Scientists are obsessed with this lake - Nicola Storelli and Daniele Zanzi

번역: Minnie Min Hee Lee 검토: Jeong-han Kim

Roughly 3 billion years ago,

약 30억 년 전,

a single-celled photosynthetic bacterium began burping a new chemical

단세포 광합성세균 하나가 지구상의 거의 모든 종에게

that was poisonous to nearly every species on Earth.

새로운 유독 화학 물질을 내뿜기 시작했습니다.

Over the following hundreds of millions of years,

그 후 수억 년 동안

more microorganisms began producing this toxic gas,

더 많은 미생물이 유독 가스를 생성하기 시작했고,

first saturating Earth's oceans and eventually its atmosphere.

처음에는 지구의 바다와 대기가 이 가스로 포화상태가 됩니다.

Up here, this chemical changed the composition of pre-existing gases

이 가스는 지구의 기존 기체 구조를 정말 크게 변화시켜

so drastically that it caused a global ice age.

온 지구에 빙하기를 일으킵니다.

And the name of this powerful, poisonous, world-changing gas? Oxygen.

강력하고 유독하며 세상을 바꾼 이 가스의 이름은 뭘까요? 산소입니다.

In the millions of years since the Great Oxygen Catastrophe,

산소 대재앙 이후 수백만 년 동안

most life, including all multicellular organisms,

다세포 생물을 포함한 대부분의 생명체는

have evolved to rely on this gas.

산소에 의존하도록 진화해 왔습니다.

However, there are some places where oxygen-averse microorganisms,

하지만 지구 초창기 시절 미생물처럼

like those from Earth's earliest days, have re-emerged.

산소를 싫어하는 미생물이 다시 생겨난 곳도 있습니다.

Many of these places are in the ocean depths,

이런 곳 중 상당수는

beyond the reach of researchers.

연구자의 손이 닿지 않는 심해에 위치합니다.

But there are other bodies of water completely devoid of oxygen,

하지만 산소가 전혀 없는데도

yet close enough to the surface to explore.

탐험할 수 있을 정도로 가까운 곳도 있습니다.

And one such lake is hidden high in the Swiss Alps’ Piora Valley.

스위스 알프스 산맥 피오라 계곡에 그런 호수 하나가 숨겨져 있습니다.

Formed over 10,000 years ago,

1만 년 전에 형성된 카다뇨 호수는

Lake Cadagno is one of roughly 200 known meromictic lakes,

전 세계에 분포한 약 200여 개 부분순환호 가운데 하나입니다.

meaning it's actually two distinct bodies of water stacked on top of each other.

부분순환호에는 서로 분리된 수역 두 개가 겹쳐 있습니다.

The top layer functions like a standard body of freshwater.

호수 상층은 평범한 담수 수역입니다.

It’s safe for swimming and known mostly for a plump and plentiful fish population

이곳은 수영해도 안전하며, 수세기 동안

that’s been the subject of local fishing legends for centuries.

현지 낚시 일화들에 소재로 등장하는 통통하고 풍부한 어류로 유명합니다.

But just 13 meters beneath that bounty is a dense, sulfurous, oxygen-free pool

그러나 해저 13미터 아래에는 물고기를 포함한 모든 다세포 생물에게 치명적인

lethal to any multicellular life forms, fish included.

유황 가득하고 산소가 없는 웅덩이가 있습니다.

In a typical lake, the entire body of water would gradually mix,

일반적인 호수에서는 수역 전체가 섞이며

diffusing oxygen from the surface throughout.

표면에 녹아있는 산소가 호수 전체로 확산됩니다.

But these two layers never mix, as is the case with any meromictic lake.

하지만 부분순환호에서 두 층은 절대 섞이지 않습니다.

And the reason for this divide in Cadagno

카다뇨 호가 이렇게 두 층으로 나뉜 이유는

is the waters’ unique chemical compositions.

물의 독특한 화학 성분 때문입니다.

Both layers are fed by rainwater flowing down the mountains,

두 층 모두 산 아래로 흐르는 빗물이 수원이지만

however, this water can take two paths.

이 물은 두 가지 경로로 이동합니다.

The first is to trickle down the granitic mountain directly into the top layer.

첫 번째 길은 화강암을 타고 내려와 최상층으로 바로 흘러 들어가는 겁니다.

The second is to seep into the Piora Valley’s vein of dolomite—

두 번째는 황산염같이 염분이 가득한 다공성 암석

a porous rock full of salts such as sulfate.

즉 피오라 강골짜기에 위치한 백운암 수맥으로 스며드는 것입니다.

