피터 타이에크: 해양 포유동물들의 흥미로운 소리

대단히 감사합니다. 오늘 저는 여러분들을 바닷속 고래와 돌고래들의 음향의 세계로 안내해 드릴 것입니다. 우리는 꽤나 시각적인 동물이기 때문에 이것을 이해하는데 좀 어려울겁니다. 그래서 저는 숫자들과 음성들을 이용하여 설명해 보도록 하겠습니다. 그런데 시각적인 사람들인 우리가 스노클링이나 다이빙으로 바다 안을 들여다보면 어떨지 생각해 보죠. 우리는 깊이 들여다 볼 수 없을 겁니다. 대기중에서 잘 만 보이는 우리의 시야가 갑자기 극도로 제한되고 폐쇄적으로 변하기 때문이지요. 반면에 해양 포유동물들이 수백년간 진화되어 가면서 발전시켜온 것은 소리를 이용하여 세상을 탐험하고 서로에게 소통할 수 있는 것이었습니다.

돌고래들과 이빨고래들은 '음파탐지'를 사용합니다. 그들은 큰 클릭 소리를 내고 해저에서의 울림을 듣고 위치를 파악합니다. 이들은 소리의 울림으로 먹이의 위치를 추적하고, 원하는 사냥감을 찾습니다. 모든 해양 포유동물들은 소리를 이용하여 의사소통을 합니다. 그래서 커다란 고래수염들은 길고, 아름다운 노래를 불러 번식하기 위한 행위를 시작하고 수컷과 암컷들은 이를 통해 상대방을 찾는 것이죠. 그리고 어미와 새끼들이나 가까운 동물들은 부르기를 통해 연락을 주고 받습니다. 그러므로 소리는 이들 일상에 아주 중요한 역할을 합니다.

제가 처음으로 이 매우 낯설었던 바닷속 동물들의 소리세계에 관심을 갖게 된 계기는 잡혀서 사육된 돌고래들이 인간들의 소리를 흉내낼 수 있다는 점이었습니다. 좀 전에 언급했듯이 소리에 대한 몇가지 이미지 자료들을 준비했습니다. 첫번째 예시입니다. 이것은 주파수 대 시간을 표시한 그래프인데 음악 표기법과 비슷하죠, 높은 음은 위에, 낮은 음은 아래에 있고 시간은 이 방향으로 흘러가고요. 이것은 트레이너의 호루라기에 대한건데, 트레이너는 호루라기를 불어 돌고래에게 잘했다며 생선을 가져가라고 말합니다. "트위위윗" 같은 소리가 이렇게 나오는 것이죠. 그리고 여기는 새끼가 트레이너의 호루라기 소리를 흉내내는 것을 나타냅니다. 만약 여러분이 강아지나 고양이에게 이 소리를 냈는데 비슷한 소리로 답변을 받는다면 여러분은 상당히 놀라실 겁니다. 굉장히 적은 수의 동물들만이 소리를 흉내낼 수 있습니다. 이것은 우리의 음악과 언어에 아주 큰 영향을 끼칩니다.

궁금한 점은 이것이었죠: 이 소수의 동물들은 왜 이러한 행동을 하는 것일까요? 그래서 저는 커리어의 대부분을 이것을 이해하기 위해 시간을 보냈습니다. 어떤 방식으로 동물들이 자신들이 배운 능력, 즉, 자신이 들었던 소리를 자기만의 언어로 바꾸는 능력을 사용하는 지에 대해서 말입니다. 이어서 동물들의 호출방법에 대해 알아보죠. 많은 동물들은 호출용 소리를 만듭니다. 예를들어 어미와 새끼가 떨어져 있을때 말이지요. 이것은 서로 흩어진 다람쥐원숭이들이 서로를 부르기 위해 쓰인건데 보시다시피, 그다지 특별한 변동은 없어 보입니다. 이에 대조적으로 돌고래들이 연락하기 위해 사용하는 휘파람 소리는 각자 근본적으로 다른 형식으로 호출됩니다. 이들은 호출을 듣고 배우는 능력을 사용해서 더욱 복잡하고 독특한 호출을 만들어 내어 서로를 확인하는 것이죠.

