깊은 바다의 미지의 거인

심해 탐험을 통해 과학에 새로운 종들이 가득한 기이하고 어두운 세계가 드러났습니다. 이제 이들을 발견하기 위한 경주가 시작되었습니다.  지구의 바다가 맨해튼 섬의 크기라면 해양학자이자 심해 탐험가인 Edith Widder는 우리가 아마도 한 블록에 해당하지만 1층 수준에서만 탐험했다고 추정합니다.

바다는 부피 기준으로 지구 서식지의 약 99.5%를 차지하며 , 거의 탐사되지 않은 깊이에는 과학에 알려지지 않은 수십 개의 대형 해양 동물이 있는 것으로 생각됩니다. 더 작은 동물도 고려할 때 알려지지 않은 종의 수는 수백만에 이릅니다.

13m 길이(43ft)의 왕성한 육식성 오징어 부터 열수 분출구 근처에 옹기종기 모여 있는 쪼그리고다니는 예티 게, 약탈 범고래를 피하기 위해 수천 피트 아래에 사는 엄니 고래에 이르기 까지, 과학에 처음 등장하는 상당한 규모의 해양 동물이 매년 기록되고 있습니다.

나머지 종을 찾기 위한 경주가 시급해지고 있습니다. 심해 채굴이 이전에 손길이 닿지 않은 해저 서식지를 잠식할 위험이 있고 기후 변화로 인해 바다가 따뜻해지고 산성화됨에 따라 해양 생태계는 심각한 변화의 위기에 처해 있습니다. 그러나 새로운 해양 탐사 방법을 통해 우리는 바다의 거인을 더 많이 발견하는 데 그 어느 때보다 가까워지고 있습니다.  수세기에 걸친 해양 탐사 끝에 우리가 이미 상당한 규모의 해양 동물을 모두 발견하지 못했다는 것을 어떻게 알 수 있습니까?

영국 사우샘프턴 국립해양학센터(National Oceanography Center)의 해양생물다양성 연구원이자 분류학자인 타미 호튼(Tammy Horton)은 과학자들이 아직 발견되지 않은 미지의 종의 수를 추정할 수 있는 몇 가지 방법이 있다고 말합니다.

심해는 우리가 훨씬 더 많은 새로운 종을 발견하는 곳입니다 – Tammy Horton

예를 들어, 해안에서 몇 마일 떨어진 해저 위에 있는 작은 물 조각 하나를 가지고 거기에서 발견한 새로운 종의 수를 기록한다고 상상해 보십시오. 아마도 해저 바위에 달라붙은 몇 마리의 갑각류, 주위를 돌진하는 여러 종의 물고기, 미사질 해저에 박혀 있는 한 쌍의 퇴적물 먹이를 볼 수 있을 것입니다. 그런 다음 두 번째로 돌아가서 다시 수행하여 이전에 보지 못한 종의 수를 기록합니다. 이번에는 상어가 당신의 물 구역을 헤엄치고 있고 당신은 한두 마리의 다른 새로운 생물을 발견할 수 있습니다.

이 과정을 계속 반복할수록 점점 더 적은 수의 새로운 종을 발견하게 될 것이라고 Horton은 말합니다. 시간 경과에 따라 발견한 새로운 종의 수를 그래프에 표시하면(그리고 "희박화라고 하는 많은 통계 분석"을 수행한다고 Horton이 덧붙임) 많은 새로운 종을 발견함에 따라 가파르게 시작하는 곡선을 볼 수 있습니다. , 점근선이라고 하는 것에 도달하면서 수평을 향해 평평해지기 전에 - 이 시점에서 바다의 패치를 조사하기 위해 여러 번 잠수한 후 거기에 사는 모든 것을 효과적으로 설명했습니다.

바다에 얼마나 많은 종들이 있는지 정확하게 추정하려면 샘플을 채취하는 데 훨씬 더 많은 시간을 할애해야 합니다(제공: Emmanuel Lafont)

"상어나 물고기, 포유류와 함께 그렇게 한다면, 종종 점근선에 도달하게 됩니다."라고 Horton은 말합니다. "그들은 더 크고 더 큰 것이 먼저 발견됩니다. 하지만 심해의 퇴적물 샘플이나 열대 복족류(작은 연체동물, 산호초에 있는 작은 것들)를 보면 점근선에 도달하지 않습니다. 곡선은 그냥 가고 있습니다. 위로."

그것이 우리에게 말해주는 것은 발견해야 할 수많은 작은 퇴적물 거주자들이 있다는 것입니다. 그러나 바다의 특정 지역에서는 과학에 익숙하지 않은 대형 동물도 발견할 가능성이 더 큽니다.

