[문화] 알프스 눈의 기이한 비밀: 대체 왜 붉은 색으로 바뀐건가?


눈이 녹으면서 조류 (藻類: 물속에 사는 하등 식물의 한 무리) 가 먹고 자랄 영양분을 풀어주는 때인 늦봄에서 초여름에 이르는 동안 알프스엔 붉은 눈이 나타난다. (Credit: Bob Gibbons/Alamy)

 

 

입력 2021.7.30.

BBC 원문 2021.7.30

 

알프스 프랑스 지역의 색깔 있는 눈의 범위가 늘어나고 있는 것은 가뷰 횬화가 산맥에 영향을 미치고 있다는 징조일 수도 있다.

 

[시사뷰타임즈] 평화로운 산비탈에서 야한 광경을 마주하게 되는 것은 충격적인 일이다. 늦봄에서 초여름에 이르는 동안 알프스 산맥의 프랑스 지역은 기어올라갈 정도로 높으며, 회색인 석회석과 성장을 방해받은 초목군들 사이에 차라리 좀 외상하다고 해야할 눈밭을 만나볼 좋은 기회를 제공한다. 이곳의 눈은 흰색이 아니다. - 팟밫이 나는 빨간색이다.

 

이 특이한 현상 -때론 핏빛 눈이라고 알려져있는- 은 알프스 눈 소게서 자라는 미세조류가 만들어 내는 방어체계의 결과이다. 이 미세조류는, 정상적으로는, 엽록소 -대부분의 식물들이 햇빛에서 에너지를 흡수하도록 돕기 위해 만들어 내는 염료군 ()- 를 함유하고 있기 때문에 녹색이다. 하지만, 눈 녹조류가 왕성하게 번식하면서 강력한 태양 복사선에 노출이 되면, 이 녹조류는 캐로니토이즈라고 알려져 있는 붉은색 염료 분자를 생산하는데, 이 염료 분자가 사신들의 엽록소를 보호하기 위해 햇빛 가리개 노릇을 한다.

 

붉은 눈에서 자라는 녹조류는 알려진지는 오래됐지만 (1818년 북극을 탐험하는 동안 발견됐다고 1819년 출판물에서 언급됨), 여전히 과학자들이 풀려고 노력하는 수수께끼들에 둘러싸여 있다.

 

(체코) 공화국 프라하에 있는 찰스 대학교 식물학자들이 겨우 2년 전, 세계 여러 다른 지역에서 눈을 빨간색이나 주황생으로 만드는 원인인 완전 새로운 미세조류 속 () 이라고 정체를 밝혔는데, 이 식물학자들은 이 조류들이 만들어 내는 핏빛 색깔을 가리키는 말인 산구이나라고 이름을 붙였다. 연구원들은 유럽, 북미, 남미 그리고 남북극에서 새롭게 눈을 붉은색으로 만드는 여러 형태의 산구이나 조류를 발견했다. 통상적이지 않게 눈의 주황색으로 만드는 산구이나 종도 스발바드 (: 스피츠버겐 제도의 놀웨이 (노르웨이) 식 명칭) 제도에서 발견됐다.

 

그런데, 이것만이 눈을붉은 색으로 만드는 미세조류 형태는 아니다. 클라미도모나스 니발리스 (Chlamydomonas nivalis) 와 대서양의 펭권 (펭귄) 점령지이자 클로로모나스 폴리프테라 (Chloromonas polyptera) 등 따위의 조류도 눈을 붉은 색이나 분홍생으로 물들일 염료를 만들어 낸다.

 

그러나 붉은 눈 조류에 대해 더욱 이해하는 것이 그냥 잔순히 알프스와 남북극 인근에 이상한 색깔의 눈밭이 존재한다고 설명하는 것보다 훨씬 큰 의미를 갖게 한다. 이러한 눈의 등장과 사라짐은 기후 변화 및 녹조류가 발견되는 섬세한 생태계에 어떤 영향을 미치는지 등 표시해주는 중요한 것이다.

 

포츠담의 독일지구과학연구본부의 접점 지구화학 교수인 리안 베닝에 따르면, 지구온난화 때문에 붉은 눈이 더욱 흔한 현상이 돼가고 있는 중이라고 하면서 대기중 이산화탄소 수치의 증가가 기온을 올리며 더 많은 눈을 녹게 만든다. 눈에 액체인 물이 있는 순간 녹조는 자라기 시작한다.” 고 했다.