동물들이 서로를 호출하는 환경은 어떨까요? 어미와 새끼를 알아보죠. 보통 어미와 새끼 돌고래는 어미가 생선을 쫓을 때 서서히, 아님 헤엄쳐서 멀어지는 경우가 많습니다. 그래서 이들이 헤어지게 되면 다시 서로 만나야 합니다. 이것은 돌고래들이 휘파람을 불어내는 거리와 최대 거리의 비율을 계산한 것입니다. 돌고래들이 20미터 이내로 떨어져 있다면 이들이 휘파람을 부는 시간도 줄어듭니다. 대부분 이들은 이리저리 수영을 하면서 서로를 찾는 경우가 많습니다. 하지만 100미터 이상 떨어져 있는 경우에는 항상 서로 각자의 독특한 휘파람 소리를 내어 다시 만나게 되지요. 대부분 돌고래들의 특별한 휘파람 소리들은 이러한 형식으로 인식되고 있습니다. 하지만 예외도 여럿 있죠.

수컷 돌고래가 어미를 떠날때에는 보통 다른 수컷과 연합하여 수십년을 함께할 동맹을 맺는 경우가 많습니다. 그리하여 이들에게 사회적인 유대가 형성되게 되면 이들의 두드러진 휘파람 소리들은 실제로 합치게 되어 매우 비슷하게 바뀝니다. 보시면 한쌍의 구성원들의 그래프가 있는데 상단에 나타난 바와 같이 이렇게 활성화 된게 보이시죠, "웁, 웁, 웁." 둘 다 이런 방식으로 활성화 되는 거죠. 반면에, 이 쌍은 "우-웃, 우-웃, 우-웃" 하네요. 어떻게 된거냐면 이들은 이와같은 학습과정을 통해 새 그룹의 새로운 사인을 만들어낸 것입니다. 이들이 새로운 식별자를 만들어 그들의 새 사회 그룹을 감지할 수 있게 한다는건 정말 흥미로운 사실입니다.

이제 한발짝 물러서서 이 메세지가 어떤식으로 돌고래 보호에 대해 설명하는지 알아봅시다. 누구나 이 사진을 보면 이 돌고래가 포위되어 있고 명백히 그의 행동에 지장이 있다는 것을 알것입니다. 이것은 나쁜 현상이죠. 그런데 알고보면, 이 보트 하나가 한 돌고래 무리에게 몇 백미터 뒤에서 다가오고 있을때, 돌고래들이 휘파람을 불기 시작하죠. 그들이 하던 행동들을 바꿔서, 서로 화합하여 보트가 지나가기를 기다리고 그 후에 다시 하던 일을 개시하지요. 사라소타, 플로리다 같은 곳에서 보트 한대가 100미터 이내의 거리안에 돌고래 무리들을 지나가는 간격의 평균 시간은 6분 입니다. 그래서 앞의 상황처럼 심각하지는 않더라도 이 동물들이 평상시 생활을 하는 것에 영향이 갈 수 있는거죠.

순수 자연이 살아있는 호주 서부의 환경을 봅시다. 라스 바이더는 이 곳에서 돌고래들이 보트를 알게되기 전 그들의 행동과 분포를 비교 조사 하였습니다. 보트가 하나일 때에는 큰 영향은 없었죠. 두번째 보트가 추가되어 총 두대의 보트들이 나타났을 때에는, 몇 마리의 돌고래들이 자리를 완전히 떠나버렸습니다. 그리고 남은 동물들의 번식력은 퇴화되었고요. 그러므로 전체 종족들에게도 나쁜 영향을 끼칠 수 있다는 것입니다. 돌고래같은 해양동물들을 보호하는 구역에서는 우리가 안전하다고 생각하는 것들도 어떤 작용을 하는지 알아야 할 필요가 있습니다. 이러한 문제들이 생기는 것을 방지하려면 레크리에이션용 보트타기나 고래 구경하기의 빈도와 강도를 조정해야 할 것입니다. 또 하나 언급하자면, 소리는 공간의 경계에 지배당하지 않습니다. 따라서 보호구역에 경계선을 그려놓아도 소리나 화학 오염 물질등이 공간을 침투할 수 있죠.

