빠르게 형성된 화산섬과 생태계

빠르게 형성된 화산섬과 생태계

 (Instant Islands and Ecology)


      일본 근처에서 최근에 생겨난 한 화산섬(volcanic island)은 아이슬란드에 생겨났던 서트지 섬(Surtsey island, 쉬르트세이 섬)의 재빠른 식물 번성을 기억나게 하고 있었다.

만약 이 섬의 형성을 직접 보지 못한 과학자가 있었다면, 그 섬은 형성된 지 얼마의 시간이 흘렀다고 추정했을까? 1963년에 아이슬란드 해안에서 솟아 올라왔던 서트지 섬과 마찬가지로, 일본 해안에서 새로 형성된 니시노 섬(Nishinoshima island)은 과학자들을 놀라게 할지도 모른다. PhysOrg지는 2년도 안되어 서트지 섬에 새로운 생태계가 형성되었음을 보고하고 있었다, :

”1964년에 서트지 섬을 연구하기 시작한 이래로, 과학자들은 해류에 의해 운반된 씨앗들의 도착, 균류(moulds), 박테리아, 곰팡이류의 출현을 관찰해 왔고, 1965년에는 유관속식물(vascular plant)이 처음으로 관찰되었다”고 유네스코(UNESCO)는 웹 사이트에서 말했다.
 
”2004년 까지 서트지 섬에서 선태류 75종, 지의류 71종, 균류 24종이 유관속식물 60종과 함께 관찰되었다. 89종의 조류(birds)도 보고되었는데, 그중 57종은 아이슬란드의 도처에서 살고 있던 것들이었다. 141헥타르의 서트지 섬은 또한 335종의 무척추동물의 보금자리이기도 하다.”

단지 반세기만에 그렇데 많은 생물 종들이 존재한다는 것은 놀랍다.

이러한 정보를 토대로, 과학자들은 일본 니시노 섬에서도 유사한 생태계가 빠르게(지질학적 의미에서) 형성될 수 있을 것으로 기대하고 있지만, 좀 더 시간이 걸릴 것으로 보고 있다. 왜냐하면 서트지 섬이 아이슬란드에서 300km 떨어진 것에 비해, 니시노 섬은 일본 본토에서 1,000km나 멀리 떨어져 있기 때문이다. 이미 니시노 섬은 서트지 섬의 크기 정도가 되었다. 과학자들은 조류(birds)들이 처음 이주자가 될 것으로 기대하고 있었다. 새들의 배설물, 부화된 지 얼마 안 되는 어린 새끼들의 구토물, 잔해물들이 최초의 단순한 식물들을 위한 기질(토대)을 만들 것이다. ”연구자들은 2013년 11월에 파도 위로 머리를 내밀은, 여전히 활동적인 활화산을 가진 섬에서, 새의 배설물들이 어머니 대자연의 광대한 실험을 시작하기 위한 비밀재료(영양분)가 될 것으로 보았다.” 서트지 섬에 생물 군집의 빠른 서식은 당시에 과학자들에게 놀라움이었다.


일부 과학자들은 그들의 생각 속에 다윈만이 들어있었다. ”우리 생물학자들은 새로운 섬에 많은 관심을 가지고 있다. 왜냐하면 진화과정의 시작점을 관찰할 수 있을 것이기 때문”이라고 한 과학자는 말했다. 그 논문은 또한 ”한 서식지의 진화”를 말하고 있었는데, 그것은 진화라는 단어를 매우 다르게 사용하고 있는 것이다. 진화가 느리고 점진적인 것이라면, 정말로 수백만 년을 기다려야 하지 않겠는가? 서트지 섬의 이주 생물들은 모두 알려진 생물들이었다.


