The secrets I find on the mysterious ocean floor | Laura Robinson

번역: Kyo young Chu 검토: JY Kang

Well, I'm an ocean chemist.

저는 해양 화학자입니다.

I look at the chemistry of the ocean today.

오늘날의 해양 화학에 대해 연구하고,

I look at the chemistry of the ocean in the past.

과거의 해양 화학에 대해서도 연구하죠.

The way I look back in the past

과거의 모습은

is by using the fossilized remains of deepwater corals.

심해 산호의 화석화된 잔유물을 통해 알 수 있습니다.

You can see an image of one of these corals behind me.

제 뒤에 보이는 사진이 그런 산호들인데요.

It was collected from close to Antarctica, thousands of meters below the sea,

이건 남극 주변의 수천 미터 깊이의 해저에서 얻은 것입니다.

so, very different than the kinds of corals

열대 지방으로 여름휴가를 갔을 때

you may have been lucky enough to see if you've had a tropical holiday.

운이 좋으면 볼 수 있는 산호와는 다른 종류이죠.

So I'm hoping that this talk will give you

오늘 제 강연을 통해

a four-dimensional view of the ocean.

바다의 4차원적 모습에 대해 알 수 있게 되기를 바랍니다.

Two dimensions, such as this beautiful two-dimensional image

2차원적 모습은

이런 해수면 온도 사진을 예로 들 수 있습니다.

of the sea surface temperature.

This was taken using satellite, so it's got tremendous spatial resolution.

위성 사진이기에 엄청나게 큰 공간 해상도를 갖습니다.

The overall features are extremely easy to understand.

전반적인 특징들도 무척 이해하기 쉽죠.

The equatorial regions are warm because there's more sunlight.

적도 주변은 햇빛을 많이 받아서 더 따뜻합니다.

The polar regions are cold because there's less sunlight.

극지방은 햇빛이 적기에 더 차갑죠.

And that allows big icecaps to build up on Antarctica

그 결과로 남극과 북반구 윗쪽에

and up in the Northern Hemisphere.

커다란 만년빙이 만들어집니다.

If you plunge deep into the sea, or even put your toes in the sea,

바다 속으로 들어가면, 심지어 발만 담그더라도

you know it gets colder as you go down,

아래로 내려갈수록 차가워짐을 알 수 있습니다.

and that's mostly because the deep waters that fill the abyss of the ocean

그 주된 이유는 해저의 심층수는

추운 극지방에서 온 밀도가 높은 물로 이루어져 있기 때문입니다.

come from the cold polar regions where the waters are dense.

If we travel back in time 20,000 years ago,

2만년 전으로 거슬러 올라가면,

the earth looked very much different.

지구는 지금과 전혀 다른 모습이었습니다.

And I've just given you a cartoon version of one of the major differences

그 당시로 돌아갔을 때 볼 수 있는 가장 큰 차이를

you would have seen if you went back that long.

조금 전에 만화로 보여드렸는데요.

The icecaps were much bigger.

만년빙은 훨씬 더 컸습니다.

They covered lots of the continent, and they extended out over the ocean.

여러 대륙을 뒤덮었고, 바다까지 뻗어있었죠.

Sea level was 120 meters lower.

해수면은 지금보다 120미터 더 낮았습니다.

Carbon dioxide [levels] were very much lower than they are today.

이산화탄소 농도는 현재보다 훨씬 더 낮은 수준이었죠.

So the earth was probably about three to five degrees colder overall,

그래서 지구는 전체적으로 현재보다 3에서 5도 가량 더 낮았을 겁니다.

and much, much colder in the polar regions.

그리고 극지방은 훨씬 더 추웠을 거예요.

What I'm trying to understand,

저와 제 동료들은

and what other colleagues of mine are trying to understand,

그 차가웠던 기후에서

is how we moved from that cold climate condition

현재 우리가 즐기는 따뜻한 기후로

to the warm climate condition that we enjoy today.

어떻게 변화했는지 알아내려고 했습니다.

