남극 드레이크해협 주변해역의 물리-생물학적 특성과 일차생산력 분포

Abstract

기후변화에 큰 역할을 하는 이산화탄소의 경우, 남위 50도 해역 (35 ～ 60°S)을 중심으로 대기중 이산화탄소의 해양으로의 흡수가 크게 발생하는 것으로 알려져 있다. 이는 대서양과 인도양에서 더욱 활발하게 나타나며, 이들 이산화탄소 흡수의 총량은 약 0.47 GT C yr-1로 전 세계 해양의 20% 정도를 차지하는 것으로 알려져 있다. 또한, 전 세계 해양 영양염류 재생산에 필요한 POC export는 10 GT C yr-1 가량이며, 이중 1/3이 남위 30도 이하 해역에서 발생하는 것으로 알려져 있다 (Treguer and Pondaven, 2002). 이처럼 전 지구적 기후 변화 및 탄소순환에 있어 남극해의 식물플랑크톤 일차생산력 정도와 변동 양상을 파악하는 일은 매우 중요하다. 하지만 기존의 남극 식물플랑크톤 연구는 기상 조건이 좋은 하계기간 동안 선박의 접근이 쉬운 연근해 지역에서 시·공간적으로 매우 제한된 상태에서 이루어 졌으며, 다른 계절이나 외해에서의 연구는 미미한 실정이여서 식물플랑크톤의 생물량 및 생산력을 추정할 수 있는 과학적 근거가 충분하지 못하다. 따라서 이런 광역 연구에 있어서 위성자료의 활용은 매우 중요하다. 하지만 해색 위성자료의 남극해 활용에 있어서 아직 많은 문제점이 남아있다. 본 연구에서는 우선, 2001년과 2002년 두 차례에 걸친 현장조사에 의해 얻어진 실측 일차생산력 분포와 이들 분포의 특성을 파악하고, 원격탐사에 기술에 의한 일차생산력 추정치를 비교 연구하여 향후 남극해 연구에 있어서의 위성자료 활용 가능성을 평가하고자 하였다. 현장조사는 한국해양연구원 제 15차 남극 하계 연구기간인 2001년 11월 30일 ～ 12월 8일, 16차 하계 연구기간인 2002년 11월 25일 ～ 12월 13일 두 차례에 걸쳐 러시아 연구선인 유즈모호에 탑승하여, Drake Passage 해역에서 정선조사를 수행하였다 (그림 1 정점도 참고). SeaBird 사의 SBE 19 CTD를 이용하여 수온, 염분, 밀도 분포 및 엽록소 형광과 광 투과도 등을 측정하였으며, 표층을 포함하는 200 m 이내의 표준 수심에서 Niskin 채수기로 채수한 해수를 이용하여 엽록소 a 농도 및 부유물질 농도, 용존 유기물질의 흡광도 및 입자상 물질의 흡광도를 측정하였다. 식물플랑크톤의 기초생산력 추정을 위한 광합성-광도 매개변수 측정은 2001년 7개, 2002년 13개 정점에서 이루어졌다. 배양시간은 2시간이었으며, 특수 제작된 광구배가 이루어진 상자