‘우윳빛 바다’의 미스터리 풀릴까?

‘우윳빛 바다’의 미스터리 풀릴까?

10년치 위성 데이터 분석해 12건 발생 사례 발견

1995년 1월 25일 영국 상선 S.S. 리마 호는 소말리아 해안에서 동쪽으로 240㎞ 떨어진 인도양 북서부를 항해 중이었다. 그런데 달은 없지만, 한없이 맑은 밤바다의 수평선에서 희미한 빛이 보이기 시작했다.

약 15분 후 이 배는 희미한 빛 속으로 들어가 우윳빛의 바다에 완전히 둘러싸였다. 마치 눈밭이나 흰 구름 위를 항해하는 듯한 느낌이었다.

사실 꽤 오래전부터 먼 바다를 항해하는 선원들은 ‘우윳빛 바다(milky seas)’에 대한 이야기를 해왔다. 창백한 우윳빛 바다가 수평선 끝까지 펼쳐진 광경에 대한 목격담이 19세기부터 200건 이상 기록되어 왔던 것.

구형 위성이 촬영한 이미지(왼쪽)와 주야간 밴드 위성이 촬영한 이미지(오른쪽)의 비교. ©Colorado State University

하지만 대부분의 사람들은 이 목격담을 오랜 항해에 지친 선원들의 허황된 이야기나 망상에서 나온 상상력의 산물이라고 일축했다. 이 이상한 현상에 대해 어떠한 설명도 할 수 없었기 때문이다. 리마 호가 목격한 우윳빛 바다 역시 그런 괴담 중의 하나로 묻히고 말았다.

그런데 그로부터 10년 후 리마 호의 목격담은 사실임이 밝혀졌다. 미국 몬터레이 해군연구소의 스티븐 밀러 박사팀이 국방기상위성프로그램과 극궤도 위성을 이용해 당시의 위성사진을 분석한 결과, 리마 호가 항해한 날짜와 시간에 인도양 북서부에서 약 1만 3000㎢ 면적의 희미한 광선 영역이 나타나 있었던 것.

지구 상에서 가장 거대한 생물발광 현상

연구진은 그 같은 현상의 실체를 알아내기 위해 자료를 조사하던 중 1985년에 한 연구선이 아라비아 해에서 3일 동안 우윳빛 바다를 항해하면서 바닷물 샘플을 채취했다는 사실을 알아냈다. 그 샘플에는 ‘비브리오 하베이(Vibrio harveyi)’라는 발광성 박테리아가 가득했다.

널리 알려진 해양의 발광성 박테리아는 적조 현상을 일으키는 ‘와편모조류(Dinoflagellates)’다. 그런데 짧은 빛을 방출하는 와편모조류와 달리 비브리오 하베이는 희미하고 지속적인 빛을 낸다.

연구진은 이 작은 박테리아가 4×10의 22승 마리로 증가했을 때 거대한 우윳빛 바다 현상을 일으킬 수 있는 것으로 추정했다. 하지만 무엇이 비브리오 하베이를 그처럼 엄청난 숫자로 모으는지는 밝혀내지 못했다.

약 10만㎢ 이상에 걸쳐서 균일한 빛으로 며칠 밤 동안 지속되는 우윳빛 바다는 지구 상에서 가장 거대한 생물 발광 현상이다. 하지만 언제, 어디서, 왜 우윳빛 바다가 형성되는지 예측하는 것은 현대 과학의 미스터리로 남아 있다.

그런데 이 매혹적인 자연 현상에 대해 훨씬 더 깊이 접근할 수 있는 연구 결과가 최근에 발표됐다. 미국 콜로라도주립대학의 연구원들이 10년에 걸친 위성 데이터를 사용해 이전에는 볼 수 없었던 방식으로 12차례의 우윳빛 바다 현상을 찾아낸 것이다.

콜로라도주립대학 기상위성전문연구기관(CIRA)으로 자리를 옮긴 스티븐 밀러 박사가 이끄는 연구진은 미국 국립해양대기관리국(NOAA)의 지구관측위성 수오미 NPP(Suomi NPP)와 NOAA-20 위성을 이용해 아프리카 북서쪽 인도양 앞바다와 인도네시아 주변 해역에서만 주로 발생하는 우윳빛 바다의 이미지를 수집했다.

주야간 밴드(Day/Night Band)라는 장비를 포함해 다양한 센서가 장착된 이 두 개의 기상위성은 밤과 같은 다양한 조명 조건에서도 매우 약한 양의 가시광선을 감지할 수 있도록 설계되었다. 따라서 다른 위성이 볼 수 없는 우윳빛 바다 현상도 뚜렷하게 감지해낼 수 있다.

발광체 모으는 요인은 밝혀지지 않아

연구진은 2012년부터 2021년 사이에 우윳빛 바다 현상이 자주 보고되는 3곳의 주야간 밴드 관측치를 주의 깊게 분석한 결과, 12차례의 발생 사례를 찾아내는 데 성공했다.

사실 우윳빛 바다가 만들어내는 빛을 포착하기란 매우 힘들다. 바다 표면에서 반사되는 희미한 달빛이나 구름에 의해 반사돼 상부 대기로 방출되는 빛 등이 신호를 가릴 수 있기 때문이다.

연구진은 이 같은 빛들 배제하기 위해 위성 데이터 신호를 주의 깊게 분석함과 동시에 정교한 기술을 사용해 바다에서 지속적으로 빛을 방출하는 생물 발광 구조를 찾아냈다고 밝혔다.

자바 섬의 도시 인공조명(위쪽)과 우윳빛 바다 이미지가 대비된다.

국제 학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’에 발표된 이 연구 결과에 의하면, 우윳빛 바다 현상은 북서 인도양의 계절풍(몬순)과 함께 나타나는 것으로 밝혀졌다. 이 계절풍은 영양이 풍부한 바닷물을 만들지만, 다른 발생 지역에서는 계절풍과의 연관성이 분명하지 않았다.

이는 우윳빛 바다 현상이 나타날 때 어떤 다른 요소가 바닷물에 영양분을 공급할 수 있음을 의미한다. 또한, 낮에는 시야에서 사라지고 밤에만 지속적으로 빛나는 우윳빛 바다 현상은 해류와 함께 움직이는 것으로 드러났다.

연구진은 이 같은 위성 데이터를 이용해 우윳빛 바다 현상을 좀 더 쉽게 찾을 수 있는 방법을 연구할 계획이라고 밝혔다. 이 현상이 나타나는 곳에 연구선을 바로 배치해 과학적인 샘플링 작업을 하면 오랫동안 뱃사람들 사이에서 전설로만 떠돌던 우윳빛 바다의 미스터리를 완전히 파헤칠 수 있기 때문이다.