We know from ice core research

빙핵 조사를 통해 알아낸 사실은

that the transition from these cold conditions to warm conditions

한대 기후에서 온대 기후로 완만히 변화한 것이 아니라는 것입니다.

wasn't smooth, as you might predict from the slow increase in solar radiation.

태양 복사가 서서히 증가한 것에서 예측할 수 있는 사실과는 다르죠.

And we know this from ice cores, because if you drill down into ice,

이런 사실은 빙핵을 통해 알 수 있습니다.

얼음을 파들어가면 빙하에서 얼음 나이테를 볼 수 있어요.

you find annual bands of ice, and you can see this in the iceberg.

You can see those blue-white layers.

이렇게 푸르고 흰 층으로 나타납니다.

Gases are trapped in the ice cores, so we can measure CO2 --

빙핵 안에 갇혀있는 기체에서 이산화탄소 농도를 측정해서

that's why we know CO2 was lower in the past --

과거에는 이산화탄소 농도가 더 낮았다는 걸 알아냈고,

and the chemistry of the ice also tells us about temperature

얼음의 화학적 성질로부터 극지방의 온도에 대해서도

in the polar regions.

알 수 있었습니다.

And if you move in time from 20,000 years ago to the modern day,

그리고 2만년 전부터 현재에 이르는 동안에

you see that temperature increased.

온도가 올랐다는 걸 확인할 수 있었죠.

It didn't increase smoothly.

부드럽게 증가한 건 아닙니다.

Sometimes it increased very rapidly,

가끔 급격하게 올랐다가

then there was a plateau,

일정하게 유지되었다가

then it increased rapidly.

다시 급격히 증가했습니다.

It was different in the two polar regions,

두 극지방에서 다르게 나타났고,

and CO2 also increased in jumps.

이산화탄소 농도도 그렇게 증가했습니다.

So we're pretty sure the ocean has a lot to do with this.

저희는 이런 변화가 바다와 관련있다고 확신합니다.

The ocean stores huge amounts of carbon,

해양에는 대기의 60여 배에 달하는 양의

about 60 times more than is in the atmosphere.

이산화탄소가 녹아 있습니다.

It also acts to transport heat across the equator,

바다는 적도의 열을 운반하기도 하고,

and the ocean is full of nutrients and it controls primary productivity.

풍부한 영양분을 공급하고, 식물 플랑크톤을 관리하죠.

So if we want to find out what's going on down in the deep sea,

그래서 심해에서 벌어지는 일들에 대해 알고자 한다면,

we really need to get down there,

그곳으로 내려가

see what's there

어떤 것이 있는지를 보고

and start to explore.

탐험해야만 합니다.

This is some spectacular footage coming from a seamount

이 놀라운 영상은 대륙에서 멀리 떨어진

about a kilometer deep in international waters

적도 대서양의 수심 1km에 위치한

in the equatorial Atlantic, far from land.

해저산을 찍은 것입니다.

You're amongst the first people to see this bit of the seafloor,

여러분들께서는 저희 연구팀과 더불어

along with my research team.

이 영상을 최초로 보셨습니다.

You're probably seeing new species.

새로운 생물들도 보이실 겁니다.

We don't know.

저희도 아직 모릅니다.

You'd have to collect the samples and do some very intense taxonomy.

일부 시료를 채취해서 상세 분류를 해야 할 겁니다.

You can see beautiful bubblegum corals.

아름다운 풍선껌 산호도 볼 수 있습니다.

There are brittle stars growing on these corals.

산호 주변에는 거미불가사리가 붙어서 자라기도 하는데요.

Those are things that look like tentacles coming out of corals.

마치 산호 밖으로 나온 촉수처럼 보입니다.

There are corals made of different forms of calcium carbonate

거대한 해저산맥의 현무암에서 만들어진

growing off the basalt of this massive undersea mountain,

다른 형태의 탄산 칼슘으로 이루어진 산호들도 있습니다.

and the dark sort of stuff, those are fossilized corals,

그리고 약간 어두운 것들은 화석화된 산호들인데요,

and we're going to talk a little more about those

바다의 과거에 대한 이야기를 할 때

as we travel back in time.

좀 더 자세히 말씀드리겠습니다.