 

이렇게 붉은 눈 녹조류가 더더욱 풍부해지면 기후변화에도 한 몫 할 수 있다. 붉은 염료는 눈 표면을 어둡게 만들면서, 공기 중으로 반사시켜야 할 빛과 열의 양을 감소시키는데 - ‘알비도 효과라고 알려져 있는게 그것이다. 태양열을 더욱 가둬두게 함으로써, 눈을 훨씬 더 빠르게 녹게 만들며 녹조가 더욱 번식하도록 해준다. “녹조가 자신들이 선호한 서식지를 녹여버리는 고삐풀림 효과가 있게된다.” 고 버닝은 말하면서 이것은 마치 자신들만의 보금자리를 자신들이 파괴하는 것과 같은 것이다.” 라고 했다.










 

대규모로, 색채가 들어간 눈이 흡수한 가외의 열기는 더욱 광벙위한 환경에서 기온을 바꿀 수 있으며, 눈 덮인 들판과 빙하의 융용에 더욱 속도를 가한다. 한 연구에선 눈이 녹는 딱 한 철에 걸쳐서만도, 붉은 염료를 내는 녹조의 개화는 눈 알베도 효과를 13%까지 줄일 수 있을 것이라고 추산하면서, 이러한 현상이 기후 변화가 산악 환경 내에서 증폭됨에 있어서 중요한 역할을 할 것이라고 했다.

 

여러 연구에선 붉은 녹조 개화가 남극에서 히멀레이어 및 북극에 이르기까지 세계 모든 곳에 있는 빙하에서 일어나고 있음을 보여 준다. 그래서 베닝 및 프랑스 그레노블에 있는 세포 및 식물 생리학 연구소의 에릭 마레샬 소장 등이 열심히 답을 주고자 하는 질문 한 가지는 붉은 눈 녹조 개화가 더욱 만연돼 있으며 더욱 자우 일어나는지의 여부에 관한 것이다.

 

이러한 질문에 답을 하는 한 가지 방식은 위성사진을 이용하여 붉은 눈에 대한 알베도 감소 효과를 연구해 보는 것일게다. 남극 해안 앞바다에 있는 킹 조즈 섬의 휠데스 반도에 있는 눈밭을 위성사진으로 연구한 연구결과는 20171월 이곳에 있는 눈 26%가 녹조로 인해 어둡게 변했음을 밝혔다.


세계적으로 홍조류가 더 흔해지고 있는지 보여주는 광범위한 데이터는 거의 없지만, 베닝과 마레샬은 둘 다, 지구가 따뜻해짐에 따라 붉은 조류가 더 자주 발생할 것이라고 믿고 있으며, 이러한 것은 과학자들이 이러한 상황의 영향이 팡으로 어떠할 것인지 추정할 때 고려될 필요가 있는 것일게다.

 

그러나 기후 변화에 대한 이 조류의 역할을 제쳐두기까지 하면서, 과학자들은붉은 색 눈을 둘러싼 다른 수수꼐끼들을 풀어 보려하고 있는 중이다.


마레샬과 그의 동료들은 최근 붉은 눈 조류가 프랑스 알프스의 2,000m (6,562ft) 이상의 고도에서만 자라며, 특히 약 2,400m (7,874ft) 지점에서 번성한다는 것을 발견했다. 마레샬에 따르면, 산구이아 조류는 이러한 해발 높이에 존재하는 눈덩이 들판의 양, 질 그리고 수명 때문에 높은 지대에서 발견되는 것이라고 한다.

 

당혹스럽게도, 과학자들은 지금까지는 실험실에 가져다 놓은 실제 눈 위에서 이 조류를 키우는 데는 실패했다.




The secrets of the Alps' strange red snow

 

 Red snow appears in the Alps during the late spring and early summer when melting frees up nutrients for algae to grow (Credit: Bob Gibbons/Alamy)

 

By Dhananjay Khadilkar

30th July 2021

 

Growing patches of coloured snow in the French Alps could be a sign of the impact climate change is having in the mountains.

 

It is a shocking, garish sight to come across on a peaceful mountainside. Hike high enough in the French alps during the late spring and early summer, and there is a good chance that you will come across some rather strange patches of snow among the grey limestone and stunted clumps of vegetation. This snow isn't white it's blood red.

 

The peculiar phenomenon sometimes known as blood snow is the result of a defence mechanism produced by microscopic algae that grow in the Alpine snow. Normally these microalgae have a green colour as they contain chlorophyll, the family of pigments produced by most plants to help them absorb energy from sunlight. However, when the snow algae grow prolifically and are exposed to strong solar radiation, they produce red-coloured pigment molecules known as carotenoids, which act as a sunshield to protect their chlorophyll.

