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환경 '과학자' 고래들이 기후 변화의 비밀을 밝히는 데 어떻게 도움을 주고 있는가

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작성자 관리자
댓글 0건 조회 8회 작성일 24-12-31 09:51

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'과학자' 고래들이 기후 변화의 비밀을 밝히는 데 어떻게 도움을 주고 있는가


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10월의 화창한 어느 날 오전 11시경, 케이프타운에서 1시간 30분 거리에 있는 그림 같은 남아프리카 해안 마을인 허머너스에 도착했습니다. 대로변에 있는 레스토랑과 미술관, 절벽길에서 남방긴수염고래를 구경하는 수많은 관광객을 무시하고, 항구로 곧장 차를 몰고 가서 벨기에 태생의 과학자 엘스 베르물렌을 만났습니다. 그는  프리토리아 대학교 포유류 연구소의 고래 연구 부서를 책임지고 있습니다 .

그녀는 동료들이 2024년 시즌의 마지막 고래 태그 출격에서 돌아오기를 기다리고 있다. "보통은 팀과 함께 보트에 나가 있을 거예요." 굵은 기하학적 프린트 드레스와 데님 재킷을 입은 베르뮐렌이 말했다. "하지만 아이들을 학교에 데려다줘야 했고, 일찍 내려올 수가 없었어요." 콘크리트 부두 옆의 물이 너무 맑아서 거대한 오렌지색 불가사리가 바위가 많은 바닷속을 따라 천천히 움직이는 게 보인다.

태그 팀이 도착하기를 기다리는 동안, 고래 관찰 관광객이 탄 배 한 척이 항구를 떠나고 또 다른 배 한 척이 돌아왔습니다. 남방긴수염고래의 중요한 새끼 낳는 곳이자 혹등고래와 브라이드고래를 관찰하기에 좋은 곳인 허머너스는 "세계의 육지 고래 관찰 수도"라고 스스로를 홍보합니다. 심지어 해초로 만든 뿔을 사용하여 목격 사실을 알리는 "고래 울음소리꾼"도 있습니다.

고래 울음소리꾼, 허머너스, 서부 케이프(Getty Images를 통한 Hoberman Collection/Universal Images Group 제공 사진)고래 관찰자들에게 인기 있는 Hermanus에는 해당 지역에서 목격된 고래를 알리는 고래 안내자가 있습니다. [Hoberman Collection/Universal Images Group/Getty Images]

항상 이런 식은 아니었습니다. 1910년대와 1920년대에 이 지역의 세 개의 별도 고래잡이장에서 매년 수백 마리의 고래가 죽었습니다. 1937년까지 전 세계적으로 80,000마리 이상의 남방긴수염고래가 죽었고 이 종은 멸종 직전에 있었습니다. 20세기 후반에 초점은 보존으로 바뀌었고 고래는 점차 다시 돌아왔습니다.

남방 긴수염고래의 회복(현재 약 20,000마리)은 세계에서 가장 위대한 보존 성공 사례 중 하나입니다. 북반구 긴수염고래 두 종은 그다지 운이 좋지 않았습니다. 주로 훨씬 더 바쁜 바다에 살기 때문입니다. 고래잡이 금지 이후 선박 충돌과 어구에 얽힘으로 인해 회복이 좌절되었고 두 종 모두 여전히 심각한 멸종 위기에 처해 있습니다.

그리고 남방긴수염고래는 행복한 결말을 보장받지 못한다고 Vermeulen은 강조합니다. "고래는 여전히 고래잡이 전 개체수의 20%에 불과합니다." 그녀는 말합니다. "그리고 이제 우리는 그들이 기후 변화와 관련된 새로운 간접적 위협에 직면하고 있다는 온갖 증거를 보고 있습니다."

광대한 거리를 이동하고 깊은 곳까지 잠수할 수 있는 고래는 전체 해양 생태계의 지표 종입니다. 그리고 지표는 좋지 않습니다. Vermeulen의 데이터에 따르면 고래는 예전보다 훨씬 더 마르고 번식 빈도가 낮으며 주요 먹이를 바꾸고 있습니다.