To do that, we need to charter a research boat.

그러기 위해서는 연구선을 띄워야 합니다.

This is the James Cook, an ocean-class research vessel

이 배는 테너리프에 정박중인 해양 연구선

moored up in Tenerife.

제임스 쿡 호입니다.

Looks beautiful, right?

멋지지 않나요?

Great, if you're not a great mariner.

대단하죠. 뛰어난 뱃사람이 아니라면

Sometimes it looks a little more like this.

가끔은 이런 상황도 벌어집니다.

This is us trying to make sure that we don't lose precious samples.

소중한 시료들을 잃지 않기 위해 노력하는 모습입니다.

Everyone's scurrying around, and I get terribly seasick,

죄다 여기저기 날려다니고, 저는 배멀미가 심하게 났었어요.

so it's not always a lot of fun, but overall it is.

항상 재미있는 건 아니지만, 대체로는 그렇습니다.

So we've got to become a really good mapper to do this.

이 일을 위해 저희는 뛰어난 지도제작자가 되어야 합니다.

You don't see that kind of spectacular coral abundance everywhere.

그렇게 웅장한 산호초를 어디서나 볼 수 있는 건 아니거든요.

It is global and it is deep,

아주 광대하고, 깊이 있습니다.

but we need to really find the right places.

그렇기에 정확한 장소를 찾아야 하죠.

We just saw a global map, and overlaid was our cruise passage

작년에 저희가 지나간 길을 세계지도에 그려봤습니다.

from last year.

This was a seven-week cruise,

7주간의 항해였는데요,

and this is us, having made our own maps

그 기간 동안 작성한 해저지도 면적은

of about 75,000 square kilometers of the seafloor in seven weeks,

75,000 평방 km에 달하지만

but that's only a tiny fraction of the seafloor.

전체 해저의 극히 일부에 불과합니다.

We're traveling from west to east,

서에서 동으로 이동하는 동안,

over part of the ocean that would look featureless on a big-scale map,

큰 지도로 보면 별 것 아닌 지역을 지나기도 했지만,

but actually some of these mountains are as big as Everest.

몇몇 해저 산맥은 에베레스트만큼 높았습니다.

So with the maps that we make on board,

배 위에서 100 m의 해상도로

we get about 100-meter resolution,

지도를 만들었는데요.

enough to pick out areas to deploy our equipment,

장비 설치를 위한 장소를 물색하는 데에는 적합했지만

but not enough to see very much.

많은 걸 보기엔 부족했었습니다.

To do that, we need to fly remotely-operated vehicles

저 자세히 보기 위해서는 해저에서 5 m 정도 떨어진 곳까지

about five meters off the seafloor.

무선 조종 탐사선을 띄워야만 했습니다.

And if we do that, we can get maps that are one-meter resolution

그렇게만 한다면 해저 수천 m까지도

down thousands of meters.

1 m 해상도의 지도를 그릴 수 있습니다.

Here is a remotely-operated vehicle,

이게 바로 무선조종이 가능한

a research-grade vehicle.

연구용 탐사선입니다.

You can see an array of big lights on the top.

위쪽에 조명이 많이 달려 있죠.

There are high-definition cameras, manipulator arms,

고화질의 영상 장비와 로봇팔,

and lots of little boxes and things to put your samples.

그리고 시료를 담을 수 있는 여러 개의 상자가 있습니다.

Here we are on our first dive of this particular cruise,

보시는 것은 이번 항해에서

첫 번째 탐사가 이뤄지는 순간인데요.

plunging down into the ocean.

We go pretty fast to make sure the remotely operated vehicles

무선 탐사선이 다른 선박의 영향을 받지 않도록 하기 위해

are not affected by any other ships.

아주 빠른 속도로 해저로 내려갑니다.

And we go down,

이렇게 내려가게 되면

and these are the kinds of things you see.

다음과 같은 광경들이 펼쳐집니다.

These are deep sea sponges, meter scale.

미터 크기의 심해 해면 동물입니다.

This is a swimming holothurian -- it's a small sea slug, basically.