Rainwater that sinks into the dolomite will slowly inch towards the lake,

백운암 수맥으로 흐르는 빗물은 천천히 호수 쪽으로 흘러오며

all the while shedding its oxygen and picking up salts.

산소를 배출하고 염분을 흡수합니다.

Finally, this heavier water will cascade from sublacustrine springs

결국 무거워진 물은 호수 표면 아래 샘에서

below the lake’s surface,

쏟아져 나와

forming the dense, salt-rich bottom layer.

밀도가 높고 염분이 풍부한 호수 바닥층을 형성합니다.

This lower layer is anoxic, meaning oxygen free,

호수 바닥층은 산소가 없는 무산소 상태이며

and will suffocate any oxygen-dependent life.

산소에 의존하는 모든 생명체는 이곳에서 질식합니다.

But it’s ideal for the kind of anaerobic bacteria that died off

하지만 산소 대재앙으로 멸종한

in the Great Oxygen Catastrophe.

혐기성세균에겐 이상적인 곳이죠.

The flow from the sublacustrine springs creates microenvironments

호수 표면 아래 샘의 흐름은 호수 바닥에서

which feed large aggregates of microorganisms

기이하고 초자연적으로 생긴 커다란 미생물 집합체를

that emerge from the lakebed in strange and otherworldly shapes.

먹이로 먹는 미세환경을 만들어냅니다.

Various anaerobic microorganisms take in the water's sulfate

다양한 혐기성세균이 물 속 황산염을 흡수하고

and emit toxic sulfide.

독성 황화물을 배출합니다.

And at the border of these layers,

그리고 두 호수층의 경계에는

there’s a thin blanket mainly composed of pink-bodied Chromatium okenii:

주로 몸체가 분홍색인 Chromatium okenii로 이루어진 얇은 층이 있습니다.

a photosynthesizing bacterium that relies on this sulfur

대부분 식물이 산소에 의존하는 것처럼

the way most plants rely on oxygen.

Chromatium okenii는 황에 의존하는 광합성세균입니다.

However, while neither water nor organisms move between the layers,

그런데 물이나 유기체가 두 호수층 사이를 이동하지는 않지만,

these ecosystems aren’t completely out of touch.

두 생태계가 완전히 분리되어 있지는 않습니다.

Chromatium okenii live at the top of the bottom layer

Chromatium okenii는 최대한 태양에 가까이 있어야 하기 때문에

because they need to be as close to the sun as possible.

호수 바닥층의 윗부분에 서식합니다.

But while they never cross into the deadly oxygenated waters,

Chromatium okenii는 치명적인 산소가 있는 호수 상층으로 절대 건너가지 않지만

they’re close enough that organisms like zooplankton can dive down,

동물성 플랑크톤같은 유기체가 바닥층으로 뛰어들어

eat them, and get back up.

Chromatium okenii를 사냥하고 다시 올라올 수 있을 만큼 가까이 있습니다.

In fact, this relationship forms the bottom of the upper layer’s

실제로 이 관계는 호수의 어마어마한 물고기 개체수를 지탱하는

robust food chain

호수 상층 탄탄한

supporting the lake’s legendary fish population.

먹이사슬의 밑바탕을 이룹니다.

This unique ecology is more than just a boon for Cadagno’s fishermen.

이런 독특한 생태계는 카다뇨 호 어부들에게 단순 혜택 그 이상입니다.

Having access to an isolated anaerobic ecosystem

고립된 혐기성 생태계를 분석하면

allows scientists to model the world before the Great Oxygen Catastrophe.

과학자들은 산소 대재앙 이전 세계를 재현해볼 수 있습니다.

For example, when Chromatium okenii form their blanket,

예를 들어 Chromatium okenii가 층을 형성할 때

they increase the density of that thin layer of water.

얇은 물 층의 밀도는 올라갑니다.

As the water sinks, these microorganisms are forced to swim back up,

무거워진 물 층이 가라앉으면 Chromatium okenii들은 헤엄쳐 올라와야 하는데,

creating a minute mixing of water called bioconvection.

이때 생체대류라고 불리는 미세한 물의 혼합을 일으킵니다.

This billions of years old phenomenon might be a clue

수십억 년의 역사동안 계속돼온 이 현상은 초기 생명체가

to how early life evolved the ability to swim.

어떻게 수영 능력을 얻도록 진화했는지 알아내는 단서가 될 수 있습니다.

And it’s just one of the many insights that await researchers

이는 카다뇨 호의 신비한 수역을 연구하는

studying Cadagno’s mysterious depths.

과학자들이 앞으로 발견해낼 수많은 혜안 중 하나일 뿐입니다.