극지과학자가 들려주는 툰드라 이야기 - 그림으로 보는 극지과학 4

이유경,정지영

저자:이유경
북극생물과생태계를연구하며,사랑하는아이들과이야기나누는시간이가장행복한아줌마과학자이다.초등학교때동네친구들과뒷동산에서자주놀며자연과친해졌고,중학교1학년때과학선?생님의일방적인결정으로들어가게된과학반에서과학에흥미를갖게되었으며,고등학교2학년때과학경시대회생물학분야출전자로낙점받은것을계기로생물학을전공하기로결정했다.서울대는생물학과가동물학,미생물학,식물학으로구분되어있어입시원서를낼때고민하다가제일무난해보이는식물학과에들어갔다.여기서바다속생물인홍조류와사랑에빠져『홍조류의성분화』를분자세포생물학으로연구하여박사학위를받았다.

포항공대에서홍조류를좀더연구하다가한국해양연구원(현재KIOST)에자리잡으면서,키우는데두달씩이나걸리는첫사랑홍조류와이별하고,접종한지이틀이면충분히자라는해양박테리아를연구하기시작했다.2003년북극다산과학기지를방문하여단백질분해효소를만드는북극박테리아를우리나라에서최초로분리하였고,2004년KIOST부설극지연구소가설립될때과감히(사실은얼떨결에)극지연구소로옮겼다.북극에서새로운박테리아를발견하여다산과학기지의이름을딴『다사니아』라는속(genus)을새로만들기도했다.2010년부터거의매년여름이면북극에들어가기후변화가북극생태계에어떤영향을주고있는지연구하고있으며,알래스카카운실과그린란드자켄버그에우리나라과학자로는첫발을디디기도하였다.우리나라정부를대표하여북극이사회『북극모니터링및평가프로그램』회의에참석하고있고,『국제동토협회』한국대표,『북극과학위원회』실행위원으로도활동하며우리나라과학외교에한몫을하고있다.

함께지은책으로『북극툰드라에피는꽃』,『아라온호극지대탐험』,『우주에서만난지구인』이있고,『세상에서가장재미있는남극지도』를감수했다.북극연구경험을살려앞으로우주에생물이살고있는지연구하고싶어오늘도우주를기웃거리고있다.

들어가는글

1장땅속까지얼어붙은툰드라
동토,툰드라,타이가그리고북극
박스1북극의하얀밤,백야
조금씩올라가는툰드라의온도
박스2영구동토층의온도는어떻게측정할까?
얼음이땅의모양을결정한다

2장혹독한추위를이기고살아내다
조촐한툰드라동물가족
사람보다빠른북극곰과사향소
순록과순록이끼
박스3식물은아니지만광합성을하는지의류

3장툰드라를떠날수없는이들
미생물,툰드라의진짜주인
툰드라에도꽃은핀다
툰드라식물은변신중
박스4북극에대한모든것,북극N

4장툰드라가사라진다
먹이사슬의고리가끊어지다
툰드라를버텨내다
동토가녹으면도대체무슨일이일어날까?
박스5툰드라에서우리가하는연구

부록-툰드라에서우리가겪은일들
마치는글
용어설명
참고문헌
그림출처및저작권
더읽으면좋은자료들
툰드라에사는생물목록
찾아보기

땅속까지얼어있는북극에는어떤생물이살고있을까요?
눈보라가휘몰아치는북극동토에서북극곰은어떻게추위를이겨낼까요?
동토가녹아툰드라가사라지면,북극에는도대체무슨일이일어날까요?

동토가녹고있습니다.북극의기온이조금씩오르기때문이라고합니다.툰드라역시그영향을피할수없습니다.식물의종류가달라지고,동물의먹이그물이바뀌고있습니다.추위를견디고바람을버텨내던식물과동물들이,날씨가따뜻해지면어떻게바뀔까요?

툰드라의기온이오르면북극보다낮은위도에서살던식물과동물들이점점위로올라올것이라고합니다.이렇게동토가점점녹으면,우리에게는초원이더생기는걸까요,아니면기후의균형을유지하던한축이사라져버리는걸까요?이책에서는동토의생물들이혹독한추위와매서운바람을어떻게이겨내는지살펴보고,점점녹고있는동토가우리의생태계에어떤영향을미칠지알아봅니다.

북극툰드라는어떤곳인가?

북극에는나무가없습니다.우리가일반적으로북극이라고알고있는북위66도이북지역은대부분이바다고,그렇지않은곳은빙하로덮여있거나땅이있더라도일년내내얼어있기때문입니다.나무가자랄수없는지리적경계를수목한계선이라고합니다.북극의경계는바로이생태학적수목한계선입니다.

북극의육지는기온이낮아일년내내얼어있는동토입니다.하지만이동토도여름에는표면이살짝녹습니다.겨울에는사방이얼음이지만여름이면얼음이녹아물이되고,이물이겨울에다시얼면서토양에는얼음과물의순환이일어납니다.그래서이곳북극에서는다른곳에서는볼수없는독특한지형이있습니다.이곳이바로북극의육지,툰드라입니다.

북극툰드라애동물은많지않습니다.하지만우리가매체에서자주접해,마치친구처럼느끼는북극곰이바로이곳에살고있습니다.북극곰은느릿느릿여유만만인것같아도,1시간에30킬로미터를달릴수있는아주빠른동물이라고합니다.
그리고툰드라초원의풀을먹소사는사향소도있습니다.사향소의털은아주보온효과가좋다고합니다.보온성좋은털이체온이바깥으로전달되는것을막아,등에눈이쌓여도체온에의해녹지않고그대로있다고하네요.산타클로스의썰매를끄는순록도빼놓을수없는북극주민입니다.

