꽃은 단순히 봄의 도래를 상징하는 것을 넘어, 빛, 온도 및 강수량과 같은 환경적 요인에 의해 영향을 받는 자연의 주기를 반영합니다. 연구자들은 현재 이러한 패턴을 탐구하여 우리 지구에서 발생하고 있는 변화를 이해하고자 하고 있습니다.
최근 연구에 따르면, 항공적 방법과 위성 기술을 사용하여 캘리포니아의 야생화 분포를 추적할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다.
이 고급 기술은 원래 NASA의 제트 추진 연구소(JPL)에서 개발되었으며, 식물 생애 주기의 여러 단계에서 미세한 색상 변화를 감지합니다.
이러한 발견의 시사점은 농민과 자연 자원 관리자가 꽃 식물의 건강 및 개화 패턴을 평가할 수 있는 혁신적인 방법을 제공할 수 있다는 것입니다. 꽃 식물은 생태계와 농업 생산에 중요한 역할을 합니다.
계절별 식물 생명 추적
메릴랜드 대학교-컬리지파크와 NASA의 고다드 우주 비행 센터의 과학자들은 원격 감지가 넓은 지역에서 꽃의 트렌드를 어떻게 포착할 수 있는지 평가하기 위해 협력했습니다.
JPL에서 개발한 이미징 분광기를 활용하여, 그들은 수천 에이커의 보호 구역을 조사했습니다. 이 도구는 항공기에 장착되어 비행 중 아래의 지상을 조사하며, 인류의 가시성을 초월한 수백 개의 좁은 파장 대역에서 빛을 포착했습니다. 이러한 능력 덕분에 오랜 기간 동안 꽃의 개화와 시드는 과정을 매핑할 수 있었습니다.
꽃 추적의 도전 과제
전통적 방법인 현장 조사 및 타임랩스 사진 촬영은 야생화의 생애 주기를 추적하는 데 사용되어 왔지만 이러한 방법에는 한계가 있습니다. 메릴랜드 대학교-컬리지파크와 NASA의 고다드 우주 비행 센터의 과학자인 요셀린 앤젤은 “꽃은 다른 식물 부분에 비해 매우 덧없는 경향이 있다”고 언급했습니다. “그들의 수명은 몇 주에 불과할 수 있습니다.” 이러한 일시성은 광범위한 지역에서 신뢰할 수 있는 데이터를 수집하는 데 어려움을 줍니다. 이를 극복하기 위해 앤젤과 그녀의 팀은 하늘에서 개화 패턴을 연구하기 위해 꽃의 독특한 색상에 집중했습니다.
꽃 색상의 과학
꽃의 생생한 색조는 카로티노이드와 베타라인 그룹에 속하는 색소에 의해 생성되며, 이들은 노란색, 주황색 및 빨간색을 만들어내고, 안토시아닌은 깊은 빨강, 보라 및 파란색을 담당합니다. 이러한 색소는 빛을 흡수하고 반사하는 방식에서 차이를 보이며, “스펙트럼 지문”을 형성합니다. 연구자들은 분광기를 사용하여 이러한 빛의 패턴을 모니터링함으로써 종을 식별하고 시간이 지남에 따라 성장 변화를 관찰할 수 있습니다.
2022년, 주목할 만한 분광기인 AVIRIS-NG가 샌타바바라 카운티의 두 개 자연 보호 구역을 모니터링하기 위해 배치되어, 2월부터 6월까지 Coreopsis gigantea와 Artemisia californica와 같은 자생식물에서 데이터를 수집했습니다. 팀은 토양과 그림자와 같은 다른 요소들로부터 꽃 신호를 구분하는 방법을 고안하여 꽃의 특정 개화 단계를 식별하는 데 80%의 정확도를 달성했습니다.
농업에 대한 잠재적 응용
이 혁신적인 기술은 전 세계적으로 꽃 식물을 모니터링하는 데 기여할 수 있는 잠재력이 있습니다. 꽃은 육상 식물 종의 거의 90%를 차지하므로, 이러한 원격 감지는 생태학에서 농업에 이르기까지 다양한 분야에 도움을 줄 수 있습니다. 앤젤에 따르면, 중요한 목표 중 하나는 꽃 식물과 그에 연관된 수분 매개자에 의존하는 농부와 토지 관리자를 지원하는 것입니다. 이는 과일, 견과류, 면화 및 다양한 약제의 생산에 필수적입니다. 그녀는 현재 주로 건조 지역의 광물 먼지를 연구하는 EMIT (지구 표면 광물 먼지 소스 조사) 데이터와 유사한 기술을 적용하고 있으며, 이는 식물 색소를 탐지할 수 있습니다.
수퍼블룸 현상 이해하기
수퍼블룸은 특정 기상 조건이 야생화로 인해 경이로운 자연의 면모를 보여주며, 지속적인 가뭄 후 상당한 강수가 발생할 때 꽃들이 화려한 색상으로 풍경을 뒤덮는 현상입니다. 눈길을 사로잡는 주황색 팝피, 깊은 보라색 루핀, 밝은 노란색 골드필드를 가득 채운 계곡을 상상해 보세요. 이러한 화려한 꽃들은 캘리포니아의 사막과 같은 건조 지역에서 가장 자주 발견되며, 이곳에서 휴면 상태의 야생화는 자생할 완벽한 조건을 기다리고 있습니다.
시민 과학과 꽃에 대한 애정
앤젤은 연구의 가장 보람 있는 부분 중 하나는 대중이 꽃에 대해 보여주는 열정을 관찰하는 것이라고 말했습니다. 그녀는 전 세계의 야생화 발견에 대한 소셜 미디어 알림을 통해 지역 사회와 연결되고 있습니다. 꽃의 개화 주기가 지구의 리듬을 계속 반영하면서, 첨단 기술은 지상에서, 공중에서, 심지어 우주에서 이러한 변화를 관찰할 수 있는 우리의 능력을 더욱 강화하고 있습니다.
완전한 연구 결과는 Ecosphere 저널에 발표되었습니다.