"종 발견에는 패턴이 있으며 크기, 환경, 우리가 더 자주 보는 것과 관련이 있습니다."라고 Horton은 말합니다. "심해는 우리가 더 많은 새로운 종을 발견하고 있는 곳 중 하나입니다."

그 이유는 단순히 우리가 그곳에서 많은 시간을 보내지 않았기 때문입니다. 깊은 곳으로의 야심찬 탐험이 일어날 때, 그들은 항상 놀라운 미지의 세계를 드러냅니다.

일본 혼슈 섬의 태평양 연안에서 멀지 않은 스루가 만에서는 길이 1.4m(4.6ft), 무게 25kg(55lb)의 슬릭헤드 어류가 2021년 신종으로 결정됐다 . 가장 가까운 친척의 대부분은 길이가 40cm(1.3ft)에 가깝기 때문에 이 슬릭헤드는 스모 레슬링에서 가장 높은 순위에 있는 "요코즈나"라는 이름을 얻었습니다.

이 인상적인 물고기는 일본에서 가장 크고 가장 인구가 많은 섬에서 멀지 않은 약 2,500m(8,250ft) 깊이에서 헤엄치는 것을 발견했습니다. 더 먼 바다로 나가면 여전히 낯선 동물들이 보이지 않는 곳에 숨어있을 수 있습니다. 문제는 우리가 잘못된 방식으로 그들을 찾아왔다는 증거가 늘어나고 있다는 것입니다.

우리가 심해 생물을 찾는 방식이 우리에게 불리하게 작용할 수 있습니다(Credit: Emmanuel Lafont)

Widder는 "나는 우리가 탐험해 온 방식 때문에 우리가 전혀 알지 못하는 바다에 많은 동물이 있을 수 있다는 점을 항상 강조합니다."라고 말합니다. "나는 내 경력의 많은 시간을 다이빙과 잠수정에서 보냈고, 나를 볼 수 있는 조명 범위 너머에 얼마나 많은 동물이 있는지 궁금해했지만 볼 수 없었습니다."

이 애매한 생물을 살펴보기 위해 Widder는 적외선을 사용하여 눈표범과 같이 추적하기 어려운 동물을 촬영 하는 육지의 카메라 트랩에서 영감을 얻었습니다 . 적외선 카메라는 스펙트럼의 해당 부분에서 빛을 볼 수 없는 표범을 방해하지 않습니다. 그러나 해수에서는 적외선이 빠르게 흡수되기 때문에 Widder는 대안을 찾아야 했습니다.

해결책은 눈 아래에 붉은 빛을 발산하는 기관이 있는 신호등 물고기의 형태로 나왔습니다. "따라서 대부분의 [심해] 동물은 청색광만 생성하고 청색광만 봅니다."라고 Widder는 말합니다. "하지만 신호등 물고기는 다릅니다. 파란색 빛뿐만 아니라 빨간색 빛도 보고 생성할 수 있습니다."

Widder는 파란색 빛이 물에서 더 잘 이동하고 생성하기 더 쉬운 세상에서 신호등 물고기가 어떻게 빨간색 빛을 발산하는지 궁금해서 빛 기관을 해부했습니다. 그녀는 그것을 덮는 필터를 찾았습니다. Widder는 "이 필터에 막대한 양의 에너지가 필요하다는 사실을 알았을 때 놀랐던 기억이 납니다."라고 말합니다. "이것은 어떤 이유에서인지 정말 중요해야 했습니다."

Widder는 도박을 했고 신호등 물고기를 모방한 필터를 만들기로 결정했습니다. 그러나 그녀는 물속에서 붉은 빛을 테스트하는 것뿐만 아니라 다양한 패턴의 빛이 포식자를 유인할 수 있는지 알아보고 싶었습니다. "저는 특히 심해 해파리 Atolla에 흥미를 느꼈습니다. 그 중 가장 장관을 이루는 것 중 하나입니다. 빛의 바람개비를 만듭니다. 그런데 이것은 눈이 없는 해파리이므로 다른 사람으로 향합니다. 누구, 그리고 왜?"

신호등 물고기의 필터와 Atolla의 빛의 바람개비의 이 이상한 하이브리드로 Widder는 그녀의 새로운 장치를 배치했습니다. Widder는 "전자 해파리에서 'Ziploc'이라는 단어를 여전히 볼 수 있기 때문에 그것이 신발 끈 작업이 무엇인지 알 수 있습니다."라고 말합니다.

