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- "녹색 물결"은 지난 40년간 점점 더 북쪽과 동쪽으로 이동
- 북반구 여름철 녹지 중심, 적도에서 북쪽으로 약 2,390km 떨어진 아이슬란드 있다
- 남반구에서는 이러한 반대 추세가 거의 나타나지 않음
- 분석은 육상 식생이 시간적, 지리적 역동성 측면에서 지구 기후변화에 반응하는 것 시사

지구의 "녹색 물결"이 이동하고 있다
매년 지구를 순환하는 식물 녹화 현상이 북쪽과 동쪽으로 이동하고 있다.

성장 양상의 변화:
지구를 순환하는 식물의 연간 녹화 현상은 마치 파도처럼 움직인다. 이 "녹색 물결"은 지난 40년간 점점 더 북쪽과 동쪽으로 이동했다. 새로운 측정 방법을 사용한 연구진의 분석에 따르면, 현재 녹색 물결의 중심은 1982년보다 더 북쪽과 동쪽에 위치한다. 이는 기후 변화와 특히 고위도 지역의 온화한 겨울의 영향을 반영하는 것이다. 그러나 연구팀은 남반구에서는 이와 같은 이동이 나타나지 않은 점에 주목했다. 

▲ 매년 지구 전체가 푸르게 변하는 현상은 마치 녹색 물결처럼 지구를 따라 퍼져 나갑니다. © Ida Flik

우주에서 관측하면 매년 녹색 물결이 지구를 가로지르며 이동한다. 북반구는 가을과 겨울에 대부분 잎을 떨어뜨리고 휴면 상태에 들어간다. 같은 시각, 남반구는 봄과 여름이 되어 식물들이 푸르게 변한다. 6개월 후에는 이러한 순환이 반전된다. 이 녹색 물결의 이동 경로와 위치는 계절과 기후뿐만 아니라 토지 이용과 대기 중 이산화탄소의 비료 효과에 의해서도 결정된다.

계절에 따른 녹화 현상의 정점은 어디일까?

이는 기후 변화로 인해 녹화 현상에 변화가 생겼는지, 있다면 어떻게 변화했는지에 대한 의문을 제기한다. 지금까지 녹화 현상의 변화를 정기적이고 정량적으로 기록할 수 있는 전 지구적 측정 방법은 없었다. 라이프치히 대학교와 헬름홀츠 환경 연구 센터(UFZ)의 미겔 마헤차(Miguel Mahecha) 연구팀은 이러한 변화를 측정할 수 있는 방법을 개발했다. 그들은 '중심점'이라는 개념을 활용해 대륙의 질량 중심을 기준으로 녹화의 중심이 어떻게 이동하는지 파악했다.

▲ 위성 적외선 분광계로 얻은 식생 데이터는 북반구의 계절에 따른 녹색 파동의 변화를 보여준다. © Guido Kraemer

이를 위해 연구팀은 1982년부터 2022년까지의 위성 데이터를 분석해 육지 면적의 '녹도'와 잎 면적과 같은 식생 지표를 측정하고, 특수 공식을 사용하여 식물 성장의 중심 위치를 계산했다. 마헤차 연구원은 "완벽하게 둥근 지구본을 손에 들고 지구 표면의 모든 지점에 있는 녹색 잎을 나타내는 작은 추들을 매달았다고 상상해 보세요"라고 설명한다. "만약 이 지구본을 잔잔한 물에 조심스럽게 놓으면, 무게중심은 아래쪽을 향할 것이다.”

지난 40년간의 북쪽 이동

분석 결과, 북반구 여름철 녹지 중심은 현재 적도에서 북쪽으로 약 2,390km 떨어진 아이슬란드 위도에 있는 것으로 나타났다. 반면 남반구 여름철에는 녹지 중심이 적도에서 불과 160km 떨어진 라이베리아 위도에 있다. 마헤차와 그의 동료들은 "이러한 비대칭성은 지구상 식생 지역의 불균등한 분포를 반영한다"고 설명했다.

▲ 4월이 되면 중앙 유럽의 숲은 푸르게 물들기 시작합니다. 이때, 초록빛 물결이 북쪽으로 이동한다. © Stefan Bernhardt

하지만 과거에는 녹지 중심이 다른 곳에 있었다. 지난 40년간 녹지 중심은 매년 평균 3~14km씩 북쪽으로 이동해 왔다. 이러한 이동의 주요 원인은 유라시아 극북 지역의 식물 생장 증가다. 기후가 온화해짐에 따라 타이가 숲의 나무들이 점점 더 북쪽으로 뻗어 나가고 있는 것이다. 그 결과, 이 지역은 점점 더 푸르러지고 있다.

