사막이라고 하면 건조하고 따뜻한 곳이라는 이미지가 있다. 하지만 사실은 밤낮 기온차가 상당해 낮 평균 기온이 30도를 초과하고 야간에는 영하까지 위축될 수 있다. 도대체 왜 사막의 밤은 차가워질까. 사막에 사는 생물은 어떻게 힘든 기온차에 적응하고 있을까.
사막에서 극단적 기온차가 생기는 건 모래와 건조라는 2가지 요인이 겹치는 게 이유다. 태양열이 사막을 뒤덮고 있는 모래에 닿으면 모래 최상위 계층이 열을 흡수하고 방출해 주위 공기 온도를 상승시킨다. 하지만 모래는 열을 빠르게 방출하는 열을 모으지 못하고 밤이 되면 태양이 사라지면서 단번에 차가워져 버리는 것.
만일 모래 만을 이유로 밤 기온이 내려갈까 생각할 수 있지만 여름 해변 등에서도 마찬가지로 급격한 기온 저하가 일어난다. 확실히 밤 해변은 서늘하지만 밤이 되면 코트를 걸쳐 입게 할 만큼 위축되는 수준은 아니다. 사막의 급격한 기온 저하가 일어나는 또 다른 요인으로는 건조를 들 수 있다.
사막 공기는 건조하다. 사하라 사막과 아타카마 사막 등 강수량이 적은 사막에선 공기 중 습도가 거의 제로가 될 수도 있다. 습도가 제로라는 건 공기 중에 포함된 수증기가 거의 없다는 걸 의미하고 모래와는 달리 열을 축적하는 능력을 갖는 물이 없어지는 건 기온에 큰 영향을 미친다. 공기 중 수증기가 지면 근처 열을 가두고 있으며 이는 태양이 없는 야간에도 극단적으로 기온이 떨어지는 걸 막지만 건조한 사막에서 수증기에 의해 열이 축적되지 않는다. 따라서 밤이 되면 태양열이 닿지 않아 단번에 얼어 버리는 것이다.
밤낮에 급격한 온도 변화가 발생함에도 사막에는 다양한 생물이 존재하고 있다. 한 전문가는 사막 온도 변화는 생물에게 비교적 작은 문제가 많은데 더 큰 문제는 생존을 위해 충분한 음식과 물을 찾을 수 없다는 것이라고 말한다. 사막에서 가장 많이 서식하는 동물 일종인 파충류는 주변 환경 온도에 따라 체온이 변하는 변온 동물이며 위축도 자신의 체온을 유지하려고 할 필료가 없다. 변온 동물은 일정한 체온을 유지하기 위해 에너지를 사용하는 대신 사냥에 귀중한 에너지를 사용한다.
한편 낙타 같은 포유류는 항온 동물로 몸 기능을 유지하려면 일정 체온을 유지해야 한다. 따라서 낮에는 태양열을 받고 밤에는 영하까지 위축, 사막 환경은 포유류에게 힘들다. 하지만 낙타는 지방과 두꺼운 모피가 단열재 역할을 해 일정 체온을 유지하는데 성공하고 있다.
또 사막에 사는 조류는 땀, 인간처럼 혀를 내미는 개와 마찬가지로 액체가 기체로 변화할 때 열이 빼앗기는 기화열을 이용해 몸을 차갑게 한다. 새는 먼 곳까지 바로 날아갈 수 있고 일부 독수리는 발을 식혀 방뇨할 수 있다고 한다.
동물은 다양한 방법으로 온도 변화에 견딜 수 있지만 식물은 더 온도 변화에 약하다. 식물은 움직일 수 없기 때문에 동물보다 큰 문제에 직면한다. 사막에서 자라는 선인장 등은 귀중한 물을 동물에게 빼앗기지 않게 가시와 독 등으로 몸을 지킨다. 하지만 야간에 온도가 내려가면 조직 내 수분이 동결하고 팽창해 낫지 않는 상처가 있는 경우도 있다고 한다. 따라서 사막 식물은 야간 기온이 2시간 이상 0도 이하로 떨어지지 않는 곳에서 자라며 이 기준은 프리즈라인(freezeline)이라고 한다.
최근에는 지구 온난화가 문제시되지만 그 영향이 건조한 사막 동식물에 대해 어떤 형태로 나타날지는 불확실하다. 하지만 전문가는 확실히 변화가 나타나며 대부분 사막에서 1.7∼2.2도 평균 기온 상승이 예측되고 있다고 밝혔다. 가장 큰 문제는 가뜩이나 적은 사막 연간 강수량이 더 감소할 가능성이 있다는 것이다. 작은 우기에 의존하는 동식물이 심각한 손상을 입을 우려도 있다는 것이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.