"그게 바로 그 사람들이에요." 베르물렌이 수평선에 있는 점을 가리키며 말했다. 약 5분 후, 고래 연구부의 6m(19.7피트) 팽창식 연구선인 발라에나가 부두 옆으로 정박해 연구자들이 하선할 수 있도록 했다. 선장 크리스 윌킨슨이 보트를 트레일러에 싣는 동안, 나는 워싱턴 시애틀에서 날아와 연구부에 총 9개의 태그를 배치한 20년 경력의 전문 고래 태그 담당자 에이미 케네디와 이야기를 나누었다.

케네디는 "오늘은 매우 까다로웠습니다."라고 말합니다. 바다에서 큰 파도가 일었기 때문에 그녀는 태그를 하나만 배치할 수 있었습니다. 알자지라가 방문하기 전날 그녀는 태그 6개를 기록했습니다. 케네디와 그녀의 개조된 줄 던지기 총은 일반적으로 큰 선박이 해안으로 로프를 던지는 데 사용하는데, 수요가 많습니다. 올해만 해도 그녀는 사우스 조지아(남극), 지중해, 탄자니아, 모리셔스에서 고래에 태그를 달았습니다.

"가장 어려운 부분은 언제 총을 쏘지 말아야 할지 아는 것입니다." 그녀는 조준해야 할 "책상 크기"의 표적 영역이 있으며 그녀와 고래는 끊임없이 움직이고 있다고 설명했습니다. "더 이상 빗나가지 않습니다. 하지만 나쁜 사격은 빗나간 것으로 간주합니다. 사격이 좋을수록 고래가 전송하는 데이터가 더 좋아집니다." 그리고 가장 좋은 자리는 고래 머리 뒤쪽의 지방 롤 바로 뒤이며, 태그가 들어갈 수 있는 곳입니다. "태그는 물 밖에 있을 때만 전송되므로 고래의 몸에서 아주 높은 곳에 있어야 합니다."  각 태그의 가격이 4,000달러 라는 사실은  압박감을 더할 뿐입니다.

"태그를 달면 기분이 좋아져요." 그녀는 소다 캔을 한 모금 마시며 말한다. "아무리 많은 태그를 배치하더라도 결코 오래되지 않아요."

엘스 페르뮐렌은 벨기에 출신의 과학자로, 프리토리아 대학교 포유류 연구소의 고래 부문을 책임지고 있습니다.프리토리아 대학교 포유류 연구소의 고래 연구부를 이끄는 엘스 베르물렌이 고래 연구부의 6m(19.7피트) 팽창식 연구선인 발라에나호를 감시하고 있다[닉 달/알자지라]

1969년 이후: 오래된 데이터와 새로운 방법의 만남

고래 부대는 1969년 남아프리카 어업부를 위해 매년 공중 고래 조사를 시작한 피터 베스트의 아이디어입니다. 1979년 베스트는 단순히 본 고래의 수를 세는 것에서 고래를 사진으로 찍고 고래의 고유한 굳은 살(피부가 두꺼워짐) 패턴을 사용하여 개별 고래를 식별하는 것으로 발전했습니다. 정부가 더 이상 고래를 모니터링하고 싶지 않다고 결정한 1985년, 베스트는 프리토리아 대학교를 설득하여 고래 부대를 열어 연구를 계속할 수 있었습니다.

1979년부터 매년 완료되는 사진 ID 조사는 세계에서 가장 포괄적인 해양 포유류 데이터 세트 중 하나를 생성했습니다. Vermeulen은 Best의 사진과 손으로 쓴 메모가 들어 있는 상자를 자랑스럽게 보여줍니다. 그는 33년 동안 매년 조사를 완료한 후 잠시 그의 후임자인 Ken Findlay에게 책임을 넘겼습니다. 그는 또 다른 주요 고래 전문가입니다.

