허리케인이 망가뜨린 바다를, 허리케인이 되살렸다

재앙이 치유제가 될 수 있을까.

2021~2022년, 플로리다 인디언 리버 라군 시스템에서 마나티(바다소) 1,200마리 이상이 굶어 죽었다. 먹이인 해초가 사라졌기 때문이다. 그런데 2023년 봄, 위성 사진 속에서 그 해초가 다시 살아나기 시작했다. 더 놀라운 것은 그 직전에 허리케인 두 개가 연달아 상륙했다는 사실이다.

10년의 붕괴, 그리고 예상치 못한 반전

인디언 리버 라군은 플로리다 동부 해안을 따라 펼쳐진 총 연장 560킬로미터의 기수 생태계다. 그 북쪽 끝에 자리한 모스키토 라군은 케이프 커내버럴에서 폰스 인렛까지 약 45킬로미터에 걸쳐 있다. 이곳은 한때 매너티, 바다거북, 돌고래가 풍성하게 서식하는 생태계의 보고였다.

문제는 2011년부터 시작됐다. 육지에서 흘러드는 과잉 영양분이 유해 조류 대번성(harmful algal bloom)을 반복적으로 일으켰고, 조류가 햇빛을 차단하자 해초가 고사하기 시작했다. 해초는 단순한 수중 식물이 아니다. 퇴적물을 고정하고, 수질을 맑게 하며, 무척추동물부터 바다거북과 매너티까지 수많은 종의 서식지이자 먹이터 역할을 한다. 해초가 사라지면 생태계 전체가 무너진다.

2020년대 초, 모스키토 라군의 해초 피복률은 사실상 0%에 가까워졌다. 생태학자들은 이 시스템이 돌이킬 수 없는 임계점을 넘었다고 판단했다.

그러던 2022년 가을, 허리케인 이안(Ian)과 니콜(Nicole)이 불과 6주 간격으로 플로리다 동부 해안을 강타했다. 폭우, 해일, 해안 침식이 뒤따랐다. 위성 이미지에서 해초는 더욱 줄어들었다.

그런데 몇 달 뒤인 2023년 3월, 뭔가 달라지기 시작했다.

AI가 포착한 생명의 귀환

지리학자 한나 에레로와 스테파니 인살라코-위너는 위성 영상과 머신러닝을 결합한 방법론으로 모스키토 라군의 해초 변화를 추적했다. 전통적인 현장 조사 방식, 즉 소형 보트를 타고 트랜섹트(측선)를 따라 직접 수중을 누비며 기록하는 방식은 시간과 비용의 한계가 명확하다. 하루에 이동할 수 있는 거리도, 조사할 수 있는 면적도 제한적이다.

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연구팀은 NASA의 하모나이즈드 랜드샛-센티넬(Harmonized Landsat-Sentinel) 프로그램 데이터를 활용했다. 복수의 위성 데이터를 통합해 동일 지역을 반복 촬영한 일관된 기록을 제공하는 이 프로그램 덕분에, 연구팀은 2022년 9월부터 2024년 1월까지 라군 전체의 변화를 시계열로 분석할 수 있었다.

핵심 도구는 랜덤 포레스트(Random Forest) 머신러닝 모델이었다. 연구팀은 2020~2023년 여름 동안 직접 라군에 들어가 수백 개의 GPS 포인트를 수집해 모델을 훈련시켰다. 플로리다의 여름은 혹독하다. 습하고 뜨거운 날씨, 그리고 이름값을 톡톡히 하는 모기 떼를 견뎌가며 축적한 현장 데이터가 AI 모델의 정확도를 담보했다.

분석 결과는 세 단계로 명확하게 나타났다.

허리케인 직후인 2022년 12월~2023년 초, 라군 전체에서 해초는 거의 감지되지 않았다. 그러다 2023년 3월, 통계적으로 유의미한 변화가 포착됐다. 작고 산발적인 해초 군락이 다시 나타나기 시작한 것이다. 이후 봄과 여름을 거치며 해초는 빠르게 확산됐고, 2023년 7월에는 라군 면적의 20% 이상을 덮었다. 이는 10년 만에 처음 보는 수준이었다. 겨울에는 계절적 패턴에 따라 다시 줄었지만, 2024년 1월 기준으로도 4.3%를 유지했다. 회복 이전 겨울철보다 현저히 높은 수치다.

2026년 봄 현재, 모스키토 라군의 해초는 안정적인 수준을 유지하고 있다.

허리케인은 어떻게 치유제가 됐을까

연구팀은 허리케인이 회복의 직접적 원인임을 증명하지는 못했다고 명시한다. 하지만 사건의 순서가 흥미로운 가설을 제시한다.

허리케인 이안은 대량의 담수를 라군으로 유입시켰다. 이 담수가 해초와 햇빛·영양분을 두고 경쟁하던 내염성 대형조류(macroalgae)를 일시적으로 억제했을 가능성이 있다. 이후 허리케인 니콜은 해안 사구를 무너뜨리며 라군과 대서양 사이에 새로운 수로를 만들었다. 이 수로를 통해 바닷물이 유입되면서 염도와 수환경이 변화했다. 두 허리케인이 해초 파편과 휴면 종자를 재분배했을 가능성도 있다. 조건이 안정되자 이 종자들이 빠르게 발아했을 수 있다.

무엇보다 회복이 역사적으로 해초 군락이 밀집했던 라군 중·남부 지역에서 집중적으로 일어났다는 점, 그리고 계절적 성장 패턴과 타이밍이 일치한다는 점이 이 회복이 우연이 아님을 시사한다.

이 발견이 한국에도 의미하는 것

모스키토 라군의 사례는 한국의 연안 생태계 관리에도 시사점을 던진다. 한국의 낙동강 하구, 천수만, 새만금 등 주요 연안 습지는 수십 년간 개발 압력과 수질 오염으로 생태계 기능이 크게 약화됐다. 특히 잘피(eelgrass, 한국 연안의 해초)는 남해와 서해 일부 지역에서 급격히 감소하고 있으며, 이는 어류 산란장 소실과 직결된다.

이번 연구가 주목받는 또 다른 이유는 방법론이다. 위성 영상과 머신러닝을 결합한 생태계 모니터링은 국내에서도 국토위성, 다목적실용위성(아리랑) 시리즈와 NAVER LABS나 대학 연구팀의 AI 기술을 접목해 적용 가능한 모델이다. 광범위한 연안 지역을 저비용으로 지속 모니터링하는 것은 기존 현장 조사 방식으로는 불가능했다. 이 기술이 한국 연안 관리 체계에 도입된다면 실시간 이상 감지와 조기 대응이 가능해질 수 있다.