북극 온난화와 비버의 입주: 새로운 북극 거주자 비버의 출현과 비버가 북극 환경변화에 미칠 영향
Zigzag2022. 12. 30. 01:02
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지구 온난화로 북극이 따뜻해지면서 환경이 급속하게 변화하고 있다. 북극의 눈은 더 일찍 녹고, 영구동토층이 녹아내리며 새로운 경관이 조성되며, 식물들이 더 길어진 성장기간으로 인해 기존에는 없었던 관목들이 기존의 경계를 넘어 더 북쪽으로 성장지점을 이동했다. 물길에 댐과 오두막을 짓는 비버는 숲이 필요하기 때문에 기존의 최북단 서식 한계점이 아한대 숲이었지만 북극이 따뜻해지고 툰드라지형이 변화하면서 북극에 진입했다. 70년 전만 하더라도 북극 알래스카에는 비버가 만든 비버댐이 하나도 없었지만 최근 항공스캔에서는 무려 1만 여개의 비버댐이 특정되었다. 비버와 비버가 만드는 댐들은 예로부터 주변 환경에 많은 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 지구 온난화로 인한 기후변화에 더욱 취약한 북극 지방의 경우 이것이 어떤 영향을 미칠지에 대해서는 여전히 연구가 진행 중인 상황이다. 많은 사람들은 비버가 북극 환경에 부정적인 영향을 미칠 것이라고 우려하고 있으며, 이를 뒷받침하는 기존 연구들이 일부 존재하지만 그 영향이 실제로 무엇이며 어떠한 부정적인 결과를 가져올 것인가에 대해서는 여전히 확인된 것은 없다. 이 글은 Undark, BioScience 등 다양한 과학 매거진에 기고하는 프리랜서 과학 저널리스트이자 'The Marsh Builders: The Fight for Clean Water, Wetlands, and Wildlife'의 저자인 Sharon Levy의 Knowable Magazine 12월호 기고 As the Arctic warms, beavers move in의 번역으로 지구온난화로 인한 북극과 툰드라지역의 경관 변화, 비버와 비버 댐의 북극 툰드라 지역 출현, 그리고 이 새로운 거주자의 등장으로 인한 북극 환경 변화에 대해 분석하고 있다.
북극이 따뜻해지면서 비버가 입주한다
과학자들은 비버 댐이 툰드라에 미치는 영향을 연구하기 시작했다.
Sharon Levy
사진: ROBERT McGOUEY WILDLIFE / ALAMY STOCK PHOTO
그것은 수십 년 전 툰드라를 가로질러 북쪽으로 힘겹게 나아가는 몇몇 강인한 개척자들과 함께 시작되었다. 한 개체가 그곳에 도착하기 위해 너무 멀리 걸어가서 길고 평평한 꼬리 밑부분의 피부가 벗겨졌다고 한다. 오늘날, 그 종족은 알래스카와 캐나다의 툰드라 전역에 흩어져 있는 서식지와 식민지를 가지고 있으며, 그들의 수는 증가하고 있다. 비버는 먼 북쪽으로 가는 길을 찾았다.
이 신규 거주자들이 북극 생태계에 어떤 의미를 갖는지는 아직 명확하지 않지만 우려가 커지고 있어 현지인들과 과학자들이 촉각을 곤두세우고 있다. 연구원들은 비버가 건설하는 댐이 온난화된 기후 때문에 이미 진행 중인 변화를 가속화한다는 것을 관찰했다. 원주민들은 댐이 그들이 의존하는 어종의 이동에 위협이 될 수 있다고 우려하고 있다.
"비버는 정말로 생태계를 변화시킵니다, "라고 캐나다 유콘 정부의 수석 야생 생물학자인 토마스 융(Thomas Jung)은 말한다. 사실, 그들의 경관을 변화시키는 능력은 인간 다음으로 클 수 있다. 그들이 모피 사냥꾼들에 의해 거의 멸종되기 전에, 수백만 마리의 비버들이 북아메리카 물길들의 흐름을 형성했다. 온대 지역에서 비버 댐은 물의 높이에서부터 자라는 관목과 나무의 종류에 이르기까지 모든 것에 영향을 미친다.
수십 년 전까지만 해도 비버는 비버는 댐과 오두막을 짓기 위해 음식과 재료를 나무가 우거진 식물에 의존하기 때문 비버 범위의 북쪽 가장자리는 아한대 숲으로 정의되었다. 그러나 북극의 급속한 온난화로 인해 툰드라는 대형 설치류에게 더 적합해졌다. 더 일찍 눈이 녹고, 영구 동토층이 해동하고, 그리고 더 길어진 성장 기간으로 인해 비버가 필요로 하는 오리나무와 버드나무와 같은 관목 식물들의 붐이 촉발되었다.