떠다니고 있는 해삼인데요. 말하자면, 바다의 민달팽이입니다.

This is slowed down.

느린 영상입니다.

Most of the footage I'm showing you is speeded up,

여러분께 보여드릴 대부분의 영상은 빨리 감은 영상들입니다.

because all of this takes a lot of time.

촬영 시간이 무척 길거든요.

This is a beautiful holothurian as well.

여기 아름다운 해삼이 하나 더 있네요.

And this animal you're going to see coming up was a big surprise.

이번에 보실 생물은 아주 놀라운 녀석입니다.

I've never seen anything like this and it took us all a bit surprised.

저희도 본 적이 없는 녀석이라 다들 적잖이 놀랐습니다.

탐사가 15시간이나 이어진 뒤라 다들 신경이 조금 곤두선 상태였는데

This was after about 15 hours of work and we were all a bit trigger-happy,

이 거대한 바다 괴물이 갑자기 지나가기 시작했죠.

and suddenly this giant sea monster started rolling past.

It's called a pyrosome or colonial tunicate, if you like.

이건 불우렁쉥이 혹은 판멍게라고 불립니다.

This wasn't what we were looking for.

저희가 찾고 있던 건 아니었죠.

We were looking for corals, deep sea corals.

저희는 심해 산호를 찾고 있었습니다.

You're going to see a picture of one in a moment.

잠시 뒤에 보여드릴 건데요.

It's small, about five centimeters high.

아주 작아요. 높이도 5 cm 정도이죠.

It's made of calcium carbonate, so you can see its tentacles there,

탄산 칼슘으로 이루어졌는데,

moving in the ocean currents.

촉수가 해류에 따라 움직이는 게 보이실 겁니다.

An organism like this probably lives for about a hundred years.

이런 생물들은 거의 100년을 살 수 있습니다.

And as it grows, it takes in chemicals from the ocean.

그리고 자라면서 바다의 화학 물질을 흡수하죠.

And the chemicals, or the amount of chemicals,

화학 물질의 종류와 양은

depends on the temperature; it depends on the pH,

온도와 pH값에 따라 다르고,

it depends on the nutrients.

영양분에 따라서도 달라집니다.

And if we can understand how these chemicals get into the skeleton,

이러한 화학 물질들이 산호의 골격을 형성하게 된 과정을 안다면

we can then go back, collect fossil specimens,

화석 시료를 채취해서

and reconstruct what the ocean used to look like in the past.

과거 모습이 어떠했는지 알아낼 수 있습니다.

And here you can see us collecting that coral with a vacuum system,

이 영상은 진공 장치로 산호를 수집해서

and we put it into a sampling container.

시료 상자에 넣는 모습입니다.

We can do this very carefully, I should add.

아주 조심스러운 작업이란 걸 꼭 말해두고 싶네요.

Some of these organisms live even longer.

어떤 생물들은 훨씬 더 오래 살기도 합니다.

This is a black coral called Leiopathes, an image taken by my colleague,

이건 하와이 해저 500 m에서 제 동료인 브랜든 로아크가 찍은

Brendan Roark, about 500 meters below Hawaii.

검은 산호(Leiopathes)의 사진입니다.

Four thousand years is a long time.

4000년은 아주 긴 시간입니다.

If you take a branch from one of these corals and polish it up,

가지를 하나 얻어서 다듬으면

this is about 100 microns across.

폭이 100 마이크론 정도됩니다.

And Brendan took some analyses across this coral --

브랜든이 이 산호를 분석했는데요,

you can see the marks --

보시다시피 자국이 남아있었죠.

and he's been able to show that these are actual annual bands,

그가 알아낸 사실은 해저 500 m에서도

so even at 500 meters deep in the ocean,

나이테를 확인할 수 있고,

corals can record seasonal changes,

기후의 변화가 산호에 기록된다는 것이죠.

which is pretty spectacular.

굉장히 멋지지 않나요?

But 4,000 years is not enough to get us back to our last glacial maximum.

하지만 마지막 최대빙하기까지 가기에는 4000년으로는 부족합니다.

So what do we do?

어떻게 해야 할까요?