이제 현지의 익숙한 해안 지역에서 벗어나, 더 넓은 고래수염들의 세계, 오픈오션으로 들어가보죠. 이것은 우리가 흔히 보는 유형의 지도입니다. 세상의 대부분이 푸른색입니다. 제가 지적하자면, 바다는 우리가 생각하는 것보다 더욱 밀접하게 연결되어 있습니다. 바다를 건널때, 육지에 비해 얼마나 적은 장벽이 있는지 보세요. 제가 보기에, 이 바다끼리 연결되는 체계 중 제일 놀라운 사실은 청각 환경에서 나온다고 생각합니다. 해양학자들이 남쪽 인도해로 배를타고 가서 수중 확성기를 사용하여 소리를 재생한 적이 있습니다. 그 똑같은 소리가 서쪽으로 이동하여, 버뮤다에서도 들을 수 있었고 동쪽으로도 이동하여, 몬테리까지 들릴 수 있었습니다.

우리는 지금 위성 커뮤니케이션 시대에 살며 세계와 소통할 수는 있지만 이것은 정말 대단한 일이라고 생각합니다. 바다는 저주파 사운드가 안에서 글로벌하게 이동할 수 있는 특성을 가지고 있습니다. 소리가 각 지역으로 이동할 수 있는 시간은 3시간 정도 됩니다. 거의 지구 반바퀴를 도는 셈이지요. 이어서, 70년대 초반에 로저 페인이라는 해양 음향 전문가가 이론서를 낸 적이 있었는데 그는 소리가 넓은 공간에서도 전송될 수 있다고 지적했었죠. 그러나 소수의 생물학자만 지지하였구요.

그런데 알고보니, 비록 우리가 장기적인 번식에 대해 안지는 몇백년밖에 안되었지만, 고래들은 이 놀라운 바다의 특성을 활용하기 위해서 몇백만년 이상이나 진화해온 것이었습니다. 그래서 흰긴수염고래와 긴수염고래들이 저주파 사운드를 내어 멀리 있는 곳까지 전달할 수 있는 것이죠. 이 위에있는 곡선을 보시면 수컷들이 반복해 낸 복잡한 호출소리들을 보실 수 있습니다. 명금들 처럼 이들은 노래를 부르며 번식을 하는 것이죠. 아래를 보시면, 수컷과 암컷들이 멀리까지 낸 소리들을 보실 수 있습니다.

70년대 부터 냉전이 끝날 때까지 생물학자들은 이 장거리 소통에 대하여, 계속 회의적이 었습니다. 냉전 기간동안에 미국 해군에서 기밀 시스템을 가지고 있었는데 그것은 바로 러시아 잠수함을 추적하는 시스템이었습니다. 안에 수중 청음기와 마이크가 들어있고 해안에 케이블로 연결되어 중간 지점에서 북대서양 전체를 넘나드는 소리들은 모두 들을 수 있었답니다. 베를린 장벽이 넘어진 후에야 해군에서는 이 시스템을 고래 생물-음향 전문가들이 소리를 듣고 볼 수 있도록 허용하였습니다.

이 그래프는 크리스토퍼 클락이 한 흰긴수염고래가 버뮤다를 지나 마이애미 지역까지 지나 갔다온 흔적을 추적한 것입니다. 이 고래는 43일 동안, 1,700 km 아니면 1,000 마일 이상을 이동하였습니다. 이 통계에 따르면, 소리는 몇 백마일을 넘어서도 들린다는 것과, 고래들이 그 거리를 습관적으로 이동한다는 것을 알 수 있습니다. 이 비늘을 지닌 해양동물들은 우리가 생각했던 것보다 더 많은 거리상으로 소통하고 있습니다.