1950년대의 항공사진은 북극 알래스카에 비버 연못이 전혀 없다는 것을 보여주었다. 하지만 최근 연구에서, 알래스카 페어뱅크스 대학의 생태학자 켄 테이프(Ken Tape)는 알래스카 툰드라의 거의 모든 개울, 강, 호수의 위성 이미지를 스캔했고 11,377개의 비버 연못을 발견했다.
추가 확장이 불가피할 수 있다.
이 이미지는 비버가 알래스카 수어드(Seward) 반도의 나무 경계선 근처에 있는 툰드라 개울을 어떻게 변형시켰는지 보여준다. 파란색 화살표는 하천 흐름의 방향을 나타낸다. 2019년 위성 이미지의 검은 연못은 흰색 화살표로 표시된 하류 끝의 비버 댐에 의해 생성되었다. 출처: K.D. TAPE ET AL / SCIENTIFIC REPORTS 2022
비버 핫스팟
이 모든 새로운 댐들은 하천의 흐름을 바꾸는 것 이상의 일을 할 수 있다. "우리는 비버 댐이 따뜻한 지역을 만든다는 것을 알고 있습니다. 왜냐하면 비버 댐이 만드는 연못의 물이 더 깊고 겨울에 바닥까지 얼지 않기 때문입니다."라고 테이프는 설명한다. 따뜻한 연못의 물은 주변의 영구 동토층을 녹이고, 해빙된 땅은 온실가스인 이산화탄소와 메탄의 형태로 오래 저장된 탄소를 방출하여 더 많은 대기 온난화의 원인이 된다.
온난화로 인한 북극의 변화는 비버 유무에 관계없이 발생하지만 극북 생태계의 취약성으로 인해 비버가 유발할 수 있는 종류의 교란에 특히 취약하다. 트리니티 칼리지 더블린의 고식물학자 제니퍼 맥엘웨인(Jennifer McElwain)에 따르면, 툰드라는 지구상에서 기후 변화에 의해 가장 위협받는 환경일 수 있다.
맥엘웨인과 그녀의 동료들은 화석 잎을 조사하고 잎에 있는 기공의 수와 크기, 즉 기공의 크기를 사용하여 식물들이 숨 쉬는 대기의 이산화탄소 수준을 추론한다. "매우 높은 이산화탄소 대기가 있을 때, 여러분은 더 크고 더 적은 기공을 가진 식물을 볼 수 있습니다, "라고 그녀가 설명한다. 대기 중 CO2가 약 500ppm보다 높았을 때, 높은 북극 지역에서 숲이 자라났다.
맥엘웨인은 "지구의 깊은 과거의 온실 간격 동안, 우리는 북위 85도와 남위 86도까지 숲이 우거진 생태계를 가지고 있습니다"라고 말했다. 이 시기 동안 나무가 자라기에 기후가 너무 추운 곳은 지구상에 없었다. 그리고 나무가 있는 곳에서는 비버와 같이 나무에 의존하는 동물들이 번성할 수 있다. 사실, 숲이 우거진 북극이 수백만 년 전에 비버의 댐 건설 기술이 처음 진화한 곳이라는 증거가 있다(하단 박스 참조).
알래스카 산맥 산기슭의 데날리 고속도로(Denali Highway) 근처 툰드라의 비버 댐에 의해 만들어진 연못이다. 연못에서 튀어나온 언덕은 비버의 오두막이다. 사진: KEN TAPE
과거에도 현재와 마찬가지로 극지방은 해양과 대기의 전지구적 순환 패턴에 의해 열이 극지방으로 전달되기 때문에 지구의 다른 지역보다 더 빨리 따뜻해졌다. 그리고 인간의 화석 연료 연소로 인해 대기 중 CO2 수준이 415ppm까지 올라갔기 때문에 오늘날의 온난화된 툰드라에 관목과 나무가 퍼지는 것은 피할 수 없는 것처럼 보인다. 생존을 위해 그러한 식물이 필요한 동물의 확산도 마찬가지이다.
테이프는 비버와 70년 전에는 그곳에 존재하지 않았던 키 크고 빽빽한 관목의 성장을 즐기는 무스를 포함하여 기후 변화의 여파로 북쪽으로 이동한 다른 생물들을 추적했다. 하지만 비버가 풍경에 미치는 영향은 독특하다.
