2024. 11. 8. 01:59ㆍ카테고리 없음
2018년 11월 14일, 뉴욕 주 에너지 연구개발청(NYSERDA)이 주최한 과학 워크숍(State of the Science Workshop)에서 Arthur N. Popper 박사는 수중 생물의 청각과 음향 환경에 관한 연구를 발표했습니다. Popper 박사는 청각 과학 및 수중 음향 생태계 연구 분야에서 인정받는 전문가로서, 자신의 최신 연구와 과학적 통찰을 바탕으로 해양 생태계 내 청각 및 음향의 중요성을 설명했습니다.
이번 발표에서는 특히 환경적 소음이 해양 생태계와 수중 생물에게 미치는 영향에 대해 강조했으며, 이러한 연구 결과가 해양 보전 및 정책 수립에 어떤 식으로 기여할 수 있는지 논의했습니다. 또한, 해양 소음 오염 문제와 이를 관리하기 위한 과학적 접근 방식, 그리고 청각 연구를 통해 해양 생물 보호 방안을 개선할 수 있는 방법 등이 주요 논의 주제로 다뤄졌기에 소개하고자 합니다.
청각의 중요성
청각의 역할
청각은 물고기와 인간에게 매우 중요한 감각으로, 특히 시각이 제한되는 환경에서 필수적인 역할을 수행합니다. 물고기는 물속에서 소리를 통해 주위 환경을 탐색하며, 먹이를 찾거나 포식자를 피하는 등 생존에 필요한 정보를 수집합니다. 이러한 청각의 중요성은 어두운 환경에서 주로 청각에 의존하는 인간의 감각 체계와 유사합니다. 소리를 통해 물고기는 다른 감각만으로는 파악하기 어려운 환경 정보를 얻어 생존 능력을 향상시킬 수 있습니다. 이는 물고기의 생존과 번식에 직결되며, 청각 손실이 심각한 영향을 미치는 이유가 됩니다.
음향 장면 분석
물고기의 청각 시스템은 음파를 감지하고, 이를 통해 주변 환경을 이해하는 데 중요한 '음향 장면'을 구성합니다. 음향 장면 분석 능력은 개체 간의 신호 전달, 먹이 탐색, 위험 회피 등의 다양한 상황에서 활용됩니다. 예를 들어, 소리의 출처와 방향을 감지하여 포식자를 피하거나 먹이를 찾는 것은 물고기의 생존에 매우 중요한 과정입니다. 청각에 문제가 발생하면 물고기는 이런 필수 정보를 놓치게 되어 생존에 불리해질 수 있습니다. 따라서 청각은 물고기의 생존과 번영에 중요한 감각임을 알 수 있습니다.
인위적 소음의 영향
해양 소음과 물고기 청각의 관계
인간 활동으로 발생하는 인위적 소음은 해양 환경에 다양한 영향을 미치며, 물고기를 포함한 여러 해양 생물의 청각에 심각한 방해 요소가 될 수 있습니다. 항만 건설, 해상 교통, 해양 에너지 개발 등 다양한 활동에서 발생하는 소음은 물고기의 음향 정보 처리 능력을 저해하고, 생존에 필수적인 경고 신호를 인지하지 못하게 할 위험이 있습니다. 파일 드라이빙과 같은 강력한 해양 건설 소음은 물고기의 청각에 직접적인 영향을 미쳐 행동 변화를 초래할 수 있으며, 이는 생태계의 균형에도 악영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 소음 문제를 해결하지 않고서는 해양 생태계 보전과 지속 가능한 해양 개발을 실현하기 어렵습니다.
물고기의 청각 능력과 종별 차이
모든 물고기의 청각 능력
물고기는 약 33,000종에 이르며 각기 다른 청각 구조와 능력을 갖추고 있습니다. 얕은 바다와 깊은 바다에 사는 물고기들의 청각 민감도는 환경에 따라 다르게 발달했습니다. 예를 들어, 해저 깊은 곳에 사는 물고기는 음파 탐지에 민감한 반면, 해안 근처에 사는 물고기들은 주변의 잦은 소음에 대해 내성을 갖출 수 있습니다. 이러한 차이는 특정 소음이 어떤 종에게 큰 영향을 미치지만 다른 종에게는 영향이 미미할 수 있음을 나타내며, 소음 평가 시 종별 기준 설정의 중요성을 보여줍니다.
