용 가능합니다.
-
“폐암 세포 성질 변환시켜 전이 막고 약물 반응 높여”
한국과학기술원(KAIST) 바이오및뇌공학과 조광현 교수 연구팀은 폐암 세포의 성질을 변환시켜 전이를 막고 약물 저항성을 제거하는 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 연구팀은 폐암 세포를 전이시킬 능력이 없는 상피세포가 전이 가능한 중간엽세포로 변하는 '천이 과정'(EMT)에서 나타나는 다양한 암세포 상태를 수학모델로 만들었다.
-
우주 금·은 만드는 ‘킬로노바’ 조건 갖춘 희귀 쌍성계 포착
중성자별끼리 충돌해 초강력 폭발을 일으키며 금을 생성하는 '킬로노바'(Kilonova)의 모든 조건을 갖추고 이를 준비 중인 쌍성계가 처음으로 관측됐다. 이런 쌍성계는 1천억개가 넘는 우리 은하 별 중에서도 열 손가락 안에 꼽을 정도로 극히 드문 것으로 제시됐다.
-
양자·인공지능 연구 날개 달 초저전력 차세대 트랜지스터 개발
2016년 알파고가 바둑을 둘 때 소모한 전력은 가정집 100가구의 하루 전력 소모량과 맞먹고, 2021년 테슬라가 발표한 자율주행용 인공지능(AI) 학습 서버 한 대의 전력소모량이 알파고의 10배를 넘는다. 에너지 위기 시대에 초저전력·고성능을 특징으로 하는 차세대 메모리 소자인 스핀트로닉스(spintronics·전자의 회전 방향을 제어해 정보를 효율적으로 저장하는 소자) 기술 혁명이 필요한 이유다.
-
2∼3배 더 큰 고대 코끼리 사냥한 네안데르탈인 큰 집단 이뤄
멸종한 인류의 사촌인 네안데르탈인이 아시아 코끼리의 2∼3배에 달하는 '일직선상아 코끼리'를 사냥해 먹을 만큼 큰 집단을 유지하고 있었다는 연구 결과가 나왔다. 네안데르탈인은 기껏해야 20명이 넘지 않은 작은 집단을 이뤄 생활한 것으로 여겨져 왔지만 최대 13t에 달하는 고대 코끼리를 잡고 그 고기를 모두 소모한 걸로 볼 때 훨씬 더 큰 집단 생활을 한 거로 추정된다는 것이다.
-
‘목표 드론만 공격’…카이스트, 도심 사용 안티드론 기술 개발
드론은 저렴한 가격과 기동성으로 소방·정찰·국방 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 특히 운용 주체·의도를 숨길 수 있어 군뿐만 아니라 범죄 집단, 테러리스트들도 쓰는 도구가 되고 있다. 최근 각국 정부는 공항·국가 중요 시설을 대상으로 한 테러를 방지하기 위해 다양한 안티드론 시스템을 구축하고 있는데, 우크라이나와 러시아의 전쟁이 안티드론 기술 평가장이 되고 있다.
-
“10대 침팬지 인내심, 사춘기 청소년보다 강하다”
진화적으로 인간과 가장 가까운 동물 중 하나인 침팬지도 10대 때는 사춘기 청소년처럼 충동적이고 위험한 행동을 보이지만 인내심은 오히려 10대 청소년보다 강하다는 연구 결과가 나왔다. 미국 CNN 방송은 30일 미시간대 알렉산드라 로사티 교수팀이 콩고공화국 보호구역에서 태어난 야생 침팬지 40마리를 대상으로 충동성과 위험 감수 경향, 인내심 등을 측정하는 실험을 한 결과 이런 사실을 확인했다고 보도했다.
-
지진 나면 가스밸브 자동으로 ‘탁’…기상청, 사물인터넷 연구
지진이 발생하면 냉장고 디스플레이에 경고가 뜨고 가스 밸브가 자동으로 잠긴다면 훨씬 안전할 수 있다. 기상청은 '지능형 사물인터넷'(사물지능융합기술·AIoT) 기술을 활용한 지진정보 전달체계를 마련하는 '차세대 지진재난문자 서비스 연동방안 연구'를 올해 진행한다고 29일 밝혔다.