해양 산란·흡수 광학계(OPTICS)의 변동과 생물·비생물 입자 특성의 해석
■ 1. 해양 광학계의 기본 변수와 해수 광전달의 물리적 원리해양에서 빛이 전달되는 과정은 흡수(absorption)와 산란(scattering)이라는 두 가지 기본 광학적 상호작용에 의해 결정된다. 흡수계수(a(λ))는 특정 파장(λ)의 빛이 수중 물질에 의해 열에너지로 전환되어 사라지는 정도를 나타내며, 산란계수(b(λ))는 빛이 수중 입자 또는 분자와 충돌하여 방향이 바뀌는 정도를 의미한다. 이 두 요소의 합인 감쇠계수(c(λ)=a(λ)+b(λ))는 해수 내 빛의 감쇠 속도를 나타내고, 이는 수중 광환경과 1차 생산성, 수온구조, 생태계 패턴에 직접적으로 영향을 준다. 해양은 ‘이상적인 투명 매질’이 아니며, 빛은 해수 자체의 분자 산란뿐 아니라 용존 유기물(CDOM), 부유입자, 식물플랑크톤, 미..
심해 저서환경(Benthos)의 에너지 흐름과 유기물 분해 메커니즘
■ 1. 심해 저서환경의 구조적 특징과 에너지 공급원의 근본적 제약심해 저서환경(benthic deep-sea environment)은 수심 2000~6000 m 이상에서 형성되는 극한 환경으로, 빛이 도달하지 않는 완전 암흑층이며, 낮은 온도·고압·느린 순환 등 독특한 물리·화학적 특성을 가진다. 이 해역은 대기·광합성 기반 생산이 차단되어 1차 에너지 공급원이 거의 없으며, 대부분의 에너지가 표층에서 유래한 유기물 입자(POC; particulate organic carbon)의 침강에 의해 공급된다. 그러나 표층 생산물 중 단 1~3%만이 심해 저층에 도달하므로, 에너지 공급은 극도로 제한적이며 생물군은 느린 성장률·긴 수명·낮은 대사율로 적응한다. 또 다른 에너지 공급원으로는 열수분출구(hydro..
해양 탄소펌프의 구조: 생물학적·물리학적 과정과 대기–해양 CO₂ 교환의 기작
■ 1. 해양 탄소펌프의 구성요소와 대기-해양 시스템에서의 역할해양 탄소펌프(carbon pump)는 대기 중 CO₂가 해양으로 흡수되고, 해양 내부로 저장되는 과정을 총칭하는 개념으로, 물리학적 펌프(physical pump)와 생물학적 펌프(biological pump)라는 두 축으로 구성된다. 물리학적 펌프는 해수의 용해도(solubility) 변화와 수온·염분·밀도 구조에 의해 CO₂가 심층으로 이송되는 과정을 의미하며, 생물학적 펌프는 식물플랑크톤의 광합성으로 고정된 탄소가 먹이망과 침강을 통해 심층으로 이동하는 생물 기반 저장 과정이다. 해양은 인류가 배출한 탄소의 약 25%를 흡수해 완충 역할을 수행하며, 이 두 펌프의 효율 변화는 지구 기후 시스템의 안정성에 큰 영향을 미친다. 표층에서 C..