산소 최소 구역(OMZ)은 중층(수면 아래 100~1,000m)의 산소 수준이 너무 낮아 대부분의 해양 생물이 살 수 없는 해양 지역이다. 이 사각지대는 해양의 전반적인 건강에 중요한 역할을 한다.

“OMZ는 해양의 지구화학적 순환에 매우 중요하다.

“햇빛과 대기 중 산소가 닿지 않는 지역에서 발생한다. 그들의 위치는 바다에서 탄소와 질소(지구상의 모든 생명체에 필수 영양소)를 사용할 수 있는 위치를 결정하므로 영양소 순환의 중요한 동인이다.”

OMZ의 위치를 예측할 수 있다는 것은 영양 순환을 이해하는 것뿐만 아니라 해양 생물에 미치는 영향 때문에 중요하다. 해양 데드 존은 동물의 범위를 산소가 더 풍부한 얕은 바다 표면으로 제한한다.

Davis와 그녀의 동료들은 따뜻한 기후가 미래의 OMZ에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 파악하고 싶었다. 그래서 그들은 지구의 대기 중 이산화탄소 농도가 현재와 비슷했던 플리오세(530만~260만 년 전)를 살펴보았다.

"플리오세(Pliocene)은 우리가 전 세계적으로 안정적이고 따뜻한 기후를 가졌던 마지막 시기이며, 평균 지구 온도는 지금보다 2C에서 3C 더 따뜻했다. 과학자들은 약 100년 후에 그럴 수 있다고 예측한다."고 Davis 말한다.

플리오세 OMZ가 어디에 있는지 확인하기 위해 연구자들은 유공충(foraminifera)이라고 불리는 작은 화석화된 플랑크톤을 사용했다. 유공층은 큰 모래알 크기의 단세포 유기체이다. 그들은 해양 퇴적물에 머물 수 있는 단단한 탄산칼슘 껍질을 형성한다.

특히 한 종인 글로보로탈로이드(Globorotaloides) 육각형은 낮은 산소 지역에서만 발견된다. 플리오세 퇴적물의 데이터베이스를 샅샅이 뒤져 해당 종을 찾아냄으로써 팀은 플리오세 OMZ를 매핑할 수 있었다. 그들은 플리오세 산소 수준의 컴퓨터 모델에 그들의 지도를 겹쳐서 두 사람이 서로 일치한다는 것을 발견했다.

OMZ 지도는 플리오세 동안 저산소 해역이 대서양, 특히 북대서양에서 훨씬 더 널리 퍼졌음을 보여준다. 반면에 북태평양은 저산소 지역이 적었다.

"이것은 과거에 산소 최소 구역의 최초의 글로벌 공간 재구성이다."라고 Davis는 말한다. “그리고 그것은 우리가 이미 대서양에서 산소 수준이 낮다는 점에서 보고 있는 것과 일치한다. 따뜻한 물은 산소를 덜 보유한다. 플라이오세의 이 데드존 지도는 더 따뜻해진 지구에서 지금부터 100년 후 대서양이 어떤 모습일지 엿볼 수 있게 해 줄 것이다.”

대서양에서 산소가 훨씬 적은 미래는 무엇을 의미할까? Davis에 따르면 탄소 저장 및 해양의 영양분 순환에서 어업 및 해양 생물 관리 방법에 이르기까지 모든 것에 큰 영향을 미칠 수 있다.

"OMZ는 해양 동물을 위한 '바닥' 역할을 합니다. 표면으로 눌려진다."라고 Davis는 말한다. “그래서 어부들은 갑자기 많은 물고기를 볼 수 있지만 실제로 정상보다 더 많다는 의미는 아니다. 어업은 개체군을 관리할 때 OMZ의 영향을 고려해야 한다.

"우리는 또한 표층수에서 생명체가 사용할 수 있는 영양분의 양과 해양이 흡수한 이산화탄소가 저장되는 위치에 관해 미묘하지만 광범위한 변화를 볼 수 있다."

Davis는 예일 대학교에서 박사 후 연구원으로 있을 때 연구를 시작했다. 추가 공동 저자는 Yale, George Mason University, NASA 및 NC State 출신이다.

National Science Foundation은 작업을 지원했습니다.

출처: NC 주