기후가 온화하고 따뜻한 바다에 흩어져 있는 흰긴수염고래, 긴수염고래들과 달리 이 곱사등의 고래들은 오래전부터 지내왔던 곳에서 모여 생활하고 있습니다. 그리하여 이들은 비교적 고주파의, 광대역이 넓고 더 복잡한 소리를 낼 수 있는 것입니다. 바로 지금 이 혹고래들의 복잡한 노래를 듣고 계십니다. 혹고래들이 이 노래를 부를 수 있는 능력을 키우게 되면, 다른 고래들의 소리도 들어보며 그것을 바탕으로 그들의 노래를 바꾸기도 합니다. 전에 설명드렸던 명금, 돌고래 휘파람같은 경우이지요. 따라서, 흑고래의 노래는 인간들이 듣는 음악같이 하나의 해양동물의 문화로 볼 수 있습니다.

그 중 제가 제일 흥미롭다고 생각드는 것은 호주에서의 케이스입니다. 호주 동해안의 생물학자들이 혹고래의 노래들을 녹음한 적이 있습니다. 이 주황색 라인은 그들이 부른 특정의 노래들을 나타냅니다. 95년도에는 모두 정상적인 노래를 부르고 있었어요. 그런데 96년이 되자 그들은 몇가지 특이한 노래들을 불렀습니다. 알고보니 이 이상한 노래들은 서해안의 고래들이 부르는 노래들이었지요. 서해안 노래들의 인기는 점점 더 올라갔는데 1998년이 되자, 결국 아무도 예전의 동해안 노래들을 부르지 않게 되었습니다. 그들은 멋지고 새로운 서해안 노래들을 즐겨 불렀지요. 마치 새 스타일이 인기를 끌며 예전 스타일을 완전히 없애버리고, 심지어 올드송 방송국도 없어져버린 세상 같았지요. 그 어떤 고래도 옛노래를 부르지 않았어요.

바다가 이 노래들과 어떻게 연결이 되는지 알아보겠습니다. 지금 여러분은 크리스 클락이 0.2 마일 떨어진 곳에서 혹고래를 녹음한 소리를 듣고 계십니다. 전체 주파수를 듣고 계시죠. 꽤 소리가 큽니다. 아주 가까이서 듣는 것 처럼요. 다음 들으실 음성은 똑같은 혹고래가 50마일 떨어진 곳에서 부르는 노래입니다. 여기 밑에 나와있습니다. 저주파만 들으실 수 있을 겁니다. 장거리의 바닷속을 통과하는 소리가 이동하면서 들리는 잔향이 들리실 겁니다. 이제 제가 혹고래 소리를 들려드린 후에, 흰긴수염고래 소리를 들려드릴 건데, 주파가 매우 낮아 들리질 않으니 속도를 빨리해서 재생해 보겠습니다. 이것은 흰긴수염고래가 50마일 떨어진 곳에서 부르는 소리인데, 혹고래에겐 먼 거리죠. 아주 크고, 듣기 쉽습니다 -- 매우 깔끔하지요. 이건 500마일 떨어진 곳에서 수중 청음기로 녹음한 동일한 소리입니다. 많은 잡음이 들리지요, 이것은 다른 고래들 소리인데요. 그러나 희미한 소리 하나가 들리실 겁니다.

이제 주제를 바꾸어서 인간들이 어떠한 영향을 끼치는지 생각해 봅시다. 사람들이 바닷속에 주입하는 가장 많은 소리들은 배에서 나옵니다. 이것은 배의 소리인데, 제 목소리가 들리려면 좀 크게 말해야 합니다. 고래가 이 소리를 500마일 거리에서 듣고 있다고 생각해 보십시오. 이 상황을 비추어보면, 배로 이동하는 것 그 자체가 고래들에겐 서로 소통하는 일에 큰 방해가 될 수도 있습니다. 다음은, 우리가 오랫동안 알고 있었던 사실입니다.

이것은 수중 사운드에 대한 책에서 나온 자료입니다. Y 축에는 수중 깊은 곳에서 나는 잔잔한 소음들의 평균치가 주파수로 나와 있구요. 저주파에 나와있는 이 라인은 지진에 이한 지구변동에서 나오는 소리를 나타냅니다. 위에, 이 변동이 심한 라인은 높은 바람과 파도에서 나오는 소리의 주파가 커지는 것을 보여주고 있습니다. 그런데 이 중간에 눈에띄는 부분은 바로 배의 소리에서 나오는 소음입니다. 생각해 보십시오. 정말 대단합니다. 고래들이 소통하는 주파수 범위에서 가장 많은 소음을 전 세계에서 제공하는 원인은 바로 사람들이 사용하는 배에서, 그것도 멀리 떨어져 있는 곳에서 모여 만들어낸 소리입니다.