 

While red snow algae has been known for a long time (it is mentioned in a book published in 1819 as having been discovered during an expedition to the Arctic in 1818) it is still steeped in mysteries that scientists are attempting to unravel.

 

Just two years ago, botanists at Charles University, Prague, in the Czech Republic, identified an entirely new genus of microalgae that is responsible for causing red and orange snow in different parts of the world, which they named "Sanguina" in reference to the blood-red colour they produce. The researchers found forms of Sanguina algae that cause red snow samples from Europe, North America, South America along with both polar regions. A species of Sanguina that causes an unusual orange snow was also found in Svalbard.

 

Researchers discovered a new genus of algae called Sanguina that is responsible for the red snow in the French Alps above 2,400 metres (7,874ft) (Credit: ALPALGA)

 

It isn't the only type of microalgae responsible for red snow though. Several other types, such as Chlamydomonas nivalis and an algae found growing close to Antarctic penguin colonies called Chloromonas polyptera, also produce pigments to create red and pink stained snow.

 

But understanding more about red snow algae carries a significance far greater than simply explaining the existence of strange-coloured patches in the Alps and near the poles. Its appearance and disappearance are important markers of climate change and how it is affecting the delicate ecosystems where the algae are found.

 

According to Liane G Benning, professor of interface geochemistry at the German Research Centre for Geosciences in Potsdam, red snow is becoming more common due to global warming. "The rise in the atmospheric carbon dioxide levels increases the temperature, which leads to more snow melting," she says. "The moment there is liquid water on the snow, the algae start growing."

 

This increasing abundance of red snow algae may also be contributing to climate change too. The red pigment turns the snow surface dark, reducing the amount of light and heat it reflects back into space something known as the albedo effect. By trapping more of the Sun's heat, the snow melts even faster, allowing the algae to proliferate further. "There is a runaway effect in which the algae melt their preferred habitat," says Benning. "It’s as if they are destroying their own house."

 

On a wider scale, the extra heat absorbed by the tinted snow can alter the temperature in the wider environment, speeding up the melting of snow packs and glaciers. One study estimated that over a single melt season, red pigmented algal blooms could reduce the snow albedo by 13%, suggesting it plays an important role in how the effects of climate change can be amplified within mountain environments.

 

Tests on samples collected in June have revealed the presence of unicellular animals, called zooplankton, with the algae cells

 

Studies have shown red algal blooms occur on glaciers all over the world, from Antarctica to the Himalayas and in the Arctic. So one question that scientists like Benning and Eric Maréchal, director of the Cell and Plant Physiology Laboratory in Grenoble, France, are keen to answer is whether red snow algal blooms are becoming more widespread and occurring more often.

 

One way of doing this would be to use satellite imagery to study the albedo-reducing effect of the red snow. A study using satellite imagery of snow fields on Fildes Peninsula on King George Island, off the coast of Antarctica, revealed that in January 2017, 26% of the snow was darkened by algae. 

 

Although there is little widespread data to show if red algae are becoming more common globally, both Benning and Maréchal believe they will occur more often as our planet warms, and this will need to be taken into account as scientists try to estimate what the impacts will be.

 

But even laying aside their role in climate change, scientists are unpicking other mysteries surrounding red snow.

 

Maréchal and his colleagues recently found that red snow algae appear to only grow at elevations above 2,000m (6,562ft) in the French Alps, and particularly flourish at around 2,400m (7,874ft). According to Maréchal, the Sanguina algae is found at high elevations because of the quantity, quality and longevity of the snowpacks present at these heights.

 

Puzzlingly, scientists have so far failed to grow these algae on real snow in a laboratory.

 

"It is for this reason that researchers need to collect as many samples as possible for a more refined study," Maréchal says.

 

Algae that grow close to penguin colonies near Antartica produce vivid red pigments (Credit: Robert Harding/Alamy)

 

During a recent two-day expedition to the Lautaret pass in Hautes-Alpes, southeastern France, in June this year Maréchal and his colleagues in the ALPALGA consortium of five French institutes dedicated to the study of mountain algae, collected their first samples of 2021. Unlike previous years, however, the snow didn't have its typical red hue. Instead, it was dominated by ochre yellow.

 

The yellow tinge, they believe, was due to the presence of sand on the snow that interfered with the colour imparted by the algae. While not an unusual phenomenon, this year was exceptional as strong winds carried plenty of Saharan sand to the Alpine heights.

 

"This has provided us a great opportunity to evaluate the relationship between sand and the growth of snow algae," says Maréchal. "By analysing these particles, we will try to determine if sand provides nutrients, metals or any specific elements that may interfere, positively or negatively, with the algae growth."