종별 차이를 고려한 맞춤형 소음 기준의 필요성
각 물고기 종은 서로 다른 청각 감도를 가지고 있어, 인위적 소음이 미치는 영향을 평가할 때 이를 고려해야 합니다. 예를 들어, 특정 소음 강도는 어떤 물고기에게는 스트레스를 유발하거나 행동 변화를 일으키지만, 다른 물고기에게는 큰 영향을 미치지 않을 수 있습니다. 따라서 소음 규제와 관리에서는 종별 맞춤형 기준을 마련하는 것이 필요하며, 이를 위해 각 종의 청각 민감도와 반응을 연구하는 작업이 필수적입니다.
인위적 소음이 물고기에 미치는 영향
행동 반응과 청각 마스킹 효과
인위적 소음은 물고기의 행동에 변화를 가져올 수 있으며, 일정 수준 이상의 소음은 청각 마스킹 효과를 유발할 수 있습니다. 마스킹 효과는 중요한 소리 신호가 소음에 묻혀 청각 기능이 저하되는 현상을 의미합니다. 이러한 현상은 물고기의 먹이 탐색, 포식자 회피, 짝짓기 등 생존에 중요한 행동에 영향을 줄 수 있습니다. 소음이 더 강해지면 일시적인 청각 민감도 감소(TTS, Temporary Threshold Shift)가 발생할 가능성이 높아져, 물고기의 생존에 추가적인 위협을 초래할 수 있습니다.
물리적 영향
강력한 소음은 물고기 신체에 물리적 손상을 줄 수 있으며, 심할 경우 사망에 이르게 할 수 있습니다. 소음의 강도와 발생 거리 등에 따라 이러한 영향의 정도가 달라집니다. 특히, 해상 풍력 발전소의 파일 드라이빙 소음은 가까운 거리의 물고기들에게 심각한 물리적 손상을 가할 수 있으며, 먼 거리에서도 청각 손실과 행동 변화를 유발할 가능성이 큽니다. 이는 해양 환경 보호와 생태계 건강을 위해 반드시 규제와 관리가 필요한 문제입니다.
파일 드라이빙 소음의 영향
해상 풍력 발전소 건설 시 발생하는 파일 드라이빙 소음은 물고기 청각에 심각한 영향을 미칩니다. 이 소음은 물고기의 청각을 손상시킬 뿐 아니라, 특정 거리 이상에서도 감지되어 물고기의 행동에 변화를 초래할 수 있습니다. 또한, 수중 소음과 해저 기반의 진동 소음이 물고기들에게 생존을 위해 중요한 경고 신호를 방해할 수 있어, 생태계 전체에 영향을 미칠 수 있는 중요한 문제로 대두되고 있습니다.
기준 및 새로운 연구의 필요성
미국의 소음 기준
미국 해양수산청(NMFS)은 2008년, 물고기 보호를 위한 수중 소음 기준을 설정했습니다. 이 기준은 최대 음압 레벨(Peak SPL)을 206 dB re 1 µPa로 정했으며, 누적 음향 노출 레벨(SELcum)은 물고기 무게에 따라 다르게 설정되었습니다. 이러한 기준은 소음으로 인한 물고기들의 행동 변화를 줄이기 위한 최소한의 조치로, 특정 강도의 소음이 물고기에게 물리적 손상을 줄 가능성을 낮추기 위해 마련되었습니다.
새로운 연구에 따른 기준 개정 필요성
2008년에 설정된 소음 기준은 연구 부족으로 인해 보수적으로 설정된 면이 있습니다. 2014년에 새로운 잠정 기준이 마련되었으나, 이 기준은 여전히 입자 운동 기준을 포함하지 않으며, 무척추 동물에 대한 소음 기준 또한 부재한 상황입니다. 향후 해양 생물 보호를 위한 보다 정교한 기준이 필요하며, 이를 위해 소음 노출 시 물고기와 무척추 동물의 생리적 반응에 대한 지속적인 연구가 요구됩니다.
인위적 소음과 물고기: 일반 결론
지속적 기준 업데이트의 필요성
새로운 연구 결과가 발표됨에 따라 기존 소음 기준은 지속적으로 업데이트되어야 합니다. 특히, 2014년 기준을 기반으로 한 소음 규제는 최근 연구를 반영하여 수정될 필요가 있습니다. 미국을 포함한 각국은 해양 생물 보호를 위해 최신 연구 결과를 반영한 소음 기준을 설정하고 규제해야 합니다.