다음 슬라이드에서는 이 소리가 고래들에게 얼만큼 커뮤니케이션에 영향을 끼치는지 알아보겠습니다. 이것은 고래가 부르는 소리의 음향 크기입니다. 점점 멀어질수록, 소리는 조금씩 희미해집니다. 산업혁명 전의 바다에서는, 아까 얘기했듯이, 이 고래의 소리는 쉽게 들릴 것입니다. 천 킬로미터 떨어진 곳에서 들리는 소리보다 크게 들리지요. 이제 함선들이 만들어내는 소음을 추가해서 들어보도록 합시다. 갑자기 천 킬로 거리에서 잘 들리던 소리가 이제는 10 km 거리 채 안돼야 들립니다. 만약 이 소리의 신호가 수컷과 암컷들이 서로를 찾아서 짝짓기를 하는 용도로 쓰인다면, 최근 현상이 멸종되어가는 이들에게 어떤 영향을 끼칠지 생각해 보십시오.

돌고래들 처럼 이들도 연락할때 쓰이는 호출을 갖고 있습니다. 제가 참고래들이 연락을 할때 쓰이는 호출 소리를 들려드리겠습니다. 이 소리는 보통 참고래 어미와 새끼가 떨어져 있다가 다시 돌아올때 내는 소리입니다. 이 상황에 배 한대가 지나간다고 가정해보죠. 만약 새끼는 없고 근처에 배가 지나가는 상황이면 어미는 어떻게 할까요? 몇가지 전략들을 설명해 보겠습니다.

한가지 방법은, 만약 소리가 이 아래있고, 소음이 이 주파대에 있으면, 소음 주파대로부터 소리 주파를 움직이면서 소통을 원활하게 할 수 있습니다. 펜 스테이트 주립대의 수잔 팍스는 대서양에서 이것을 조사했습니다. 이것은 그녀가 찾아낸 자료입니다. 70년대 남대서양에서 주로 들렸던 소리입니다. 2000년대 이 기본 소리가 어떻게 변했는지 보세요. 북대서양에서도 마찬가지로, 50년대 대 2000년대 자료입니다. 지난 50년동안 인류가 더 많은 소리를 해양에 들려주었을때, 고래들은 변해야 했습니다. 마치 전체 고래 인구들이 베이스에서 테너로 바뀐 듯 말이지요. 사람들로 인해서, 이렇게 큰 인구가 시간과 공간에서 이런 변화를 가질 수 있다는건 대단합니다.

아시다시피 고래들은 이 소음을 극복하기 위해 소리를 더 크게 내죠, 배가 지나갈때 고요해 지기를 기다렸다가, 주파대를 넘는 소리를 내는 것이죠. 이들이 소리를 크게 내거나 음대를 바꿀때 나오는 손실이 분명 있을겁니다. 여러 기회들을 놓칠 때도 있을거구요. 우리 역시 소통을 하려고 조용해지기를 기다릴 때 중요한 기회를 놓칠 수 있듯이 말이죠. 그래서 우리는 소음들이 서식지를 파괴할 수 있는 경우들을 생각해보아야 하고 동물들이 커뮤니케이션을 위해 얼마나 손해를 보아야하고 중요한 기능을 하지 못하는지 알아야 합니다. 정말 중요한 문제입니다.

하지만 좋은 소식은 여러 지역에서 전망이 나쁘지 않은 개발 작업들이 진행중이라는 점입니다. 고래들에 대한 함선들의 영향을 조사하고 있답니다 함선들의 소음에 대한 건은, 국제 해양 조직 연합에서 함선 방음 가이드라인을 제시하고 해양 산업 관련 인력들에게 소음을 줄이는 방법을 알려주는 그룹을 만들었습니다. 이 그룹은 또한 프로펠러 디자인을 개선하여 소음을 90퍼센트 줄이는 방법을 알아냈습니다. 배 선채 시스템을 방음 처리 하거나 분리하면 소음을 거의 99 퍼센트로 줄일 수 있습니다. 결국은 비용과 관리 수준이 주 문제가 되겠네요. 만약 해양 연합 그룹에서 관리 기준을 정하고, 선박회사에서 이 정책을 받아들인다면 곧 이 문제의 심각성이 줄어드는 현상을 볼 수 있을 것입니다.