*2015. 5. 27. 추가 : 최근 두 개의 새로운 화산섬이 예멘(Yemen) 해안에 나타났다. 데이브 맥그라비(Dave McGarvie)는 The Conversation 지의 기사에서, 화산분출 동안에 조종사가 촬영한 비디오 영상을 보여주고 있었다. 새로 생겨난 화산섬의 대부분은 빠르게 침식되고 있음에도 불구하고, 일부 섬들은 팽창하는 군도의 일부분이 되어 완전하게 남아 있을 것으로 예상되고 있다. ”새로운 연구의 아마도 가장 흥미로운 발견은, 이 섬들의 출현은 쥬바이르 군도(Zubair archipelago)가 왕성하게 확장되고 있음을 가리키며, 해저 분출과 섬을 만드는 화산분출이 예상된다”고 맥그라비는 말했다. Live Science지는 ”홍해(Red Sea)의 일부가 된 2개의 새로운 섬”이라는 제목으로, 연기가 나는 화산의 멋진 그 군도의 항공사진을 게재하고 있었다.


세인트 헬렌산

2015년 5월은 세인트 헬렌산(Mt. St. Helens)이 폭발한지 35주년이 되는 날이다. 이제 이 산의 또 다른 모습은, 1980년 5월 18일 운명의 날 아침에 일어났던 대폭발로 완전히 황폐화 되었던 생태계가 빠르게 회복될 수 있음을 잘 보여주고 있었다. 당시 화산폭발로 인해 수 분 안에 230평방마일의 숲이 초토화됐었다. PhysOrg 지는 빠르게 회복된 생태계로 인해 과학자들이 놀라고 있다고 보도하고 있었다 :


.새로워지고 있는 세인트 헬렌산(Mt. St. Helens). by David Coppedge

”여전히 빠른 변화 속에 있다”고 미국 산림청의 생태학자인 찰리 크리사풀리(Charlie Crisafulli)는 말했다. ”생물 종들은 늘어나고 있다. 그들은 이곳 밖에서부터 들어오는 것들이다. 이 땅은 점점 더 채워지고 있다.”

눈에 띠는 한 가지 주요한 변화는 우점식생(dominant vegetation)의 변화로서, 우세하게 점령하고 있는 식물들이 초본(grass) 식물과 루핀(lupine)에서부터, 버드나무와 오리나무 같은 낙엽관목으로 변하고 있다고 그는 말했다. 낙엽수림은 국소적 기후의 변화, 빛과 다른 조건들의 변화, 생물 종들의 재편성을 이끌면서 풍광을 회복시키고 있다.

그 기사는 세인트 헬렌산을 ”세계적 수준의 화산, 생태계, 산림 연구를 위한 외부 현장 실험실”로 설명하면서, 인기 있는 관광명소가 될 수 있다고 보도했다.


갈라파고스 제도의 새들
 
여전히 부분적으로 활화산이 남아있는 오래된 일련의 화산섬들로는 갈라파고스(Galápagos) 제도가 있다. 다윈의 상징물인 핀치새(finches)로 유명한 이 섬의 생태계는 외래 침입 종들로 인해 고통당하고 있다는 것이다. National Geographic 지는 슬프게도 망그로브 핀치새(mangrove finch)는 멸종위기의 경계에서 몸부림치고 있다고 말했다. 1960년대에 도착한 어떤 외래종 파리(fly)가 둥지의 새끼들에 침범하여, 그들의 혈액과 조직을 먹고 살아, 번식기 한 달 동안에 새끼들의 95%를 죽여 버렸다. 현재 진행 중인 포획-번식 프로그램이 그 개체군을 구할 수 있을지 아직 알 수 없는 상태이다.

*2015. 5. 27. 추가 : 이사벨라 섬(Isabella island, 에콰도르령 갈라파고스 제도에서 가장 큰 섬)에 있는 울프 화산(Wolf volcano)이 분출했다. 우선 걱정되는 것은 갈라파고스 제도에서 이 지역의 멸종위기 종인 '핑크 이구아나(pink iguana)”가 위협을 받지 않을까 하는 것이다(PhysOrg). New Scientist지는 이제 그들은 위험지역을 벗어나고 있는 것처럼 보인다고 말했다.


극심한 건조지역의 생명체들
 
지구의 어떤 지역은 화성만큼이나 건조하지만, 그럼에도 불구하고 생명체가 있다. 나사(NASA)의 지구생물학(Astrobiology) 지는 박테리아의 어떤 종은 ”건조 한계점”인 칠레의 아타카마 사막(Atacama Desert)에서도 번성하고 있다고 보고했다. 그러나 그 논문에서 아타카마 사막과 화성의 지리적 조건을 비교하고 있음에도 불구하고, 그것이 화성에서 생명체가 존재한다는 것을 의미하지 않는다. 아타카마 사막의 건조한 현장은 화성의 차세대 탐사차량에 장착되는 생명체 탐지장치를 시험해 보는 데에는 유용할 수도 있을 것이다.