 

The team hopes to increase the ambit of their understanding to see how iron levels in the snow and acidity levels affect the red algae growth. They are also studying whether other microorganisms and animals living alongside the snow algae may play a role.

 

Glaciologists fear that if the algae spreads it will decrease the albedo of the snow and drive further melting of snowpacks in mountain ranges around the world (Credit: ALPALGA)

 

According to Maréchal, the first tests on the new samples collected in June have revealed the presence of unicellular animals, called zooplankton, with the algae cells. Although more normally associated with oceans and lakes, where they form a key element of the food chain, zooplankton can also survive in the meltwaters from glaciers and snow packs.

 

Their research is helping to build a picture that although snow might appear to be inert, it is in fact teeming with life.

 

"As snow falls, quite often it traps minerals and elements like nitrogen and phosphorus, both anthropogenic and naturally occurring," Benning says. The snow algae can then feed on these while bacteria in the snow also form a trophic relationship with the algae.

 

"In this ecosystem, the snow algae are primary producers," says Benning. "When they bloom, they photosynthesise, consume nutrients while producing waste products such as sugars and other components, which serve as possible food for bacteria and other microorganisms."

 

In some places the algae can produce a faint pink colour to the snow while in others it can be blood red (Credit: Ashley Cooper Pics/Alamy)

 

According to Maréchal, the algae, which need just carbon dioxide and light, appear to form the basis of a more complex and mature ecosystem that involves bacteria, fungi and unicellular animal cells such as the zooplankton.

 

But while these patches of coloured snow flourish with life they are also short lived, appearing only for a few weeks of the year. When the weather turns cold again, the colour disappears and the snow returns to its usual white colour.

 

It raises an intriguing question what actually happens to the red algae over the winter?

 

"One theory is that they go dormant and become almost transparent as they freeze in," says Benning. "When it's no longer needed, they lose the pigmentation as it is an energy consuming process."

 

While the red pigment returns each year with the sunshine and heat of the late spring and early summer, Benning and her fellow scientists will be watching the stains in the snow closely for what else they can teach us.

 

[기사/사진: BBC]

 



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[ 시사 View 社說 ]

‘유명무실’ 대명… 원본 출처: 중앙일보 입력 2022.1.15. [시사뷰타임즈] 대선 후보가 대선에서 이... 더보기

[ SVT 기획 탐방 ]

2021 강경젓갈 축제...젓갈만 파는데 엄청난 점포 크기 입력 2021.9.22. [시사뷰타임즈] 충청남도 논산시 강경읍에 있는 ‘강경 젓갈 골목’ 은 우리... 더보기

[ SVT 여행 Travelling ]

경탄스러운 관광 명소, 공공기물파손자들이 외관 훼손 자료사진: 씨썰리의 상징적인 스칼라 데이 투르치 절벽 © Global Look Press / Alexander Poeschel 입... 더보기

[ Autos ]

흑연 거래, 중국 밖 체결: 테슬라, 중국 의존도 줄인다 © Justin Sullivan/Getty Images 입력 2022.1.17.RT 원문 2022.1.16. 분석자들은 이 조치가 자동차 전지를 ... 더보기

[동물의 왕국]

[영상] '일생에 한 번 볼까발까‘ 희귀 보라 문어, 호주에서 포착 무지개 색조이며 호주 대보초 (大堡礁: 호주 북동부의 퀸슬랜드 해안과 나란히 나 있는 큰 ... 더보기

[ 기묘한 구름-멋진 구름 ]

흉악하고 끔찍한 모습, 초거대 화산재 구름 BBC 방영 영상 중에서 [BBC 제공 영상으로 보기] 입력 2021.4.11. [시사뷰타임즈] 라 소우프리에... 더보기

[ 교·통·사·고 ]

소형 비행기, 캘러포녀 이웃에 추락-폭발-화염 자료사진: Learjet 35 비행기 © Wikipedia[영상으로 보기] 소형 비행기 한 대가 캘러포녀 주, 샌 ... 더보기

[엽기-진기-명기-호기심]

걸그룹 EXID 하니의 핫팬츠 [사진-마이데일리] 13일 오후 서울 을지로 동대문디자인플라자(DDP) 알림2관에서 열린 '케이... 더보기

[성인남녀 이야기]

근황 . Cross_X [39.xxx.xxx.xxx] 더보기

[여자레걸 · 남자육체미]

모델 '비키니 화보 포즈' http://osen.mt.co.kr/article/G1110406704 [사진 모두 보기] 더보기