1979년부터 매년 완료되고 있는 사진 ID 조사를 통해 세계에서 가장 포괄적인 해양 포유류 데이터 세트 중 하나가 생성되었습니다.1979년 이후 Peter Best가 촬영한 연간 사진은 세계에서 가장 포괄적인 해양 포유류 데이터 세트 중 하나를 생성했습니다. [Nick Dall/Al Jazeera]

2017년, 베르물렌이 호주에서 와서 인수했습니다. 그녀는 "올해의 하이라이트입니다."라고 말합니다. "저는 헬리콥터에서 거대한 동물들의 가장 놀라운 경치를 바라보며 GI 제인처럼 느껴집니다!"

항공 조사의 데이터는 여전히 귀중한데, 특히 오랜 시간 전으로 거슬러 올라가기 때문입니다. 그러나 현대 기술을 사용하면 심해의 거인에 대한 더욱 깊은 통찰력을 얻을 수 있습니다. 태그가 달린 고래가 전송한 위성 추적 데이터는 일반적인  SPOT  태그를 사용하여 Vermeulen과 그녀의 동료들이 기후 변화로 인해 고래가 먹이 습관과 번식 패턴을 바꾸도록 강요받고 있다는 것을 알아낼 수 있었습니다.

"그들은 행동을 적응시키고 계획을 세우고 있습니다."라고 Vermeulen은 말합니다. "하지만 1980년대 이후로 체중이 23% 감소했습니다. 그리고 그들은 3년마다가 아니라 4~5년마다만 새끼를 낳습니다." 그들의 개체수는 여전히 증가하고 있지만 증가율은 둔화되고 있으며, 이는 우려의 주요 원인이라고 Vermeulen은 말합니다.

"긴수염고래는 혹등고래나 브라이드고래 같은 종보다 신진대사가 훨씬 느립니다. 모든 것이 더 느리고, 더 오래 살며, 적응하는 데 능숙하지 않습니다... 이 모든 것 때문에, 그들은 당신에게 무언가 잘못되었다는 것을 훨씬 더 빨리 말해줍니다. 그래서 우리는 그들을 파수꾼이라고 부릅니다."

시민 과학자로서의 고래

케네디가 2021년 이후 배치한 26개의 SPOT 태그 외에도, 고래 부대는 2023년과 2024년에 13개의 CTD(전도도 온도 수심) 태그를 배치하여 글로벌 고래 연구의 최전선에 섰습니다. 표준 SPOT 태그는 위치만 측정하는 반면, CTD 태그는 고래를 시민 과학자로 바꿔서 물의 염도(전도도 판독의 실용적인 요점)와 다이빙할 때 다른 수심에서의 온도에 대한 데이터를 반환합니다.

CTD 태그는 물개와 거북이와 같은 작은 동물에 널리 사용되었지만, 다른 생물보다 훨씬 더 멀리 이동하고 훨씬 더 깊이 잠수하는 고래에 사용하면 이미 획기적인 변화가 될 것으로 입증되었습니다.

예를 들어, 얼마 전까지만 해도 아무도 이 동물들이 얼마나 깊이 잠수하는지 알지 못했습니다. 하지만 이제 우리는 그들이 최소 460m(1,509피트)의 깊이까지 잠수할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 고래는 또한 우리가 깨닫지 못한 것보다 더 멀리 여행하고 있습니다. 한 개체는 1년에 15,000km(9,321마일) 이상을 여행했습니다.

지도는 남방긴수염고래의 고래 이동 패턴을 보여줍니다. [프리토리아 대학교 포유류 연구소 고래 부문 제공]원격 측정 추적을 기반으로 한 남방긴수염고래의 변화하는 움직임을 보여주는 지도 [프리토리아 대학교 포유류 연구소 제공]

확실히 흥미로운 사실입니다. 하지만, 그 가치는 퀴즈 게임 사료를 훨씬 넘어섭니다.

박사과정 학생인 매튜 게르미슈이젠(베르뮐렌과 케이프타운 대학 해양학자 마르첼로 비치의 공동 지도)은 이 23톤짜리 연구 조수들이 수집한 데이터를 사용하여 고래들이 먹이 패턴을 바꾸고, 몸이 더 가늘어지고 새끼를 낳는 빈도가 줄어드는 이유를 파악하려는 논문을 제출했습니다.