행동적 영향 중점의 필요성
인위적 소음은 물리적 손상 외에도 물고기 행동에 널리 영향을 미칩니다. 청각 기능이 일시적으로 감소하면 물고기는 포식자 회피, 먹이 탐색, 짝짓기 등에 큰 영향을 받을 수 있으며, 이는 물리적 손상보다 더 큰 생태계 영향을 초래할 수 있습니다. 따라서 소음 규제는 물고기들의 행동적 영향을 줄이는 방향으로 강화되어야 합니다.
연구의 어려움과 지속적 필요성
인위적 소음의 영향을 실험실 환경에서 연구하는 것은 매우 어렵습니다. 실제 해양 소음 환경은 수온, 염도, 소음 주파수 등 여러 변수가 영향을 미치며, 실험 결과와 실제 환경의 차이가 발생할 수 있습니다. 따라서 실험실 환경에서의 소음 연구를 실제 해양 환경과 연계해 보완할 수 있는 연구 방법론 개발이 필요합니다.
풍력 발전과 어류에 대한 일반적 결론
운영 중 풍력발전소 소음의 영향
가동 중인 풍력 발전소에서 발생하는 소음은 물고기들이 감지할 수 있는 수준에 미치지 않으며, 이는 풍력 발전소 가동 중 소음이 물고기에게 미치는 영향이 제한적임을 시사합니다. 그러나 파일 드라이빙과 같은 건설 과정에서 발생하는 소음은 물고기에게 감지 가능 거리가 훨씬 넓으며, 물리적 손상 및 생리적 영향을 초래할 수 있습니다.
건설 소음(파일 드라이빙)과 물고기
파일 드라이빙 소음은 일반 가동 소음과 비교해 강력한 소음을 발생시킵니다. 이러한 소음은 물고기의 청각 손실뿐 아니라 물리적 손상, 생리적 변화를 유발할 수 있으며, 이는 해양 생태계 전체에 영향을 미칠 수 있는 중요한 문제입니다. 가까운 거리에서는 청각 기능 손상뿐 아니라 물리적 피해를 입을 가능성이 높으며, 먼 거리에서도 행동 변화와 스트레스를 유발할 가능성이 큽니다.
종별 소음 반응 차이
각 물고기 종마다 소음에 대한 반응이 다르며, 이는 무척추 동물에게도 마찬가지입니다. 종별 소음 반응에 대한 추가 연구는 더 정밀한 소음 규제와 관리에 필수적입니다. 부레가 있는 물고기와 없는 물고기, 청각이 특히 발달한 종 등 다양한 특성을 고려한 기준이 필요하며, 이 기준은 종별로 차별화되어야 합니다.
참고 문헌
이 발표에서는 Arthur Popper와 그의 연구 동료들이 수행한 여러 연구와 논문이 참고되었습니다. 주요 참고 문헌은 다음과 같습니다:
- Hawkins, A. D., Pembroke, A., & Popper, A. (2015). 물고기와 무척추 동물에 대한 소음 영향 정보 격차에 관한 연구.
- Popper, A., & Hawkins, A. (2016). 물고기의 소음 노출 기준 개발에 관한 연구서.
- Slabbekoorn 외 (2018). 인위적 소음이 물고기에 미치는 영향을 다룬 논문.
- Popper 외 (2014). 물고기와 바다 거북의 소음 노출 가이드라인.
- Popper & Hawkins (2018). 물고기와 무척추 동물의 입자 운동 중요성에 관한 논문.
연관 질문과 답변
Q1: 해양 소음이 물고기에게 미치는 영향은 어떻게 평가되나요?
A1: 해양 소음은 물고기의 청각 시스템에 영향을 미쳐 생존에 필요한 정보를 놓치게 하거나 물리적 손상을 줄 수 있습니다. 이러한 영향은 종별로 다르게 나타나며, 연구를 통해 각종 소음이 미치는 영향을 평가합니다.
Q2: 파일 드라이빙 소음은 다른 소음보다 왜 더 유해한가요?
A2: 파일 드라이빙 소음은 고강도, 저주파 소음으로 해양 환경에 널리 퍼지며, 물고기와 해양 생물의 청각 및 신체에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.
Q3: 물고기의 소음 민감도에 따른 규제 기준이 필요한 이유는 무엇인가요?
A3: 각 종의 물고기 청각 감도가 다르기 때문에, 소음 민감도에 맞춘 종별 기준이 필요합니다. 이는 보다 효과적인 소음 관리에 도움을 줄 수 있습니다.