산호 백화현상(Coral Bleaching)과 열·산성화 스트레스

따뜻한 바다 속 산호초는 멀리서 보면 다채로운 색과 풍성한 구조로만 보이지만, 가까이 들여다보면 아주 섬세한 공생 관계 위에 서 있는 생태계다. 산호는 작은 동물인 산호 폴립과, 그 몸 안에 사는 미세한 조류가 서로 기대어 살아간다. 이 미세 조류가 햇빛으로 광합성을 해서 에너지를 만들고, 그 에너지로 산호는 성장하며 석회질 골격을 쌓는다. 그런데 바닷물이 평소보다 비정상적으로 더워지거나, 바다의 산성이 강해지는 스트레스가 오래 지속되면 이 공생 관계가 깨진다. 산호는 몸속 조류를 내쫓고 하얗게 변하는데, 이것을 산호 백화현상이라고 부른다. 최근 수십 년 동안 지구 온난화와 함께 산호 백화가 점점 잦아지고, 그 규모도 커지고 있다. 2023년 이후 이어지는 네 번째 전 지구적 산호 백화 사건에서는 전 세계 산호초의 80%가 넘는 지역이 고수온 스트레스를 겪고 있다는 보고도 나왔다.

 

 

 

산호 백화현상의 원리, 열 스트레스가 만드는 하얀 산호

산호 백화의 직접적인 방아쇠는 주로 열 스트레스다. 산호 조직 안에 사는 공생 조류는 열과 빛에 민감해, 수온이 평년보다 1~2도만 높아진 상태가 몇 주 이상 이어져도 광합성 과정에서 활성산소 같은 유해 물질을 많이 만들어 낸다. 이 물질이 축적되면 산호 조직이 손상될 수 있기 때문에, 산호는 스스로를 보호하려는 반응으로 조류를 몸 밖으로 내보낸다. 조류가 떠나면 산호는 색을 잃고, 속의 하얀 석회질 골격이 비쳐 보이면서 마치 표백된 것처럼 보인다. 이 단계에서 산호가 바로 죽는 것은 아니다. 주변 환경이 빨리 안정되고 수온이 내려가면 공생 조류가 다시 돌아와 색을 되찾기도 한다. 하지만 높은 수온이 오래 지속되면 산호는 에너지원의 대부분을 잃어 굶주린 상태가 되고, 번식과 성장 능력이 떨어지며, 병원균에 취약해져 결국 죽음에 이르기 쉽다. 최근 연구에 따르면 산호는 단 한 번이 아니라 여러 차례의 백화 스트레스를 겪으면서 체력이 떨어지고, 회복 능력도 점점 약해지는 경향을 보인다.

 

해수 온난화와 반복되는 전 지구적 백화 사건

산호 백화가 전 세계적인 문제로 떠오른 것은 비교적 최근의 일이다. 위성 관측과 현장 조사에 따르면, 1998년 강한 엘니뇨와 함께 처음으로 전 지구적 산호 백화 사건이 기록되었고, 이후 2010년, 2014~2017년에 이어 2023년부터는 네 번째 대규모 백화가 진행 중인 것으로 보고된다. 각 사건이 일어날 때마다, 평년보다 높은 수온이 몇 주에서 몇 달까지 이어진 해역에서는 전체 산호초의 상당 부분이 동시에 하얗게 변했다. 해수면 온도는 자연적인 연·계절 변동의 영향을 받지만, 기후변화로 기본 온도가 올라간 상태에서는 조금만 추가적인 열이 더해져도 백화 임계치를 넘기 쉬워진다. 실제로 최근 연구는 심각한 백화가 발생하는 재귀 주기가 과거 수십 년 수준에서 몇 년 단위로 짧아지고 있다고 경고한다. 이러한 흐름이 이어진다면 산호는 다음 백화 사건이 오기 전에 충분히 회복할 시간을 확보하기 어려워지고, 결국 산호 군락 전체가 붕괴할 위험이 커진다.