"비버를 방해물로 생각하는 것이 가장 좋습니다."라고 테이프는 말합니다. "그들의 가장 가까운 유사체는 무스가 아닙니다. 그것은 들불입니다."
새로운 이웃을 만나다
테이프와 같은 과학자들은 그 교란이 물고기와 그들에게 의존하는 사람들을 포함한 다른 북극 동물들에게 어떤 의미가 있는지 연구하기 시작했다.
알래스카 북서부의 코츠뷰(Kotzebue) 근처의 이누피아트(Inupiat) 족들은 1980년대와 1990년대에 비버가 지역 개울에서 사는 것을 처음으로 발견했다. 유콘 강의 북쪽 경사면에 있는 사목 사냥꾼들은 2008년과 2009년에 그들의 첫 비버 댐을 보았다. 비버는 그들이 거주하는 경관에 엄청난 영향을 미칠 수 있기 때문에 연약한 툰드라 생태계에서 이 동물을 보는 것은 우려를 불러일으켰다.
유콘 생물학자 융은 "내가 들은 이누비아루잇(Inuvialuit) 족과 이누이트 족은 비버가 북극에 도착하기 때문에 어떤 변화가 일어날 것인지에 대해 큰 의문을 가지고 있습니다"라고 말했다.
이러한 우려는 비버의 수가 증가함에 따라 증가했다. 비버 개체수의 증가를 추적한 테이프와 그의 동료들의 연구에 따르면, 코츠뷰 주변의 툰드라에는 2002년에는 비버 댐이 두 개만 있었지만 2019년에는 98개가 있었다. 인접한 볼드윈(Baldwin) 반도에서는 2010년부터 2019년까지 댐 수가 94개에서 409개로 증가했다.
하지만 비버가 북극의 특정 지역과 종에 어떤 영향을 미칠지는 아직 밝혀지지 않은 문제이다.
캐나다 노스웨스트 준주 매켄지 델타(Mackenzie Delta) 지역의 북극권 안에 있는 비버 오두막. 사진: DR. HELEN WHEELER, ANGLIA RUSKIN UNIVERSITY
북극 툰드라 남쪽에서 멕시코 북부, 태평양에서 대서양에 이르는 비버의 전통적인 서식지에서, 그들이 건설한 댐은 포식자들로부터 피난처를 제공할 뿐만 아니라 곤충, 개구리, 노래새를 포함한 다양한 생물들에게 서식지를 제공한다. 과학자들은 그들의 경관 공학(landscape engineering)을 일부 취약한 생태계에서 유익하고 심지어 중요한 것으로 보게 되었다. 툰드라 남쪽의 많은 곳에서, 환경 보호론자들은 개울과 습지 서식지를 복원하기 위해 비버를 보호하고 재도입하기 위해 움직였다.
하지만 북극에서 비버는 때때로 툰드라의 삶을 방해할 수 있는 달갑지 않은 침입자로 보인다. 예를 들어, 비버 댐은 이미 북극의 어떤 사람들에게 사냥과 낚시를 더 어렵게 만들고 있으며, 그들이 댐 주변으로 카누를 운반하도록 강요하고 있다. 그러나 과학자들은 인간과 물고기 모두의 건강에 미치는 영향에 대한 더 큰 우려가 타당한지 여부를 조사하기 시작했다. 예를 들어, 비버 댐이 툰드라 하천에서 기생충 지아르디아(Giardia)의 위험을 증가시키는지 알아보기 위한 연구가 진행 중이다. 이는 비버에 대해 제기되어온 비난이며, 비버는 지아르디아를 옮길 수 있지만 사람, 애완동물, 가축보다 감염원이 될 가능성은 낮다.
낚시와 사냥으로 사는 일부 원주민들은 비버 댐이 일생의 일부를 바다에서 살지만 툰드라 개울에서 산란하고 겨울을 나는 북극 연어과 동물인 돌리 바덴(Dolly Varden)과 같은 물고기의 이동을 막을 수 있을지도 모른다고 걱정한다. 미국 지질조사국의 물고기 생물학자 마이클 캐리(Michael Carey)는 이 물고기가 대처할 수 있을지도 모른다고 말한다.
캐리가 돌리 바든과 북극 그레일링(Arctic grayling)을 연구하는 알래스카 북서부에서 그가 본 거의 모든 비버 댐은 작은 측면 수로에 있다. "우리는 그들이 물고기가 위아래로 이동할 수 있는 시스템을 차단하는 것을 볼 수 없습니다."라고 그는 말한다.