적은 예산에도 불구하고 효과가 있었습니다. Widder는 "나는 그것을 소금물 웅덩이 바로 옆에 놓았는데, 그곳은 많은 포식자들이 순찰할 오아시스라고 생각했습니다."라고 말합니다. 이론은 Atolla 라이트 디스플레이가 도난 경보기 역할을 했다는 것입니다. 해파리가 포식자에게 공격을 받았을 때 해파리가 공격자를 공격하고 해파리가 탈출할 기회를 주는 더 큰 포식자를 유인하기 위해 바람개비 조명을 표시합니다. .

Widder는 "처음 4시간 동안은 빨간불만 켰습니다. 동물들이 어떻게 반응하는지 보고 싶었고, 처음으로 불이 켜졌을 때 그들은 헤엄치지 않았습니다."라고 말했습니다. "나는 황홀했다 – 나는 깊은 바다로 내 창을 가지고 있었다."

4시간 후 Widder는 임시 변통 전자 해파리가 처음으로 나타나도록 프로그래밍했습니다. "나는 이것이 사실이라고 맹세합니다. 이것은 과학에서 결코 일어나지 않습니다. 하지만 처음으로 전원을 켠 후 86초 후에 우리는 과학에 완전히 새로운 6피트 길이(2m)가 넘는 오징어를 기록했습니다. 알려진 과학적 가족에 배치됩니다.

"당신은 정말로 그것보다 더 나은 개념 증명을 요구할 수 없습니다. 그것은 정말 충격적이었습니다. 사람들은 배 전체에서 비명을 지르고 있었습니다. 정말 놀라웠습니다."

대왕오징어는 사진에 찍혔지만 촬영하기가 극도로 어려웠습니다. 해양학자인 Edith Wedder가 그것을 찾는 새로운 방법을 고안하기 전까지는 말입니다. (Credit: Emmanuel Lafont)

Widder는 곧 훨씬 더 큰 오징어를 목표로 삼았습니다. "우리는 실제로 향유고래 뱃속에서 발견되는 거대한 오징어 부리의 수 때문에 바다에 수백만 마리의 거대 오징어가 있다는 것을 알고 있었습니다." 그러나 Widder가 실험을 하던 당시에는 대왕오징어가 한 번도 촬영된 적이 없었습니다.

그녀는 Medusa라고 부르는 전자식 "바다 속의 눈"의 새 버전을 디자인했습니다. 메두사는 표면에 위성 비콘에 부착된 750m 길이의 줄을 따라 표류할 것입니다. 이런 식으로 그들은 배의 교란에서 멀리 떨어져 오랫동안 바다에 눈을 둘 수 있었습니다.  

그녀의 팀은 메두사를 대왕오징어가 목격된 적이 있는 곳과 향유고래가 먹이를 찾는 곳으로 내던졌습니다. 전자해파리가 물에 들어가자마자 작동했다. Widder는 "우리는 자연 서식지에서 거대 오징어를 녹화한 최초의 비디오를 얻었습니다."라고 말했습니다. "그리고 탐험 과정에서 우리는 실제로 대왕오징어를 다섯 번 촬영했습니다. 그리고 이것은 몇 년 동안의 대대적인 대대적 탐험 이후의 일이었습니다. 그들은 엄청난 노력을 기울였지만 우리는 그것을 잘못하고 있었을 뿐입니다."

Widder는 대왕오징어가 바다에서 꽤 눈에 띄는 동물이라고 지적합니다. Widder는 "조직에 암모니아가 있기 때문에 죽을 때 떠다니게 됩니다."라고 말합니다. "하지만 물에 뜨지 않고 고래 뱃속에 부리가 들어가지 않는 물질은 어떻습니까? 그것이 거기에 있다는 것을 우리가 어떻게 알 수 있겠습니까?"

대체로 바다에는 최대 200만 종 의 생물이 살고 있는 것으로 생각되며 일부 추정치는 그 수치를 더 높입니다. World Register of Marine Species에 따르면 지금까지 약 250,000마리 미만을 알고 있습니다. 

약 175만 종의 실종된 종을 찾는 것이 점점 더 시급한 임무가 되고 있습니다. 특히 상업용 심해 채굴의 전망이 임박함에 따라 가장 깊은 해저에서 그렇습니다.

멀리 떨어진 해양 생태계를 탐험하지 못한다면 우리가 파괴할 위험이 있는 풍부한 생물 다양성을 결코 알 수 없을 것입니다. (Credit: Emmanuel Lafont)

2021년에 가장 작은 태평양 섬 국가인 나우루가 심해 채굴을 시작할 의사를 밝혔고, 이는 국제 해역 채굴을 감독하는 유엔 기구인 국제해저기구(International Seabed Authority)가 심해에 대한 환경 규제를 마무리하기 위해 2년 시한을 촉발했습니다. 채광.

