미국 항공우주국(NASA)이 지구 관측위성을 통해 바다 속에서 살아가는 식물플랑크톤(phytoplankton)의 분포와 종류, 그리고 해양 생태계에서의 역할을 살펴보고 있다.

NASA Earth는 11일 X를 통해 “바다에는 식물플랑크톤으로 이뤄진 숨겨진 정원이 있다”며 NASA의 PACE(Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem) 임무를 소개했다. PACE를 활용하면 바닷물 속에 존재하는 식물플랑크톤의 종류를 구분하고, 각각이 해양 생태계에서 어떤 역할을 하는지 관측할 수 있다는 설명이다.

2024년 2월 발사된 PACE는 해양과 대기의 상호작용을 비롯해 지구 기후와 해양 생태계의 변화를 관측하는 지구 관측위성이다. 특히 핵심 장비인 OCI(Ocean Color Instrument·해양색상계)는 자외선부터 가시광선, 근적외선 영역까지 200개가 넘는 파장을 관측한다. 이를 통해 바다 표면에서 나타나는 미세한 색의 차이를 분석하고 식물플랑크톤의 분포와 종류를 파악할 수 있다.

식물플랑크톤은 햇빛과 이산화탄소를 이용해 광합성을 하는 미세한 생물로, 해양 생태계에서 중요한 위치를 차지한다. 바다의 먹이사슬을 이루는 기초적인 생물자원 가운데 하나로서 어류와 패류를 비롯한 다양한 해양 생물의 먹이와 연결돼 있다.

식물플랑크톤이 특정 해역에서 빠르게 증식하는 현상은 ‘식물플랑크톤 번성(phytoplankton bloom)’이라고 한다. 개별 생물은 매우 작아 육안으로 확인하기 어렵지만, 많은 개체가 한곳에 모이면 해수의 색이 달라지면서 위성에서도 그 변화를 관측할 수 있다. 녹색이나 청록색 등으로 나타나는 해수의 색은 식물플랑크톤의 종류와 농도 등에 따라 달라질 수 있다.

PACE의 관측은 이러한 변화가 단순히 바다 표면의 색을 확인하는 데 그치지 않는다는 점에서 의미가 있다. 서로 다른 식물플랑크톤 군집을 구분함으로써 이들이 해양 생태계와 탄소순환 과정에서 어떤 역할을 하는지 보다 구체적으로 살펴볼 수 있기 때문이다.

일부 식물플랑크톤은 해양 먹이망을 지탱하고 대기 중 이산화탄소의 흡수와 탄소순환에 관여한다. 반면 특정 종이 지나치게 증식하면 유해 조류 번성(harmful algal bloom)으로 이어져 해양 생물이나 인간의 활동에 영향을 미칠 가능성도 있다. 따라서 식물플랑크톤의 종류와 분포 변화를 파악하는 것은 해양 환경을 이해하는 데 중요한 자료가 된다.

NASA는 PACE 관측 자료를 활용해 규조류(diatoms), 남세균(cyanobacteria) 등 서로 다른 식물플랑크톤 군집을 구분하고 이들의 분포와 해양 환경 사이의 관계를 살펴보고 있다.

이번 NASA Earth의 게시물은 눈에 보이지 않는 작은 생명체가 광대한 바다의 생태계를 구성하는 중요한 요소라는 점을 위성 관측을 통해 보여준다. PACE가 축적하는 관측 자료는 앞으로 식물플랑크톤의 변화와 해양 생태계의 상태, 탄소순환, 기후변화 사이의 관계를 이해하는 데 활용될 것으로 기대된다.