점점 더 많은 색깔의 눈이 프랑스 알프스에서 자라고 있는데, 이는 아마도 기후 변화가 산에 미치는 영향의 신호일 수 있습니다.
평화로운 언덕 위의 충격적이고 스펙타클한 광경이다. 늦봄과 초여름에 프랑스 알프스를 충분히 높이 하이킹하면 회색 석회암 더미와 초목 사이에서 다소 이상한 눈 조각을 발견할 수 있습니다. 그 눈은 하얗지 않습니다. 피가 빨갛다
때때로 핏빛 눈으로 알려진 이 독특한 현상은 알프스 산맥의 눈 속에서 자라는 미세한 조류에 의해 생성된 방어 메커니즘의 결과입니다. 일반적으로 이러한 미세조류는 대부분의 식물이 햇빛으로부터 에너지를 흡수하기 위해 생산하는 색소인 엽록소를 함유하고 있기 때문에 녹색입니다. 그러나 설조류가 번식하여 강한 햇빛에 노출되면 엽록소를 보호하는 자외선 차단제 역할을 하는 카로티노이드라는 붉은 색소 분자를 생성합니다.
설조류는 오랫동안 알려져 왔지만(1818년 북극 탐험 중에 발견되어 1819년에 출판된 책에서 언급됨) 여전히 과학자들이 풀려고 하는 미스터리로 가득 차 있습니다.
불과 2년 전, 체코 공화국 프라하에 있는 Charles 대학의 식물학자들은 세계 다른 지역에서 빨간색과 주황색 눈을 담당하는 완전히 새로운 종류의 미세조류를 발견하고 그들이 생성하는 핏빛 붉은 색에 주목했습니다. 그래서 나는 그것을 “기억”이라고 불렀습니다. 연구원들은 유럽, 북미 및 남미, 두 극지방의 샘플에서 적목 현상을 유발하는 조류 또는 해초의 한 형태를 발견했습니다. 특이한 주황색 눈을 일으키는 상기나 종도 스발바르에서 발견되었습니다.
그러나 적목 현상을 일으키는 유일한 유형의 미세 조류는 아닙니다. Chlamydomonas nivalis 및 남극 펭귄 식민지 근처에서 자라는 Chloromonas polyptera라는 조류와 같은 다른 여러 종도 색소를 생성하여 빨간색과 분홍색 눈을 만듭니다.
그러나 설조류에 대한 더 많은 이해는 단순히 알프스와 극지방 근처에 이상한 색깔의 패치의 존재를 설명하는 것 이상입니다. 그것의 출현과 사라짐은 기후 변화와 그들이 발견되는 섬세한 생태계에 조류가 어떻게 영향을 미치는지에 대한 중요한 지표입니다.
포츠담에 있는 독일 지구과학 연구 센터의 인터페이스 지구화학 교수인 Ryan G. Benning에 따르면 지구 온난화로 인해 적목 현상이 점점 더 흔해지고 있습니다. “대기 중 이산화탄소 수치가 높아지면 온도가 상승하여 더 많은 눈이 녹게 됩니다.”라고 그녀는 말합니다. “눈 위에 액체 상태의 물이 생기면 조류가 자라기 시작합니다.”
이러한 눈 조류의 증가는 또한 기후 변화에 기여할 수 있습니다. 적색 색소는 눈의 표면을 어둡게 하여 공간으로 다시 반사되는 빛과 열의 양을 줄입니다. 이것이 소위 알베도 효과입니다. 태양으로부터 더 많은 열을 흡수함으로써 눈이 녹고 더 많은 조류가 자랄 수 있습니다. “그것은 새가 가장 좋아하는 서식지를 녹이는 폭주 효과가 있습니다. “라고 Benning은 말합니다. “자신의 집을 파괴하는 것과 같습니다.”
유색 눈이 흡수하는 추가 열은 더 넓은 지역의 온도를 변화시키고 눈덩이와 빙하의 녹는 속도를 가속화할 수 있습니다. 한 연구에서는 붉은 색 조류가 해빙기 동안 눈 알베도를 13%까지 감소시킬 수 있다고 추정했으며, 이는 산악 환경에서 기후 변화 영향이 증폭될 수 있는 방법에 중요한 역할을 한다는 것을 시사합니다.
연구에 따르면 홍조류는 남극에서 히말라야, 북극에 이르기까지 전 세계 빙하에서 발견됩니다. 따라서 프랑스 그르노블의 세포 및 식물 생리학 연구소 소장인 베닝과 에릭 마레샬과 같은 과학자들은 적목 조류가 점점 더 널리 퍼지고 있는지 여부에 대해 예리하게 대답하고 싶어합니다.
이를 수행하는 한 가지 방법은 위성 이미지를 사용하여 적목 현상의 알베도 감소 효과를 연구하는 것입니다. 남극 해안에 있는 King George Island의 Fildes 반도에 있는 설원의 위성 이미지를 사용한 연구에 따르면 2017년 1월 현재 눈의 26%가 조류에 의해 가려진 것으로 나타났습니다.
