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사진 출처 : 셔터스톡
하버드대 스콧 마틴 교수는 브라질의 아마조나스 주립 대학과 아마조나스 주립 연구 재단과 협력하여, 드론을 통해 아마존에서 발생하는 변화를 감지하는 ‘조기 발견 시스템 기술’을 개발했다.
세계에서 가장 큰 열대 우림은 아마존 분지에 있으며, 매년 탄소량의 균형을 맞추는 중요한 역할을 한다. 이 열대 우림은 매년 수십억 톤의 이산화탄소를 흡수하고 저장함으로써 이 역할을 수행한다. 그러나 전문가들은 가까운 시일 내에 아마존이 탄소 흡수원에서 지구상의 가장 큰 이산화탄소 공급원으로 이동하게 되는 전환점이 올 것이라고 우려하고 있다.
하버드 대학 연구팀은 이 기후 변화가 언제, 어떻게 발생할 것인지 측정하기 위해 주력하고 있다. 스콧 마틴 교수는 "단순히 기후 변화뿐만 아니라 인간이 야기하는 삼림 벌채와 생물질 연소가 생태적 및 기후적 전환을 촉진할 수 있다. 이는 축적된 탄소의 거대한 방출을 의미한다."라고 지적했다.
마틴 교수는 아마존 밀림이 스트레스에 어떻게 반응하는지 파악하고자 했다. 마틴 교수 연구팀이 착수한 프로젝트는, 나무가 방출하는 고유한 화학 신호를 분석하고 모니터링 하는 일이다. 화학 신호는 ‘휘발성 유기 화합물’ 이라고도 하는데 식물이 주변에 사는 다른 생물과 상호 작용할 수 있도록 도와준다.
휘발성 유기 화합물(VOC)은 인간의 페로몬처럼 작용하여 식물에 수분을 공급하고 씨앗을 분산시키는 데 도움을 준다. 숲에서 산책을 할 때 느껴지는 냄새가 바로 이 화합물이다. 식물들은 이웃에 있는 나무에 경고를 보낼 때도 이 화합물을 사용한다. 개체를 식별하는 지문과 마찬가지로 모든 식물 종은 독특한 화합물을 풍긴다. 그러나 식물에 의해 방출되는 이 화합물은 가뭄이나 홍수 등에 취약하다.
마틴 교수는 "숲은 휘발성 유기 화합물을 통해 우리에게 말을 건다. 이러한 신호를 번역하면 숲의 생태계가 기후 스트레스와 기후 변화에 어떻게 반응하고 있는지를 정량적으로 이해할 수 있다”라고 설명한다.
그러나 이 화합물을 사용하여 데이터를 수집하는 데는 몇 가지 중요한 문제가 있다. 첫 번째는 아마존 열대 우림의 크기다. 550만 헥타르에 이르는 아마존의 자연 생태계 하위에는 수천 가지의 작은 생태계와 고유한 생물다양성과 화합물 신호가 존재한다.
관련 연구에서 넓은 지역을 정찰하기 위한 수단으로 주로 ‘비행기’가 사용되어왔다. 그러나 비행기는 지상에서 약 1km 높이에 도달하는 유기 화합물 샘플을 수집할 만큼 충분히 낮게 날기가 어렵다. ‘탑’을 사용하는 방법도 역시 제한적이다. 탑에 올라가면 주변을 살피기에는 적당하지만 단지 지역 생태계에 관한 데이터만 수집할 수 있다는 한계점이 있다.
마틴 교수 연구팀은 정보 수집의 격차를 해소하기 위해 ‘드론’ 사용에 눈을 돌렸다. 마틴 교수는 무인 항공기 장점을 설명하면서, 이전에는 생각지도 못했던 곳에서 정보를 수집 할 가능성을 제시했다. 또한 이로 인해 기후 스트레스 및 예상되는 기후 및 생물 다양성의 변화 등 아마존 생태계에 대한 혁신적인 통찰력을 갖게 되었다고 밝혔다.
현재, 연구팀은 정상적인 조건에서 유기화합물 지문 데이터베이스를 개발하기 위해 저지대 침수 지역과 화강암 숲을 포함한 다양한 지대에 무인 항공기 비행을 실험하고 있다. 실험은 같은 숲을 대상으로 건조하거나 습한 계절에 시행되어 시기별 유기화합물의 반응 차이를 파악할 예정이다.