2023년 7월이라는 기한이 이제 빠르게 다가오고 있습니다. 그러나 ISA의 협상이 성공하지 못하면 이론적으로 올 여름 환경 규제 없이 심해 채굴이 시작될 수 있다. 2022년 8월, 합의에 도달하지 못한 후 회담이 중단되었습니다 .

해저 탐사 부족은 심해 채굴에 대한 우려가 큰 이유 중 하나입니다. 우리는 잃을 것이 무엇인지 모릅니다.

해저 생물에 대한 대부분의 조사는 덧없는 것이었는데, 그 이유는 탐사선을 깊은 곳으로 보내 그곳에 무엇이 있는지 확인하는 것이 너무 어렵고 비용이 많이 들기 때문입니다. 그러나 주기적인 심해 조사를 통해 우리와는 전혀 다른 특별한 생태계가 드러났습니다. 예를 들어, 심해 열 분출구는 유황 박테리아를 먹고 사는 세계에서 가장 무거운 2미터 길이의 관충(tube worm ), 근처에 모여 사는 긴 팔을 가진 예티 게 (Yeti crab)와 같은 매우 다양한 희귀한 생명체를 밝혀냈습니다. 따뜻함을 위해 신선한 용암이 흐릅니다.

심해 채굴이 아직 상업화되지 않았기 때문에 그것이 수반할 해저 파괴의 종류는 아직 완전히 알려지지 않았습니다. 해저에서 가장 매력적인 광물 중 일부는 해저 표면에 있는 망간 단괴로 알려진 다금속 단괴 형태로 발견됩니다. 이러한 결절은 단일 덩어리에 여러 가지 귀중한 금속을 포함하기 때문에 특히 매력적입니다. 하나의 결절에는 상당한 양의 망간, 니켈, 구리 및 코발트 가 포함될 수 있습니다 .

2022년 한 원정대 는 중앙 태평양의 심해 해저에서 동물을 찾으러 갔다. 그들은 하와이와 멕시코 사이에 있고 가장 깊은 곳이 5,500m(18,150ft)까지 뻗어 있는 Clarion-Clipperton Zone이라는 지역을 조사하고 있었습니다. Clarion-Clipperton Zone은 망간 단괴가 풍부하게 발견되기 때문에 심해 채굴의 잠재적 장소로 확인되었습니다.

이 지역의 해저 생활에 대한 탐험은 그들이 기대했던 것보다 훨씬 더 많은 것을 드러냈습니다. 작살 같은 가시와 구부러진 송곳니를 가진 달걀 모양의 생물이 해저를 가로질러 날아갔고, 구름 같은 촉수 생물과 반투명한 여덟 손가락 폴립은 바위나 유리 스폰지 줄기에 달라붙었습니다. 그들이 발견한 55종 중 대부분은 비교적 작았 으며 적어도 39종은 과학에 완전히 새로운 종이라고 생각 했습니다.

이러한 다양한 생태계에 빛을 비추는 것은 초기 테스트에서 채굴에서 쉽게 회복될 가능성이 없다는 점을 감안할 때 특히 중요합니다. 1989년 심해 망간단괴 채집을 모사한 한 실험에서는 단괴 사이에 존재하던 생태계가 26년이 지난 지금도 회복되지 않고 있음을 보여주었다 . 물에 떠다니는 먹이를 먹고 사는 현수식어(suspension-feeders)는 교란된 지역에서 여전히 상당히 감소한 반면 퇴적물섭취식어(deposit-feeders)(퇴적물에서 먹이를 먹는 동물)는 26년 후에 거의 회복되었습니다. 교란된 지역 주변에는 생물 다양성이 전혀 없었습니다.

이 테스트가 보다 광범위하게 Clarion-Clipperton Zone의 채광을 정확하게 반영한 경우 채광 결절의 영향은 "예상보다 클 수 있으며 잠재적으로 특히 직접적으로 교란된 지역에서 일부 생태계 기능의 돌이킬 수 없는 손실로 이어질 수 있습니다." 연구 저자들은 경고했습니다.

Widder는 "우리 행성에서 우리의 존재는 그것을 탐구하고 이해하는 우리의 능력에 달려 있지만 우리는 그렇게 하지 않았습니다."라고 말합니다. "우리는 실제로 바다에 무엇이 있는지 알기도 전에 바다를 파괴하고 있습니다. 우리는 바다를 탐사하지 않고 그물을 끌고 심해 저인망 어업과 바닥 채광을 통해 바다를 착취했습니다. 그리고 그것은 미친 짓입니다."