남반구에서는 이러한 반대 추세가 거의 나타나지 않음

놀라운 점은 이러한 북쪽으로의 추세가 북반구뿐만 아니라 남반구에서도, 그리고 연중 내내 뚜렷하게 나타난다는 것이다. 마헤차는 "이것은 우리를 매우 놀라게 했다"고 말했다. 일반적인 통념에 따르면 기후 변화는 남반구를 포함한 양반구의 고위도 지역에서 식물 성장을 촉진해야 한다. 그러나 이러한 남쪽으로의 이동은 남반구에서는 거의 눈에 띄지 않았다. 전반적으로 이는 녹화 물결의 진폭을 줄여, 남쪽으로의 이동이 덜 두드러지게 나타나도록 했다.

▲ 위성에서 관측한 식생 지수의 평균 계절 주기와 이를 통해 도출된 중심점 궤적. 위쪽 패널은 중해상도 영상 분광계(MODIS) 데이터에서 도출한 커널 정규화 차분 식생 지수(kNDVI)를 사용하여 2023년 북반구 춘분/추분과 하지/동지에 해당하는 (A) 3월 20일, (B) 6월 21일, (C) 9월 23일, (D) 12월 21일의 "녹색 파동"을 보여준다. (E)에서는 직교 좌표계에서 녹색 표면 중심점의 3차원 궤적을 나타낸다. 보라색 선은 지구 표면으로의 2차원 투영을 나타낸다. (출처:Accelerated north–east shift of the global green wave trajectory / PNAS / February 23, 2026)

한 가지 가능한 이유는 북극의 육지 면적이 남반구보다 훨씬 크다는 것이다. 온난화로 인해 북극에서 더 많은 식물이 자란다면, 이는 파타고니아의 녹화보다 더 큰 영향을 미친다. 마헤차와 그의 동료들은 "북반구 겨울철의 약간의 녹화만으로도 그에 상응하는 남쪽으로의 이동을 상쇄할 수 있다"고 설명했다.

녹색 물결이 동쪽으로 계속 이동하고 있다.

또 다른 변화가 나타나고 있다. 연구진은 "녹색 물결이 북쪽뿐 아니라 동쪽으로도 이동하고 있다"며, "이는 예상치 못한 현상이지만 인도, 중국, 유럽, 그리고 어쩌면 러시아와 같은 지역의 녹화 열풍과 관련이 있을 수 있다"고 밝혔다. 특히 북쪽으로 길게 뻗어 있는 유라시아 대륙이 이러한 변화에 결정적인 역할을 했을 가능성이 크다.

남반구에서도 동쪽으로 이동하는 추세가 나타나고 있습니다. 마헤차 연구팀에 따르면, 이 추세는 2010년경부터 데이터에서 뚜렷하게 나타나고 있습니다. 남반구 녹화 집중 현상이 동쪽으로 이동하는 원인으로는 남미와 동남아시아 간의 균형 변화를 들 수 있습니다. 연구팀은 "이러한 지역적 차이가 복합적으로 작용하여 관찰되는 동쪽 이동 현상을 만들어낸다"고 설명했다.

▲ 엽면적지수(LAI; 1982~2020)에 대해 계산된 녹색파 중심 궤적의 계절 주기. (A) GIMMS LAI4g(22)에서 도출된 3D 궤적(적도면 위 고도)을 표시한다. (B) 해당 속도의 성분은 북반구 균등선에서 최대값을, 남반구 균등선에서 최소값을 갖는다. (C) 세 공간 방향 모두에서 궤적의 속도를 나타내며, (D) 계절적 비대칭성을 보여주는 연간 녹색 및 등색선의 원형 표현.(출처:Accelerated north–east shift of the global green wave trajectory / PNAS / February 23, 2026)

이러한 추세는 앞으로도 지속될 전망

마헤차 연구팀이 지구 시스템 모델을 이용해 분석한 결과, 현재 관찰되고 있는 녹색 물결의 북동쪽 이동 추세는 앞으로도 계속될 것으로 예상된다. "가장 낙관적인 미래 시나리오에서도 녹색 물결의 북쪽 이동은 계속될 것이다"며, "이는 기후 변화가 지구 생태계에 미치는 영향을 강조한다"고 연구진은 밝혔다.

전반적으로, 이번 분석은 육상 식생이 시간적, 지리적 역동성 측면에서 지구 기후 변화에 반응하고 있음을 시사한다. 이 새로운 방법은 과학자들에게 지구 온난화 시대에 지구 생물권이 어떻게 재편되고 있는지 더 잘 이해할 수 있는 도구를 제공한다.

참고:
Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026; doi: 10.1073/pnas.2515835123)

출처: Deutsches Zentrum für Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig
독일 생물다양성 연구센터(iDiv) 할레-예나-라이프치히

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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