비버 댐이 실제로 북극의 일부 지역의 물고기들에게 도움이 될 수도 있다. 알래스카의 수어드(Seward) 반도에서, 연구원들은 비버 댐이 어린 코호 연어들을 위한 좋은 사육 서식지를 만든다는 증거를 발견했다. 알래스카 북서부에서, 테이프와 그의 동료들은 비버 연못의 얼지 않은 물이 북극 물고기의 잠재적인 피난처를 만든다는 것을 발견했다.
한 쌍의 백조가 알래스카 산맥의 출리트나 강(Chulitna River)에 있는 비버 연못을 활공한다. 툰드라 남쪽의 전통적인 비버 서식지에서 비버 댐은 버드나무, 개구리, 물새 및 명금류를 포함한 다양한 유기체를 위한 서식지를 만든다. 연구자들은 비버가 툰드라 생태계에 미치는 영향을 연구하고 있다. 사진: KEN TAPE
비버가 정착하고 그들의 수가 증가함에 따라, 상황은 바뀔 수도 있다. 비버의 서식지 확장의 지속적인 영향을 이해하기 위해 테이프는 북극 비버 관측 네트워크를 구축하는 데 도움을 주었고, 캐나다 옐로나이프의 원주민, 토지 관리자, 연구 과학자들과 비버 활동에 대한 원탁 토론에 참여하고 있다.
북극의 사람들은 야생동물과 함께 사는 것에 익숙하지만, 비버와 평화롭게 공존하는 것은 두 종 모두를 수용하는 영리한 전략을 필요로 할 수도 있다.
예를 들어, 2010년에 비버들은 알래스카의 베링 랜드 브리지 자연보호구역(Bering Land Bridge Natural Preserve)에 있는 고대 문화 유적지인 세르펀타인 핫스프링스(Serpentine Hot Springs)에 정착했다. 비버 댐이 그곳의 합숙소를 침수시켰다. 고립된 지점은 비행기나 스노모빌로만 접근할 수 있으며, 2021년에 건설된 새로운 비버 댐이 활주로를 침수시킬 위험이 있어 사용할 수 없게 되었다. 국립공원관리공단은 비버 연못의 수위를 조절하기 위해 댐을 통해 건설된 파이프인 비버 흐름 장치(beaver flow device)를 설치함으로써 대응했다. 이것은 동물들이 활주로를 보호하면서 그곳에서 살 수 있게 해 주는데, 이는 비버와 사람 모두에게 승리이다.
고생물학자 나탈리아 립친스키(Natalia Rybczynski)는 캐나다 북극 엘즈미어 섬(Ellesmere Island)의 비버 연못 화석지를 처음 방문한 것을 결코 잊지 못할 것이다. "당신은 황량한 툰드라에 서 있지만 땅을 보면 잘린 자국이 있는 나무 조각이 있습니다. "라고 그녀는 말한다. 나무를 갉아먹는 비버가 번성했던 "완전히 다른 숲 생태계가 있습니다."
비버는 지구의 기온과 대기의 이산화탄소 수치가 더 높았던 약 7백만 년 전에 베링 랜드 다리를 건너 유라시아에서 처음으로 북아메리카 북극에 도달했다.
현재 캐나다 자연 박물관에서 근무하고 있는 립친스키는 높은 위도의 숲이 춥고 어두운 겨울에 적응해야 하는 필요성에 의해 비버의 댐 건설 기술이 진화한 곳이라고 믿는다. 겨울 음식을 위해 버드나무 가지를 물에 담는 것이 먼저였을 수 있다. 쌓인 가지는 약한 댐 역할을 했을 것이다. 시간이 지남에 따라 비버는 복잡한 댐 건설 행동과 댐을 중심으로 한 전체 생존 전략을 개발했다.
비버 연못(Beaver Pond) 유적지에는 약 390만 년 전에 살았던 멸종된 비버 종인 디포이데스(Dipoides)의 뼈도 있다. 그것은 현대 비버의 약 2/3 정도 컸고 덜 강력한 턱을 가졌다. 그러나 뼈와 함께 발견된 절단된 막대기와 퇴적물의 패턴은 영국 북동부에 있는 현대 비버 속의 일원인 카스토르(Castor)에 의해 건설된 9,400년 된 화석 댐에 남겨진 것들과 강한 유사성을 보여준다. 이것은 디포이데스도 건설자였고, 엘즈미어 섬의 집합체가 댐이었다면 지금까지 발견된 것 중 가장 오래된 것이었을 것임을 시사한다.