북극툰드라는기온이매우낮고바람이많이붑니다.대사활동을제대로할수없어식물의키가작습니다.매서운바람을피해땅에바짝붙어자라기도합니다.해를볼수있는시간이짧아태양의움직임을따라움직이는꽃도있습니다.자신의몸주위에보송보송한털을만들어차가운바람이들이치지못하게도합니다.툰드라의식물들은이렇게다양한방법으로추위와바람을버티고있습니다.

일년내내얼어있는동토가녹으면어떤일이일어날까?

하지만이곳도역시지구온난화로기온이조금씩오르고있습니다.그러면서식물의종류와형태도바뀌고있습니다.대표적으로나무는없이풀만있던툰드라에,동토가녹으며키작은나무가자라는곳이하나둘생기고있다고합니다.툰드라의식물은변신중입니다.

동토가녹고있습니다.북극의기온이조금씩오르기때문이라고합니다.툰드라도역시그영향을피할수없습니다.식물의종류가달라지고,동물의먹이그물이바뀌고있습니다.추위를견디고바람을버티던식물과동물이조금덜추워진날씨에어떻게대응할까요?

툰드라의기온이오르면북극아래에서살던식물과동물이점점위로올라올것이라고합니다.동토가녹으면,우리에게는초원이더생기는걸까요,아니면기후의균형을유지하던한축이사라져버리는걸까요?이시간에도북극의동토는조금씩녹고있습니다.

북극곰은어떻게추위를이겨낼까?

북극곰은외부기온이내려가면물질대사를활발하게해서체온을35~36도로맞춥니다.또한두터운지방이단열재처럼작용하여바깥의찬기온을막아주기도하죠.북극곰은단열효과가뛰어나서열을감지하는적외선사진에얼굴과발만잡히고몸통은잘잡히지않습니다.북극곰의가죽은흰색이아니라햇볕을잘흡수할수있는검은색입니다.또한투명한두겹의털은햇빛을조금이라도더흡수하도록돕습니다.투명한수증기로이루어딘구름이하얗게보이는것처럼,북극곰도투명한보호털에햇빛이반사되어아이보리색을띠게됩니다.

툰드라가사라지고있습니다.

북극의기온이조금씩오르면서툰드라의동토가녹고있습니다.북극의기온이높아지고동토가녹으면서툰드라가점차사라질전망입니다.툰드라대지를덮어찬기운을막아주던눈이예년보다일찍녹고늦게내려,눈에덮여있던기간이줄고있습니다.이런환경변화로툰드라에살고있던식물의종류가달라지고동물의먹이그물도바뀌고있습니다.또한툰드라아래지역인아북극에살던동물과식물이서서히북상하고있기도합니다.툰드라생물은아북극생물과경쟁해야하는상황이죠.엎친데덮친격으로해수면이상승하고해안선이침식되면서툰드라의입지는더욱줄어들고있습니다.더심각한것은이런여러가지변화로툰드라가탄소를흡수하는저장소에서탄소를방출하는공급원으로변할수있다는것입니다.즉,툰드라는지구온난화를촉진하는피드백을줄수있다는것이죠.툰드라의변화에생태계가어떻게반응할지아직정확하게대답하기는어렵습니다.아직우리가툰드라생태계에대해모르는부분이너무많기때문입니다.우리과학자들이툰드라를연구해야하는이유가여기에있다고할수있습니다.

그림으로보는극지과학시리즈

극지과학시리즈는남극과북극의육지와바다,대기는물론생태계와관련된모든현상과원리를알기쉽고깊이있게전달합니다.

극지과학시리즈는다음과같은생각을담고있습니다.

첫째,시각자료를충분히활용합니다.과학의특징중하나는‘데이터가말을한다’는데있습니다.관측과실험결과를알기쉽게시각화하여독자가직접자료를확인할수있도록하였습니다.또한외국의최신자료를신속하게소개하면서,동시에국내과학자들이직접관찰하고실험한결과를적극반영하여설득력을높였습니다.책에사용된그림에는충분한설명을기초부터자세하게곁들였습니다.일반인은물론고등학생들도과학개념을시각화하여받아들이는데좋은자료로활용할수있을것입니다.

두번째는사람을통해서알려줍니다.과학은객관적인학문이라주관성이배제된학문이라생각하기쉽지만,실제로는그렇지않은경우가많습니다.누가,언제,어떤계기로연구를하게되었는가가생각보다큰역할을하곤합니다.이번시리즈에서는과학자들의실제연구과정을통해과학의발전과정을알아봅니다.또한과학자들이관찰과실험을하고이론을만들어가는과정그자체가하나의드라마이기도합니다.바로과학자를통해과학으로들어가는이유입니다.

세번째,과학은그자체가독립적이라기보다는,역사적,사회적,정치적,경제적요인들이함께녹아만들어진하나의과정입니다.과학적발전의방향을결정하고,속도를조정하고,결과를실용화하는데에도과학이외의수많은요소들이관여하고있습니다.이번시리즈에서는과학에대한이야기못지않게과학과관련된다른관점들을함께보여줄것입니다.

그림으로보는극지과학시리즈는2017년까지앞으로4년동안총17권을출간할계획이다.이시리즈를기획한극지연구소(KoreaPolarResearchInstitute,KOPRI)는우리나라유일의극지연구전문기관으로,극지의기후와해양,지질환경을연구하고,극지의생태계와생물자원을조사하고있다.또한남극의'세종과학기지',‘장보고과학기지'북극의'다산과학기지',쇄빙연구선'아라온'을운영하고있으며,극지관련국제기구에서우리나라를대표하여활동하고있다.