 

산성화 스트레스와 골격 약화, 열 스트레스와의 결합 효과

산호 백화의 직접적인 원인은 주로 열 스트레스지만, 바다의 산성화도 산호에게 중요한 부담을 준다. 바다는 대기 중 이산화탄소의 상당 부분을 흡수하는데, 이 과정에서 바닷물 속 이산화탄소 농도가 높아지고 pH가 낮아지면서 점점 산성에 가까워지는 변화를 겪는다. 이를 해양 산성화라고 부른다. pH가 내려가면 산호가 석회질 골격을 만드는 데 필요한 탄산 이온의 농도가 줄어들어, 같은 에너지를 들여도 골격을 쌓기 더 어려워진다. 일부 실험 연구에서는 산성화 조건에서 산호의 성장률과 석회화 속도가 떨어지고, 골격이 더 부드럽고 약해질 수 있다는 결과가 보고되었다. 또 다른 연구들은 산성화 그 자체가 전형적인 의미의 백화, 즉 조류를 내쫓는 반응을 직접 일으키기보다는, 장기적으로 산호의 체력과 회복력을 떨어뜨려 열 스트레스에 더 민감하게 만들 수 있다고 본다. 정리하면, 해양 산성화는 산호 백화의 “방아쇠”라기보다는, 산호의 골격을 약하게 만들고 에너지 균형을 흔들어 백화 이후 회복을 어렵게 만드는 “배경 스트레스”로 작용하는 것으로 이해할 수 있다. 바다가 동시에 따뜻해지고 산성화될 때, 산호초 생태계의 회복 탄력성은 크게 떨어질 수 있다.

 

산호초 붕괴가 가져오는 생태·사회적 파장

산호초는 바다 생물의 단순한 장식물이 아니다. 복잡한 골격 구조는 수많은 물고기와 무척추동물에게 서식처와 번식 장소를 제공하고, 연안 생태계 전체의 생산성을 떠받친다. 따라서 산호 백화로 산호 군락이 크게 줄거나 죽으면, 그 위에 얹혀 살던 다양한 생물 종도 서식지를 잃고 줄어들기 쉽다. 이 변화는 어업에도 직접적인 영향을 미친다. 산호초 인근의 연안 어업은 다양한 어종과 어린 물고기들이 산호초에 기대어 살아가는 구조에 의존하는데, 산호가 사라진 자리에는 해조류나 해면동물이 우점하는 다른 유형의 생태계가 자리 잡을 수 있다. 이런 생태계 전환은 어획량과 어종 구성, 지역 주민의 식생활과 소득 구조를 모두 바꾸어 놓는다. 한편 산호초는 파도를 분산시키는 완충 지대 역할도 한다. 건강한 산호초는 파랑 에너지의 상당 부분을 흡수해 해안 침식을 줄여 주는데, 골격이 약해지고 낮아진 산호초는 이런 기능을 충분히 수행하기 어렵다. 관광 산업 역시 산호초의 아름다운 경관에 크게 기대고 있어, 백화로 인해 색을 잃은 산호와 생물 다양성 감소는 지역 경제에 장기적인 부담을 남길 수 있다.

 

산호가 보내는 두 가지 경고

산호 백화현상은 그 자체로 안타까운 생태 사건이지만, 동시에 바다가 보내는 분명한 경고이기도 하다. 열 스트레스로 인한 백화는 바닷물이 얼마나 빠르게, 얼마나 자주 비정상적으로 더워지고 있는지를 보여 준다. 해양 산성화는 눈에 보이지 않지만, 산호와 조개, 플랑크톤 같은 석회질 생물을 서서히 압박해 해양 생태계의 기반을 흔드는 장기적인 스트레스다. 두 가지 스트레스가 동시에 작용하는 오늘날, 일부 연구는 산호가 화학 조절 능력을 조정해 산성화에 어느 정도 대응할 수 있다는 가능성을 보여 주기도 하지만, 반복되는 해양 폭염 앞에서는 그 회복력에도 분명한 한계가 있음을 강조한다. 결국 산호 백화와 열·산성화 스트레스의 이야기는, 단지 열대 바다 어딘가의 문제가 아니라 지구 전체 기후 시스템의 변화를 압축해서 보여 주는 거울에 가깝다. 산호초를 지키기 위한 지역 단위의 보호와 복원 노력은 중요하지만, 더 근본적으로는 온실가스 배출을 줄여 해수 온난화와 산성화의 속도를 늦추는 일이 함께 이루어져야 한다. 산호가 하얗게 변해 가는 속도와, 우리가 에너지 시스템과 생활 방식을 바꾸는 속도 중 어느 쪽이 더 빠를지에 따라, 앞으로 바다의 얼굴은 크게 달라질 수 있다.