그는 "모든 것이 지난 15년 동안 해빙 상태의 상당한 변화 와 관련이 있는 듯합니다   ."라고 말하며, 경계 얼음 지대(열린 바다와 유빙이 만나는 곳)가 훨씬 덜 안정적이 되었다고 설명했습니다. "이 지역은 남극 크릴의 중요한 먹이 서식지이며, 더 남쪽에 있는 그들의 주요 먹이입니다."

과학자들은 이런 변화가 고래에 어떤 영향을 미치는지 이해하기 위해 고래가 어디에서 먹이를 찾는지, 어떤 환경 조건이 먹이를 찾는 데 적합한지에 대해 더 자세히 알아내려고 노력하고 있습니다.

역사적으로 고래의 연안 먹이 서식지에 대한 지식은 고래잡이가 잡은 물고기의 위치를 ​​기록한 고래잡이 데이터에서 얻었습니다. 1980년대와 1990년대 이래로 과학자들은 고래가 무엇을 먹는지에 대한 모호한 이해를 얻기 위해 피부 샘플을 사용했습니다. Germishuizen은 "고래가 먹이를 찾을 때 피부는 특징[질소와 탄소의 비율은 식단에 따라 다름]을 발달시키고, 이를 사용하여 지난 3개월 정도 동안 어디에서 먹이를 먹었는지 대략적으로 추정합니다."라고 말합니다. 과학자들은 다른 해의 동위원소 특징을 비교함으로써 그들의 먹이 행동이 어떻게 변하고 있는지 이해할 수 있습니다.

지난 20년 동안 새로운 기술 덕분에 과학자들은 고래가 이동하는 것을 거의 실시간으로 추적할 수 있게 되었습니다. 가장 최근에 개발된 것은 CTD 태그로, Germishuizen이 고래가 어떤 환경 조건에서 먹이를 찾는지 이해하는 데 특히 유용하다는 것이 입증되었습니다. 그는 "고래가 잠수할 때마다 온도와 염도 데이터를 수집합니다."라고 설명합니다. 이를 통해 그는 환경적 특성에 따라 먹이를 찾는 장소를 설명하는 데 도움이 되었습니다.

"남방 긴수염고래는 두 가지 주요 먹이를 가지고 있습니다." 그는 설명합니다. 계절적 해빙 지대에서 아주 남쪽에 사는 남극 크릴과 더 북쪽에 사는 요각류입니다. 이 해류 체계는 세계에서 가장 빠르고 가장 큰 체계 중 하나이며, Roaring Forties로 알려진 지속적인 강풍에 의해 주도됩니다. Germishuizen은 "남극 크릴에게 중요한 지역의 해빙이 감소함에 따라 고래는 ACC에서 요각류를 먹는 데 더 많은 시간을 보내고 있습니다."라고 말합니다.

Germishuizen은 이 중위도 지역에서 요각류를 먹을 때 고래가 더 따뜻하고 짜게 염분이 높은 물이 차갑고 담수가 만나는 해안을 선호한다는 것을 발견했습니다. 그는 "그들은 매우 좁은 범위의 온도(약 섭씨 12도, 화씨 54도)와 염분을 목표로 했습니다."라고 말합니다. 남극 해역에서 크릴을 먹을 때 고래는 영하의 수온을 쉽게 견딜 수 있습니다.

전선은 ACC 전체에 걸쳐 균일하게 발생하지 않으며 지난 20년 동안 남쪽으로 약 80km(50마일) 이동했습니다. Germishuizen은 "이제 우리는 이러한 전선이 중요하다는 것을 알고 있습니다."라고 말합니다. "이것은 기후 변화 모델을 사용하여 미래의 조건을 예측할 때 매우 유용합니다."

"고래는 우리가 환경에 대해 알지 못했던 것을 말해줍니다." 그는 덧붙여 말한다. "이제 우리는 고래가 무엇을 찾고 있는지 알게 되었습니다." 그리고 과학자, 입법가 및 기타 역할자들이 이 정보를 사용하여 인류세(산업 혁명 이후 인류가 자연 환경에 극적인 영향을 미치기 시작한 시대)에서 생존할 가능성을 높이는 결정을 내려야 합니다.

