나미브 사막은 과학자들이 그 기원에 대해 열띤 논쟁을 벌이던 놀라운 요정의 원 패턴으로 뒤덮여 있지만 이제 미스터리가 풀린 것으로 보입니다.

 

남아프리카에 있는 특별한 나미브 사막의 광활한 초원에는 초목으로 둘러싸인 불모의 땅의 원형 패치인 "요정의 원"처럼 보이는 것이 점재하고 있습니다. 다른 세상처럼 보이는 원은 직경이 3~19 미터이며 사막을 가로질러 수백 마일 뻗어 있습니다.

지역 전설에 따르면 그들은 붉은 땅에 발자국을 남긴 신들에 의해 창조되었지만 진실은 민속보다 수학과 생물학과 더 관련이 있습니다. 사실 무작위 배열처럼 보이는 것이 전혀 무작위가 아닐 수도 있습니다.

한동안 나미비아 페어리 서클을 연구해 온 수학자 코리나 타르니타는 "전체 풍경이 물방울 무늬 드레스처럼 보입니다."라고 말합니다. 점들은 "매우, 매우 규칙적으로 간격을 둔" 짧은 풀의 바다에 있는 섬과 같습니다.

수십 년 동안 연구자들은 나미비아 그리고 2014년에 비슷한 현상이 확인된 웨스턴오스트레일리아주 필바라의 요정 서클의 미스터리에 대해 수수께끼를 내며 이상한 패턴을 설명하는 다양한 이론을 제안했습니다.  이러한 이론이 합쳐졌다는 두 가지 주요 가설이 있습니다.

첫째, 나미브 사막은 매우 건조한 시스템이므로 식물은 자원을 놓고 치열하게 경쟁합니다.  그들은 그늘을 만들고 토양 표면에 물을 유지함으로써 가장 가까운 이웃을 돕는 한편, 토양에서 물을 추출하는 긴 뿌리를 자라게 함으로써 멀리 떨어져 있는 이웃을 방해하기도 합니다. 이런 식으로 식생은 패치 가장자리에서 얇아지거나 사라지는 경향이 있어 규칙적인 간격을 형성합니다.

타르니타는 “위성 이미지에서 그것들을 보고 '오, 그것들은 물을 놓고 경쟁하는 식물의 이론에 아름답게 들어맞는구나'라고 생각합니다.”라고 말합니다. 

그리고 실제로 다른 이론은 흰개미와 관련이 있습니다. 이 캠프는 둥지 주변 지역의 초목을 쓸어버리는 땅 아래 흰개미 군집에 의해 빈 패치가 생성된다고 주장합니다. 이 모든 것이 주변 토양을 다공성으로 만들어 표면 아래 약 50cm에 빗물이 영구적으로 저장되도록 합니다. 이 물은 식민지와 주변 생태계를 유지합니다.

흰개미 이론은 요정의 원 안에 있는 흰개미에 대한 과학적 관찰에 의해 뒷받침되었지만 패턴이 왜 그렇게 규칙적인지 설명할 수 있는 사람은 아무도 없었습니다.

이를 알아보기 위해 타르니타는 프린스턴 대학의 생태학자인 롭 링글과 협력하여 진사회성 곤충(식민지의 전반적인 성공을 지원하기 위해 전문화된 카스트로 나뉘는 곤충)이 먹이를 찾기 위해 지하 터널의 대규모 네트워크를 파고들어 그 위에 있는 초목들을 대량 학살하는 방법을 지적했습니다. 

그러나 한 식민지가 다른 식민지의 영토를 침범하면 두 식민지는 하나가 완전히 파괴될 때까지 싸운다고 타르니타는 설명합니다. 

결과? 크기가 거의 같은 일련의 식민지로, 그들 사이에 "흰개미가 없는 땅"이 있습니다.

타르니타와 그녀의 팀은 두 가지 가설의 컴퓨터 모델을 작성하기로 결정했고 식물 경쟁과 흰개미 식민지가 둘 다 독립적으로 페어리 서클을 담당할 수 있음을 발견했습니다. 즉, 두 가지를 함께 결합해야만 연구원들이 전체 풍경을 만들 수 있었습니다.

그들의 연구 결과는 2017년 1월에 Nature 에 발표되었습니다. 이제 팀은 예를 들어 흰개미 식민지의 존재와 부재를 비교하는 소규모 조작 연구를 현장에서 결론짓는 등 다른 방식으로 가설을 테스트하려고 합니다.

하지만 이해해야 할 것이 더 있습니다. 나미비아 페어리 서클은 매우 복잡한 생태계이며 따라서 다양한 요인이 작용한다고 타르니타는 설명합니다. 초목과 상호 작용하는 다양한 종, 해당 지역의 강수량 또는 토양에서 자라는 미생물과 같은 다양한 사항을 고려해야 합니다. 

하나의 변수의 가용성을 변경하고 후속 패턴을 모델링하여 수학적 모델을 작성하면 이러한 생물학적 및 생태학적 프로세스를 모두 고려할 수 있습니다. 이것은 연구자들이 생태계의 상태를 더 잘 평가하고 임박한 붕괴를 예측하는 데 도움이 될 수 있습니다.

타르니타는 "패턴이 단순히 아름다운 것이 아니라 의미 있는 것이라고 생각한다면 생태계의 건강과 기능에 대해 알려줄 수 있습니다."라고 결론지었습니다.