[오리진] 나무 나이테는 지구온난화 역사 알고 있다

스위스 연구팀, 북극 고목 5000만 그루 분석
“현재 지구, 중세 온난화 절정기보다 덥다”
나무·화석·유적지 이용한 기후 고고학 ‘활발’

예스퍼 비요클룬드 스위스 연방산림설경연구소 박사후연구원 연구팀이 분석한 페노스칸디아 나무./Håkan Grudd

기후위기가 현실로 다가오는 가운데 중세 시대의 기온보다 오늘날 기온이 더 높다는 연구 결과가 나왔다. 특히 나무가 생장하면서 형성되는 나이테로 기후 변화양상을 밝혀내 향후 기후 고고학 발전도 기대된다.

예스퍼 비요클룬드 스위스 연방산림설경연구소 박사후연구원 연구팀은 페노스칸디아의 나무 나이테를 분석해 중세 시대와 현재의 기후를 비교한 내용의 연구 결과를 3일 국제학술지 네이처(Nature)에 발표했다. 페노스칸디아는 노르웨이와 스웨덴 핀란드, 북부 덴마크를 아우르는 지역을 말한다.

페노스칸디아는 북극권 주변에 위치해 매우 오래된 나무들이 서식하는 지역이다. 연구팀은 중세 시대에 해당하는 850년부터 2020년까지 총 1170년간의 기후를 분석하기 위해 페노스칸디아의 나무들을 분석했다.

연구팀은 페노스칸디아에서 자라는 살아있는 스코틀랜드 소나무 188그루와 죽은 나무 등 약 5000만 그루의 나이테를 식물해부학으로 분석했다. 이후 나무 세포를 분석해 총 100개의 데이터 세트를 만들었다. 만들어진 데이터 세트는 매년 5~8월까지의 온도 변화를 측정할 수 있고 정확도는 80%에 달한다는 게 연구팀의 설명이다.

식물해부학은 조직 단면을 현미경으로 관찰해 세포 수준에서 식물 내부 구조를 탐구하는 연구 분야다. 이번 연구에서는 나이테 간격과 세포 크기, 세포벽 두께 등을 고려했다. 일반적으로 나이테는 따뜻하고 습한 시기에는 나무 성장이 빨라져 넓어지고 춥고 건조한 시기에는 좁아지는데, 이를 정밀하게 관찰한 것이다.

예스퍼 비요클룬드 스위스 연방산림설경연구소 박사후연구원 연구팀이 발표한 페노스칸디아 나무 나이테를 분석 결과./Nature

중세 시대 온난화는 850~1100년에 절정에 이른다. 이는 안정적인 태양 활동과 부족한 화산 활동 영향으로 당시 기후가 계속 따뜻해진 결과다. 하지만 최근 페노스칸디아 기후가 중세 시대 온난화 절정기보다 더 따뜻하다는 게 연구팀의 분석이다. 따뜻할 때 나타나는 나무 세포의 패턴이 20세기 들어 강하게 나타났다. 연구팀은 900년대에서 1000년이 지난 1900년대에 기온이 3배 정도 상승한 것으로 추정했다.

연구팀은 “이 연구는 페노스칸디아의 현재 기후가 중세 시대의 기후보다 상당히 따뜻하다는 것을 보여준다”며 “지역 규모에서도 온난화에 대한 인위적인 영향과 발생이 일어남을 알 수 있다”고 했다.

최근 기후변화에 대한 연구 방식으로 고고학적 방법이 많이 사용되고 있다. 그동안 과거 기후는 추정하는 방식으로 기후 모델이 많이 사용됐는데, 한정된 데이터를 가지고 시뮬레이션해 정확도가 떨어진다는 논쟁이 이어졌다. 이에 오래된 나무는 물론, 화석과 식생 등 고고학 자료를 분석해 지구 온도를 정확하게 추정한다. 대표적으로 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단은 올해 5월 아프리카와 유럽, 아시아 유적지와 화석 총 3232개의 고고학 자료를 이용해 과거 기후 환경을 밝힌 연구 결과를 국제학술지 사이언스(Science)에 발표했다.

비요클룬드 박사후연구원 연구팀도 고고학적 기법으로 과거 기후를 밝히는 연구에 대한 중요성을 강조했다. 수 세기에 걸친 기후변화는 기후 시스템의 민감도와 미래 기후 변동성을 예측하는 데 활용될 수 있다.

연구팀은 “식물해부학을 통한 나이테 분석은 기후 변동성에 대한 벤치마크를 강화할 수 있고, 기후 모델 시뮬레이션과 기후 역사 재구성 사이의 불일치에 대한 주요 질문을 명확히 하는 데 도움이 될 수 있다”며 “지역적이고 세계적인 규모의 기후 모델과 예측의 불확실성을 줄이기 위해 장기적이고 정확한 기록이 필요하다”고 강조했다.

참고자료

Nature, DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06176-4

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