<그림. 이번에 발견된 주요 유공층
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>

도호쿠지방 태평양 지진과 지진해일이 연안 저층 생태계에 미치는 영향

- 해저에 서식하는 미소생물의 예상치 못한 다양성 변동

독립행정법인 해양연구개발기구 해양생물다양성 연구분야와 야마구치대학, 고치대학 연구팀은 프랑스, 네덜란드, 핀란드의 연구팀과 공동으로 도호쿠지방 태평양 연안 지진으로부터 5개월 후인 2011년 8월 말, 중정도의 지진해일에 피해를 입은 시모기타연안의 퇴적구조 및 화학환경, 저생생물군집 분포를 재해 후 처음으로 조사하였다. 그 결과, 해저에서 새로운 타입의 혼란이 발견되어 과거 지진해일의 복원에 도움이 될 것으로 기대된다.

연구팀은 2011년 8월, JAMSTEC 소유의 학술연구선을 이용하여 시모기타 연안의 해저 모습을 관찰하고 퇴적물을 채취하였다. 시모기타 연안은 완만한 경사를 동반한 해저지형에서 대륙사면을 거쳐 심해로 연결되어 있다. 이 대륙붕 부분은 수심 55m, 81m, 105m 3점과 심해에 이르는 사면부분의 수심 211m 지점에서 채취한 퇴적물을 분석한 결과, 상부에는 조개껍질 등이 혼합되어 있으며, 크기가 다양한 물질을 많이 포함한 퇴적물이었다. 그 중에는 “상방조립화”라는 해저면의 상부쪽으로 입도가 굵은 퇴적구조를 나타내는 지점도 있었다. 이것은 일반적으로 지진해일의 썰물에 의해 형성된다고 생각된다.

이 퇴적구조가 통상적인 해류 및 지진 후인 2011년 5월에 발생한 대형 태풍에 의한 것이 아니라, 도호쿠지방 태평양 연안 지진에 의한 지진해일에 의한 것이라는 것을 증명하기 위해 계산기에 의한 시뮬레이션을 실시하여 지진해일로 발생한 해저 각 지점에서의 압파(押波), 인파(引波)의 속도 및 태풍에 의해 발생한 수류의 강도를 추정하고, 정상적인 해류의 영향과 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 수심 105m의 지점에서는 최대 78cm/초의 압파가 있다고 추정하였다.

평상시 시모기타 연안에서 해저의 유속은 츠가루(津?)난류에 의해 0.05~26cm/초 정도이었다. 또한 수심 80m의 유속을 계산하면 약 17cm/초였으며, 지진해일에 의한 흐름은 멀리 영향을 미치지 않는다는 것을 알았다. 또한 이번에 확인된 큰 모래입자가 이동하는 유속을 시뮬레이션한 결과, 적어도 대형 태풍정도의 유속에서는 모래입자를 이동시킬 수 없다는 것을 알았다.

이상의 결과로부터 연구팀은 이번에 관찰된 퇴적구조가 지진해일에 의한 흐름으로 형성된 것이라고 결론지었으며, 이 특징적인 퇴적구조를 “지진해일 퇴적물”이라고 인정하였다. 그리고 수심 81m의 해저면에 남아 있는 조개를 동정한 결과, 얕은 장소에 서식하는 종류로 판명되었다. 또한 저생 유공충류에 대한 조사에서도 대륙붕 부근의 수심 55m에서 59종, 수심 81m에서 63종, 수심 105m에서 49종의 유공층이 발견되어 통상적인 것보다 높은 다양성을 나타내었다. 이러한 다양한 서식환경에 있었던 유공충이 강한 흐름에 의해 운반되었기 때문에 다양한 지점의 유공충이 발견되었다고 생각된다. 이러한 유공충의 대부분은 살아 있는 상태로 채취되었으며, 예상된 활이류(?泥流) 및 유기물 유입 등에 의한 대량사멸 등은 관찰되지 않았다.

한편, 본래 해저면에 서식하고 있는 종류가 퇴적물의 깊은 부분에 살아 있는 상태로 발견되었다. 이것은 지진해일 기원의 강한 흐름에 의해 표면에 서식하고 있는 종류가 재퇴적 시에 깊은 곳으로 유입되어 나타난 현상이라고 생각된다. 이에 비해 대륙붕에서 심해에 걸친 사면부분에서는 수심 211m 지점에서 상황이 변하여 유공충은 겨우 21종만 발견되었으며, 그 중 86%가 단일종으로 다양성이 낮은 군집이었다.

■ KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 http://mirian.kisti.re.kr