We go in for these fossil specimens.

저희는 이 화석 시료를 이용하기로 했습니다.

This is what makes me really unpopular with my research team.

덕분에 저는 저희 연구팀에서 별로 인기없는 사람이 되었는데요.

So going along,

다니기만 해도

there's giant sharks everywhere,

거대한 상어와

there are pyrosomes, there are swimming holothurians,

불우렁쉥이, 해삼, 그리고 큰 해면동물들이 가득하지만,

there's giant sponges,

but I make everyone go down to these dead fossil areas

저는 모든 연구원들이 죽은 화석이 가득한 곳에서

and spend ages kind of shoveling around on the seafloor.

끊임없이 바닥을 쓸어담게 했거든요.

And we pick up all these corals, bring them back, we sort them out.

이 산호화석들을 가져와서 분류하는거죠.

But each one of these is a different age,

하지만 모두 연령대가 달랐기에

and if we can find out how old they are

나이와 화학적 지표를 측정할 수만 있다면

and then we can measure those chemical signals,

과거의 해양에 무슨 일이 있었는지 알 수 있습니다.

this helps us to find out

what's been going on in the ocean in the past.

So on the left-hand image here,

왼쪽 사진은

I've taken a slice through a coral, polished it very carefully

제가 산호의 일부를 떼서 조심스레 닦아낸 후

and taken an optical image.

광학 사진을 찍은 것입니다.

On the right-hand side,

오른쪽 사진에서는

we've taken that same piece of coral, put it in a nuclear reactor,

동일한 산호 조각을 원자로에 넣어서

induced fission,

유도 핵분열을 통해 핵붕괴가 일어날 때마다

and every time there's some decay,

you can see that marked out in the coral,

산호에 흔적이 남게 되고

so we can see the uranium distribution.

이를 통해 우라늄의 분포를 확인할 수 있습니다.

Why are we doing this?

왜 이런 작업을 거칠까요?

Uranium is a very poorly regarded element,

우라늄은 별로 대접받지 못하는 원소지만

but I love it.

저는 아주 좋아합니다.

The decay helps us find out about the rates and dates

핵붕괴는 해양의 변화 정도나 시기를

of what's going on in the ocean.

알아내는 데에 도움을 주죠.

And if you remember from the beginning,

처음에 말씀드린 것과 같이,

that's what we want to get at when we're thinking about climate.

기후와 관련하여 저희가 알고자 하는 것이 바로 그것입니다.

So we use a laser to analyze uranium

그래서 저희는 레이저를 이용해서

산호 안의 우라늄과 핵붕괴 부산물 중 하나인 토륨을 분석하였고,

and one of its daughter products, thorium, in these corals,

이를 통해 화석의 정확한 연대를 알 수 있습니다.

and that tells us exactly how old the fossils are.

This beautiful animation of the Southern Ocean

지금 보시는 이 아름다운 영상은 남극해입니다.

I'm just going to use illustrate how we're using these corals

저희가 고대 해양의 정보를 얻기 위해

to get at some of the ancient ocean feedbacks.

산호를 어떻게 이용했는지를 설명해 드리려고 하는데요.

You can see the density of the surface water

라이언 아버나시가 만든 이 영상에서

in this animation by Ryan Abernathey.

표층수의 밀도를 볼 수 있습니다.

It's just one year of data,

비록 1년 밖에 안 되는 자료지만,

but you can see how dynamic the Southern Ocean is.

남극해가 굉장히 역동적이라는 걸 알 수 있습니다.

The intense mixing, particularly the Drake Passage,

특히 상자표시 안의 드레이크 해협에서

which is shown by the box,

맹렬한 뒤섞임이 나타나는데요.

is really one of the strongest currents in the world

이는 세계에서 가장 강력한 해류 중의 하나로서

coming through here, flowing from west to east.

서에서 동으로 흐릅니다.

It's very turbulently mixed,

해류가 거대한 해저 산맥을 지나가기 때문에

because it's moving over those great big undersea mountains,

심하게 소용돌이 치며 뒤섞이고,

and this allows CO2 and heat to exchange with the atmosphere in and out.