그러나 제가 보여드리는 함선들의 또 다른 문제가 있는데, 그 문제는 바로 충돌입니다. 이것은 한 고래가 빠르게 지나가는 함선과 부딪히는 것을 간신히 피한 모습입니다. 고래와 함선의 충돌은 심각한 문제입니다. 해마다 멸종 위기에 처한 고래들은 수많이 충돌에 의해 죽어가고 있습니다. 이 사고들을 줄이는 게 굉장히 중요한 숙제입니다. 제가 제일 가능성 있는 접근 방법을 제시하겠습니다. 첫 케이스는 펀디만입니다. 이 검은선은 펀디만을 지나가는 함선들의 항로를 나타냅니다. 그리고 색칠되어 있는 지역은 멸종 위기에 처해있는 참고래들이 충돌되기 쉬운 곳입니다. 이 항로를 통해 많은 함선들이 지나가기 때문이지요. 알고보니 여름 시즌에는 이 항로가 참고래들의 주요 영양 보급 지역을 지나가고 있었습니다. 그리하여 이 지역이 충돌 위험 순위 1위 지역이 된 것이죠. 그래서 불의를 참지 못하는 생물학자들은 국제 해양 조직을 찾아가서 이렇게 신청하였죠: "항로를 바꿀 수 없나요? 그냥 땅 위에 그려진 선 아닙니까. 위험성이 낮은 지역으로 옮길 수는 없습니까?" 국제 해양 조직은 이들의 의견을 중시하였습니다: "이것은 새 항로입니다." 함선들의 항로의 위치가 바뀌었던 것이죠. 보시면 알겠지만, 이곳의 충돌 위험성은 훨씬 낮습니다.

이 방법은 사실 가망성이 높습니다. 이 위험성을 줄이기 위해 우리는 여러가지 다른 창의적인 방안들을 구성할 수 있겠죠. 또 다른 케이스는 최근 해운 회사에서 시도했던 방법인데요, 지구 온난화와 그린하우스 가스 배출 때문에 겪었던 문제들을 우려하여 고안한 방법이라고 합니다. Maersk Line 은 경쟁상대들을 보며 해운업자들은 모두 시간이 돈이라고 생각하다는 것을 느꼈습니다. 항구로 가기 위해 최대한 전력 질주를 하는 것이죠. 그런데 그들은 자주 기다리기만 합니다. Maersk사는 속도를 늦추기 위해 노력했습니다. 이들은 50 퍼센트를 줄일 수 있었죠. 연료 소비량은 30 퍼센트로 줄였기 때문에 이들은 돈을 절약할 수 있었고, 동시에 고래들에게도 이것은 많은 이득이 되었습니다. 좀 더 느긋하게 속도를 줄인다면, 소음량도 줄어들고 충돌 위험도 훨씬 낮아질 수 있습니다.

끝으로 제가 결론적으로 말씀드리자면, 고래들은 정말 놀라운 청각 세계에서 살고 있습니다. 수백만년동안 이들은 진화하면서 이 세계에 정착하고 있었습니다. 그래서 우리는 이들이 중요한 활동을 할때 고의가 아니게 피해를 주지 않기위해 최대한 신경을 써주고 항상 경계를 게을리하지 말아야 합니다. 동시에, 우리는 이 문제들을 어떻게 줄여나갈 것인지에 대해 창의적인 생각을 해봐야 할 것입니다. 그리고 저는 지금까지 보여드린 예문들이 보호 구역과 앞으로 나아갈 색다른 방향들을 제시해 주었으면 합니다. 바다를 안전하게 지켜서 고래들이 계속 소통할 수 있게 말이지요.

대단히 감사합니다.

(박수)