이러한 삼단 논법, 즉 ”대전제: 생명체는 지구의 극한 환경에서도 존재한다. 소전제: 화성은 극한 환경 조건이다. 결론: 화성에는 생명체가 있다”에서 문제점은 무엇인가?

이 삼단 논법은 ‘매개념 부주연의 오류(fallacy of the undistributed middle)’ (= ”모든 X는 Y이다. Z도 Y이다. 따라서 Z는 X이다”라는 형식의 오류. 예를 들어, ”미인은 사과를 좋아한다. 나도 사과를 좋아한다. 그러므로 나는 미인이다”)를 범하고 있다. ”사람은 모두 죽는다”에 모든 사람이 포함되는 방식으로, 생명체가 있는 환경에 모든 극단적 환경들이 포함될 수 없다. 그러나 나사의 논문에서 볼 수 있는 것처럼 이러한 잘못된 삼단논법이 우주생물학의 많은 부분에서 기초가 되고 있다.


서트지 섬, 니시노 섬, 세인트 헬렌 산은 인간의 실제 시간 속에서 목격된, 급격한 지질학적 변화와 생태학적 변화의 사례들인 것이다. 사람이 갈라파고스 제도의 형성과 식생을 처음부터 끝까지 목격했던 것은 아니지만, 관측되는 것들을 설명하는데 있어서 수백만 년이라는 오랜 시간은 필요치 않다는 것이다. 그래서 이것을 삼단 논법으로 해보자 : ”대전제: 일부 다양한 생태계가 화산 분출지에서 빠르게(과학자들도 놀라고 있는 수 년 혹은 수십 년 내에) 나타났다. 소전제: 갈라파고스 제도는 다양한 생태계를 지닌 화산 분출지이다. 결론 : 갈라파고스의 생태계를 설명하는 데에 수백만 년이 필요치 않다”.  


밥 엔야트(Bob Enyart)의 ”오래되지 않은 것들의 목록(List of Not-So-Old Things)”에는, 서트지 섬에서 빠르게 진행된 지리적 생태적 변화를 관측하고 놀라고 있는 과학자의 말을 인용하고 있었다 :

서트지 섬, 아이슬란드 : New Scientist 지는 1963년에 형성된 화산섬인 서트지 섬에 관해 2007년에 보고했다. ”지리학자들은 전통적으로 수천만 년 혹은 수백만 년이 걸렸을 것으로 보이는 협곡, 계곡, 다른 모습들이 10년 이내에 만들어졌다는 것에 놀라고 있었다”. 그렇다. 아이슬란드의 한 지질학자는 서트지 섬이 형성되고 몇 달 후에 이렇게 적고 있었다. ”(그가 배워왔던) 지질학적 시간의 틀 안으로 이러한 형성 과정을 결합시키는 것은 잘못된 것이다. 수천 년이 걸린다고 말해졌던 것들이... 여기서는 몇 주 혹은 며칠 밖에 걸리지 않았다. 지형 모습은 너무나 다양하고, 성숙되어 있어서, 거의 믿지 못할 지경이다. 넓은 모래 해안들, 깎아 지르는 험한 바위들.... 자갈언덕, 석호, 인상적인 절벽들, 골짜기들, 협곡들, 그리고 부드러운 물결모양의 땅.....단구(fractures), 단층애(faultscarps), 수로, 무너져 내린 바위부스러기... 당신의 눈이 닿는 곳마다 당황하게 된다. 밀려오는 파도에 의한 닳아버린 둥근 돌들, 그것들 중 일부는 거의 둥글다...” 


번역 - 문흥규

링크 - http://crev.info/2015/05/instant-islands-and-ecology/ 

출처 - CEH. 2015. 5. 19.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6204

참고 : 2237|5780|3375|5717|4017|4276|4205|3172|2518|2505|2419|4505|6098|6175|6104|4548|5448|6039|5951|5936|5898|5825|5639|5147|4363|1814|3906|3353|5502



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