그 많던 탄소는 어디로 갔을까 - 혁이네 란제리

그 많던 탄소는 어디로 갔을까

교육

2020. 09. 22.

과학자들이 이산화탄소 대기농도를 매우 정밀한 방법으로 측정해온지 50여년이 지났다. 1958년 미국 스크립스 해양연구소의 찰스 키일링(Charles Keeling) 박사가 하와이 마우나로아(Mauna Loa) 산 정상 관측소에서 처음으로 이산화탄소 측정을 시작했다. 1960년대부터 오늘날까지 이산화탄소 농도가 변해온 과정을 살펴보면 놀랍도록 일정하게 증가해 왔음을 알 수 있는데, 이 그래프를 키일링 곡선(Keeling Curve)이라 부른다. 1960년대 초에 310 ppm 정도이던 농도가 2010년에는 380 ppm을 넘어섰다. 키일링 곡선은 기후변화가 인류가 배출한 이산화탄소 때문이라는 사실을 알려주는 결정적인 증거 가운데 하나다.

지난 50년 동안 인류가 배출한 이산화탄소는 어디로 갔을까? 키일링 곡선에서는 대부분 대기 중에 남아서 지구온난화를 일으키고 있는 것처럼 보여준다. 하지만 이산화탄소는 육상식물이나 바다 식물플랑크톤에 의해 흡수되며, 이러한 탄소흡수원들은 이산화탄소 대기농도가 증가하면 광합성 능력이 증가한다. 이러한 이산화탄소 흡수 메카니즘을 알면 미래 기후변화를 보다 정확하게 예측할 수 있게 된다.

생태계의 탄소흡수 능력을 알게 되면 우리의 미래를 들여다 볼 수 있는 수정구슬을 갖게 된다. 그래서 과학자들은 탄소흡수능력을 알아내기 위해 많은 노력을 하고 있다. 지난 8월 2일 Nature 지에 발표된 논문에 따르면 현재 인류가 배출한 이산화탄소의 절반 가량을 육지와 바다가 흡수했으며 그 흡수량은 지난 50년간 2배가 증가했다고 한다. 기존에 알려진 바에 따르면 지난 50년 간 육지와 바다가 흡수하는 탄소양이 일정하거나 감소하고 있다고 한다. 따라서 이번 결과는 과거 연구가 틀렸음을 밝히고 있을 뿐만 아니라 생태계가 탄소흡수에 매우 중요한 역할을 해오고 있음을 알려주고 있다. 1959년 이후로 지금까지 약 3500억톤의 탄소가 대기 중으로 배출되었으며, 이 중 55%가 육지와 바다 생태계에 의해 흡수되었다고 한다. 만일 자연생태계가 흡수하지 않았다면 오늘날 이산화탄소 대기농도는 거의 500 ppm에 육박했었을 것이다. 자연이 이산화탄소 농도가 증가하는 속도를 줄여주고 있는 셈이다.

과연 이러한 역할이 언제까지 지속될 수 있을 것인가? 바다나 육상 생태계의 탄소흡수능력은 일시적으로 증가할 수 있다. 그러나 시간이 흐르면 바다는 산성화가 되고 탄소화학이 변하게 된다. 육상에서는 토양 유기물질의 분해가 빨라져 탄소흡수능력이 감소하게 될 것이다.

흡수된 탄소가 바다에 저장되었는지 아니면 육지에 저장되었는지를 아는 것도 매우 중요하다. 왜냐하면 바다에 저장될 경우 심해저로 가라앉아서 수백-수천년 간 격리될 수 있기 때문이다. 그러나 육지 생태계에 저장되었다면 수년-수십년 동안 격리될 뿐이어서 가까운 미래에 분해되어 다시 대기 중으로 나올 수 있다. 탄소흡수과정을 정확하게 이해할 수 있다면 미래 이산화탄소 대기농도를 정확하게 예측할 수 있는 것이다.

지난 50년간 많은 탄소가 배출되었지만 그만큼 많은 탄소가 흡수되어 온 것도 사실이다. 흡수된 탄소들은 어디로 갔을까? 어쩌면 우리는 아주 중요한 탄소흡수원을 놓치고 있는지도 모른다. 만약 사실이라면 이를 알아내는 방법을 반드시 찾아야 한다. 조력발전으로 위협받고 있는 강화갯벌일 수도 있고, 개발압력에 시달리는 그린벨트 숲이 비밀을 푸는 열쇠일 수도 있다. 지구온난화로 녹고 있는 시베리아의 영구동토층이 핵심일 수도 있다. 분명한 것은 지금까지는 우리가 배출한 이산화탄소를 자연이 잘 받아주었지만 앞으로 오래 버티지는 못할 것이라는 사실이다.

현재로서는 바다나 육상에서 탄소흡수를 장기간 관측하고 있는 연구가 전 세계적으로 없다고 해도 과언이 아니다. 특히 바다 생태계의 탄소흡수능력에 대한 연구는 거의 진행되고 있지 못하고 있다. 기후변화에 의해 심한 변화를 보이는 지역이라도 먼저 집중적으로 조사할 필요가 있겠다. 이런 장기간 연구들이 축적되어야만 흡수된 탄소가 어디로 갔는지를 알아낼 수 있다.

에너지 생산이나 토지이용 변화에 따른 이산화탄소 배출량 변화를 정확하게 알아내는 것도 매우 중요하다. 왜냐하면 현재로서 인류의 탄소배출량을 알 수 있는 유일한 자료가 각국의 탄소배출량 보고자료 이기 때문이다. 탄소배출량과 탄소흡수량에 대한 정확한 자료가 수집되고 연구되면 우리의 미래를 예측 할 수 있는 수정구슬을 갖게 될 것이다.

출처: 류종성 안양대학교 해양생명공학과 교수

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