남아프리카 공화국 허머너스의 남방 긴수염고래. [프리토리아 대학교 포유류 연구소 고래부 제공]남아프리카 공화국 허머너스의 남방긴수염고래 [프리토리아 대학교 포유류 연구소 고래부 제공]

새로운 세상

알자지라와 대화한 전문가 중 누구도 앞으로의 과제의 규모를 의심하지 않았습니다. 하지만 그들은 모두 기술이 그것을 실현할 수 있는 가장 좋은 기회를 제공한다고 확신했습니다.

대부분 과학자에게 그렇듯이, 자금과 역량은 Vermeulen과 그녀의 팀이 직면한 두 가지 가장 큰 과제입니다. 기술의 발전은 두 가지 모두를 다루기가 조금 더 쉬워질 잠재력이 있습니다.

"태그는 매년 더 좋아지고 저렴해지고 있습니다."라고 Vermeulen은 말합니다. "1년 동안 지속되는 CTD 태그로 무엇을 할 수 있을지 상상해보세요. 또는 매 시즌 두 배 더 많은 태그를 배치할 여유가 있다면요."

하지만 태그가 기술이 고래를 도울 수 있는 유일한 방법은 아니라고 Vermeulen은 말합니다. 과학자들은 위성 이미지에서 개별 고래를 식별하기 위해 AI 머신 러닝 도구를 훈련하기 시작했으며, 이미지가 구름 덮개로 부분적으로 가려져 있을 때에도 이미 놀라운 성공률을 보이고 있습니다.

Vermeulen은 또한 AI의 힘을 활용하여 전 세계 모든 남방긴수염고래의 디지털 카탈로그를 만드는 것에 흥분하고 있습니다. 마지막으로 아르헨티나와 남아프리카 카탈로그가 매칭된 것은 1990년대였습니다. Vermeulen은 "모든 것을 분류하려면 인간이 6개월 동안 열심히 일해야 하지만 AI는 몇 초 만에 할 수 있습니다."라고 말합니다.

그녀는 "디지털 카탈로그 하나만 있으면 게임 체인저가 될 것"이라고 덧붙였습니다. 고래 사진을 찍는 사람이라면 누구나 이미지를 업로드하고 즉시 매칭을 받을 수 있습니다. 그녀는 "헤르마누스에서 남극까지 관광객들은 고래를 많이 봅니다."라고 열광적으로 말합니다. "그리고 그들은 모두 카메라와 드론을 가지고 있습니다."

그리고 이것은 단순한 꿈이 아닙니다.  Happy Whale 이라는 앱은 대중이 업로드한 사진을 사용하여 고래의 행동에 대한 간극을 메움으로써 과학자들의 혹등고래에 대한 이해에 이미 혁명을 일으켰습니다. 남방긴수염고래를 위한 앱을 만드는 데 필요한 것은 새로운 알고리즘과 약 6만 달러뿐입니다. Vermeulen은 "저는 이미 3만 달러를 모았습니다."라고 말합니다. "그리고 크라우드펀딩  과 보조금을  결합하여 나머지를 얻기를 바랍니다  ."

이런 것들을 제대로 하는 것은 남방 긴수염고래에게 "게임 체인저"가 될 뿐만 아니라 과학자들이 기후 변화가 전체 생태계에 미치는 영향을 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 그리고 기후 변화가 다른 지역에서 어떻게 다르게 나타나는지에 대한 답을 제공할 것입니다.

"뉴질랜드의 고래들은 다른 개체군보다 더 잘 지내고 있습니다." 베르물렌이 말했습니다. "남극은 기후 변화의 영향을 고르게 받지 않습니다. 그리고 긴수염고래는 이것이 왜 그런지, 어떤 모습인지 이해하는 데 도움이 됩니다."

왼쪽부터 오른쪽까지: Vermeulen, Germishuizen, Wilkinson, Elisa Seyboth(기사에는 언급되지 않음), Kennedy고래부대 구성원: 연구 관리자 Els Vermeulen, 박사과정 학생 Matthew Germishuizen, 선장 Chris Wilkinson, 박사후 연구원 Elisa Seyboth, 고래 태그 담당자 Amy Kennedy [Nick Dall/Al Jazeera]
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