전 세계적으로 홍조류가 더 흔해지고 있는지 여부를 보여주는 광범위한 데이터는 거의 없지만 Benning과 Maréchal은 둘 다 지구가 따뜻해짐에 따라 홍조류가 더 흔해질 것이라고 믿으며 과학자들은 언제 어떤 영향을 고려할 것인지를 측정하기 위해 노력할 것입니다.
그러나 기후 변화에서의 역할 외에도 과학자들은 적목 현상을 둘러싼 다른 미스터리를 밝히고 있습니다.
또한 다음과 같은 기능도 제공합니다.
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Maréchal과 그의 동료들은 최근 프랑스 알프스의 눈 조류가 해발 2,000m 이상에서만 자라며 약 2,400m에서 번성하는 것으로 보인다는 사실을 발견했습니다. Maréchal에 따르면 해조류는 높은 고도에 존재하는 스노우팩의 양, 품질 및 수명 때문에 높은 고도에서 발견됩니다.
놀랍게도 과학자들은 실험실에서 실제 눈 위의 이 조류를 아직 배양할 수 없었습니다.
“이러한 이유로 연구자들은 정교한 연구를 위해 가능한 한 많은 샘플을 수집해야 합니다.”라고 Maréchal은 말합니다.
올해 6월 프랑스 남동부 오트알프의 라우터 고개를 이틀간 탐사하는 동안 마레샬과 그의 동료들은 산악 조류 연구에 전념하는 5개 프랑스 기관의 ALPA 컨소시엄에서 2021년 첫 샘플을 수집했습니다. 하지만 예년과 달리 이 눈은 전형적인 붉은색이 아니었다. 대신 황토색이 지배적이었습니다.
그들은 눈 위의 모래가 조류에 의해 전달되는 색상을 방해한다고 믿습니다. 드문 일이 아니지만, 올해는 강한 바람이 사하라 사막의 대부분을 알프스로 옮겼기 때문에 예외적이었습니다.
“이것은 우리에게 모래와 설조류 성장 사이의 관계를 평가할 수 있는 좋은 기회를 주었습니다.”라고 Maréchal은 말합니다. “이러한 입자를 분석함으로써 우리는 모래가 조류 성장에 긍정적 또는 부정적으로 영향을 미칠 수 있는 영양분, 금속 또는 특정 요소를 제공하는지 여부를 결정하려고 노력할 것입니다.”
연구팀은 눈의 철분 수치와 산도가 홍조류의 성장에 어떤 영향을 미치는지에 대한 이해를 증진시키기를 희망합니다. 그들은 또한 설조류와 함께 사는 다른 미생물과 동물이 역할을 할 수 있는지 조사하고 있습니다.
Maréchal에 따르면, 6월에 수집된 새로운 샘플을 사용한 첫 번째 실험에서 조류 세포와 함께 동물성 플랑크톤이라는 단세포 동물이 나타났습니다. 먹이 사슬의 핵심 요소를 형성하는 바다와 호수와 더 관련이 있지만 동물성 플랑크톤은 빙하와 눈덩이에서 녹은 물에서도 생존할 수 있습니다.
그녀의 연구는 눈에는 느리지만 실제로는 생명력이 넘치는 이미지를 만드는 데 도움이 됩니다.
“눈이 내리면 종종 인공적이고 자연적으로 발생하는 질소와 인과 같은 미네랄과 원소를 가둡니다.”라고 Benning은 말합니다. 그런 다음 눈 조류는 조류와 먹이 관계를 형성하면서 눈에 있는 박테리아를 먹을 수 있습니다.
“이 생태계에서 설조류는 주요 생산자입니다.”라고 Benning은 말합니다. “꽃이 피면 광합성을 하고 영양분을 소모하면서 설탕과 박테리아 및 기타 미생물의 먹이가 될 수 있는 기타 화합물과 같은 폐기물을 생성합니다.”
Maréchal에 따르면 이산화탄소와 빛만 필요한 조류는 박테리아, 곰팡이 및 동물성 플랑크톤과 같은 단세포 동물 세포를 포함하는 보다 복잡하고 성숙한 생태계의 기초를 형성하는 것으로 보입니다.
그러나이 색깔의 눈송이는 생명과 함께 번성하지만 수명이 짧아 일년에 몇 주만 나타납니다. 날씨가 다시 추워지면 색이 바래고 눈은 원래의 흰색으로 돌아갑니다.
이것은 흥미로운 질문을 제기합니다. 겨울에 홍조류에 실제로 어떤 일이 발생합니까?
“한 가지 이론은 잠자는 동안 거의 투명해지고 얼어붙는다는 것입니다.”라고 Benning은 말합니다. “더 이상 필요하지 않으면 에너지를 소모하는 과정이기 때문에 색소를 잃습니다.”
매년 늦봄과 초여름의 태양과 열기로 붉은 색소가 돌아오므로 Benning과 그녀의 동료들은 그들이 우리에게 무엇을 가르쳐줄 수 있는지 알아보기 위해 눈의 반점을 면밀히 관찰할 것입니다.