2003년 북대서양에서 발생한 대규모 해양 폭염의 여파가 수십 년이 지난 지금까지도 해양 생태계 전반에 깊은 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 특히 그린란드 인근 해역에서 시작된 이 해양 폭염 이후, 북대서양 전역에서 해양 폭염 발생 빈도가 급격히 증가한 상태가 지속되고 있다는 분석이 나왔다고 사어은스얼럿이 19일(현지시간) 보도했다.

독일과 노르웨이의 해양 생물학자들은 100편이 넘는 기존 연구를 종합 분석한 결과, 2003년을 전후해 발생한 해양 폭염이 단세포 생물부터 상업적으로 중요한 어종, 고래에 이르기까지 해양 생태계 전 단계에서 "광범위하고 급격한 생태학적 변화"를 초래했다고 밝혔다. 

연구를 주도한 독일 튀넨 해양수산연구소의 해양생태학자 카를 미하엘 베르너는 "2002년의 이례적인 고수온에 이어 발생한 2003년 해양 폭염은, 이전에는 관측되지 않았던 장기적 가열 국면의 시작을 알리는 신호였다"고 설명했다.

연구진에 따르면 2003년은 해양 폭염 발생 건수가 가장 많았던 해로 기록됐지만, 이후 여러 해에서도 이에 필적하는 수준의 고빈도 폭염이 반복됐다. 이는 단발성 이상 현상이 아니라, 구조적인 기후 변화 국면에 진입했음을 시사한다.

2003년 해양 폭염은 북대서양의 아북극 환류(subpolar gyre)가 약화되면서 따뜻한 아열대 해수가 대량으로 노르웨이해로 유입되고, 평소 이 지역을 냉각시키던 북극 해수 유입은 크게 줄어든 데서 촉발됐다. 이로 인해 해빙 면적이 급감했고, 해수면 온도는 급격히 상승했다. 특히 노르웨이해에서는 수온 상승이 수심 약 700m까지 침투한 것으로 관측됐다.

이 같은 수온 변화는 생태계 재편으로 이어졌다. 연구진은 모든 조사 지역에서 한랭·빙설 환경에 적응한 종들이 밀려나고, 상대적으로 따뜻한 수온을 선호하는 종들이 빠르게 확산되는 현상이 확인됐다고 밝혔다. 이 과정에서 어업 구조와 생태·사회적 역학 관계도 함께 변화했다는 설명이다.

실제로 해빙 감소로 인해 2015년 이후 수염고래류의 활동 범위가 북상했으며, 50년 넘게 거의 관측되지 않던 범고래 역시 2003년 이후 빈번하게 목격되고 있다. 반면, 얼음에 의존하는 일각고래와 후드물범은 2004년 이후 어획량이 크게 감소하거나 2000년대 중반 급격한 하락세를 보였다.

해저 생태계 역시 영향을 받았다. 해양 폭염 이후 대규모 식물플랑크톤 번성이 발생했고, 이들이 해저로 가라앉으면서 불가사리류와 다모류 같은 저서생물의 먹이원이 증가했다. 대서양 대구 역시 새롭게 형성된 먹이 환경을 활용한 대표적인 종으로 지목됐다.

그러나 모든 종이 혜택을 본 것은 아니다. 2003년 폭염은 대서양 대구와 고래의 주요 먹이인 샌드일(까나리류)의 급격한 감소와 맞물렸고, 이후 캐플린(열빙어) 개체 수 감소와 생태계 변화가 연쇄적으로 나타났다. 캐플린은 더 차가운 먹이터와 산란지를 찾아 북쪽으로 이동하고 있지만, 온난화가 지속될 경우 더 이상 이동할 공간이 제한될 수 있다는 우려가 제기된다.

연구진은 이러한 변화가 장기적으로는 내구성이 강한 해양 생물조차 생존을 위협받을 수 있는 불균형을 초래할 수 있다고 경고했다. 베르너는 "온도 상승이 생물의 대사에 미치는 영향은 예측할 수 있지만, 북상한 종이 포식 압력에 노출되거나 새로운 환경에서 적절한 산란지를 찾지 못한다면 반드시 이익으로 이어지는 것은 아니다"라고 지적했다.

해양 폭염은 우발적 현상이 아니라는 점도 강조됐다. 연구진은 해양 폭염의 강도와 빈도, 공간적 규모가 화석연료 연소로 인한 온실가스 배출과 밀접하게 연관돼 있으며, 대기에 축적된 과도한 열의 상당 부분이 해양에 흡수되고 있다고 설명했다. 특히 북극 지역에서는 해빙 감소로 어두운 바다가 드러나면서 빛을 덜 반사하고 태양복사를 더 많이 흡수하는 악순환이 강화되고 있다.

연구진은 2003년 이후 반복된 해양 폭염이 아직 충분히 규명되지 않은 추가적 생태 영향을 낳았을 가능성도 배제할 수 없다고 밝혔다. 아북극 환류와 대기-해양 간 열 교환 메커니즘에 대한 이해를 높이는 것이 향후 해양 폭염과 그 연쇄적 영향을 예측하는 데 핵심이 될 것이라는 분석이다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 게재됐다.