덕분에 이산화탄소와 열이 대기와 교환될 수 있습니다.

And essentially, the oceans are breathing through the Southern Ocean.

본질적으로 바다는 남극해를 통해 숨쉬고 있는 거죠.

We've collected corals from back and forth across this Antarctic passage,

저희는 남극 해협 이곳저곳에서 산호를 모았고,

and we've found quite a surprising thing from my uranium dating:

우라늄 연대 측정을 통해 꽤 놀라운 사실을 발견했습니다.

the corals migrated from south to north

빙하기에서 간빙기로 바뀌는 동안

during this transition from the glacial to the interglacial.

산호가 남에서 북으로 이동했다는 사실입니다.

We don't really know why,

정확한 이유는 알 수 없지만,

but we think it's something to do with the food source

먹이나 수중 용존산소와 관련이 있을 것으로 생각합니다.

and maybe the oxygen in the water.

So here we are.

자 이제,

I'm going to illustrate what I think we've found about climate

남극해의 산호를 통해 기후에 대해 알게 된 사실을 보여드리려고 합니다.

from those corals in the Southern Ocean.

해저 산맥을 오르내리면서 작은 화석 산호를 모았습니다.

We went up and down sea mountains. We collected little fossil corals.

이건 저만의 방식으로 표현한 것이에요.

This is my illustration of that.

We think back in the glacial,

산호에서 얻은 분석을 통해

from the analysis we've made in the corals,

저희는 과거 빙하기에는

that the deep part of the Southern Ocean was very rich in carbon,

남극해의 깊은 부분은 탄소가 굉장히 많았고,

and there was a low-density layer sitting on top.

저밀도의 층이 그 위에 있었다고 생각합니다.

That stops carbon dioxide coming out of the ocean.

이것이 이산화탄소가 바다 밖으로 나오는 걸 방지했죠.

We then found corals that are of an intermediate age,

그리고 저희는 중간 시기의 산호를 찾았는데요.

and they show us that the ocean mixed partway through that climate transition.

이를 통해 기후가 변하면서 바다의 뒤섞임도 있었음을 알 수 있었습니다.

That allows carbon to come out of the deep ocean.

덕분에 심해로부터 탄소가 나올 수 있었죠.

And then if we analyze corals closer to the modern day,

그래서 최근 시기의 산호를 조사하거나,

or indeed if we go down there today anyway

오늘이라도 해저로 내려가서

and measure the chemistry of the corals,

산호의 화학 성분을 측정한다면,

we see that we move to a position where carbon can exchange in and out.

탄소가 안팎으로 드나들 수 있는 상태로 변천되었음을 볼 수 있습니다.

So this is the way we can use fossil corals

이것이 환경에 대해 알기 위해

to help us learn about the environment.

화석화된 산호를 사용하는 방법입니다.

So I want to leave you with this last slide.

이 슬라이드를 마지막으로 이만 마치려고 합니다.

It's just a still taken out of that first piece of footage that I showed you.

제가 처음에 보여드린 영상의 일부입니다.

This is a spectacular coral garden.

굉장히 멋진 산호 정원이죠.

We didn't even expect to find things this beautiful.

이렇게 아름다운 걸 발견하리라곤 저희도 생각 못했습니다.

It's thousands of meters deep.

수천m 깊이의 해저에서 말이죠.

There are new species.

새로운 생물도 있습니다.

It's just a beautiful place.

아주 멋진 곳이에요.

There are fossils in amongst,

그 가운데에 산호 화석이 있죠.

and now I've trained you to appreciate the fossil corals

제가 여러분께 바다 속 산호 화석들을

that are down there.

아껴달라고 말씀드렸습니다.

So next time you're lucky enough to fly over the ocean

행여나 다음에 바다 위를 비행하거나

or sail over the ocean,

배를 타고 지나가실 때,

just think -- there are massive sea mountains down there

그 아래에 누구도 보지 못한 거대한 해저 산맥과

that nobody's ever seen before,

아름다운 산호들이 있다는 걸

and there are beautiful corals.

생각해주시길 바랍니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)