[환경일보] 한국환경산업기술원(원장 최흥진)은 관측기반 온실가스 추적시스템을 통해 인간에 의한 CO₂ 배출량 증가가 해양 산성화를 심화시킨다는 것을 밝혔다고 11월2일 전했다.

지금까지는 선박과 부이 등 해양 측정자료로 해수에 녹아있는 CO₂ 농도를 분석하여 산성화를 규명했으나 이번 R&D 과제(서울대학교 환경대학원 정수종 교수 연구팀)를 통해 세계 최초로 대기 중 온실가스 관측자료에 기반한 온실가스 추적시스템을 활용해 전 지구적 해양 산성화를 규명했다.

온실가스 추적시스템은 대기 중 CO₂ 관측자료 등을 토대로 인위적 탄소 배출량과 육상 생태계 및 해양의 탄소 흡수량·배출량의 변화를 추적할 수 있는 국내 최초의 전 지구 탄소순환 분석 시스템이다.

주요 선진국(미국 등)에서는 이러한 시스템이 이미 구축돼 있으나 이를 이용하여 해양 산성화를 규명한 것은 이번 연구가 세계 최초이다.

연구팀은 이 과제를 미항공우주국 및 해외 대학 등 유수 기관과 국제 공동연구로 진행했으며, 연구 결과는 세계적 학술지 Science Advances에 10월12일 게재됐다.

산업화 이후 인류가 대기로 방출한 CO₂는 해양에 녹아 해수의 산성도를 높이는데, 연구진은 추적시스템을 활용해 이러한 해수 산성도 증가가 해양 산성화를 심화시키고 이와 동시에 해양 완충력(Buffer Capacity)을 약화시키고 있다는 점을 규명했다.

대기 중 CO₂가 지나치게 많아지면 이것을 해양이 흡수하는데 이 과정에서 발생 되는 수소에 의해 해양 산성화가 발생한다(CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃(탄산) ↔ HCO₃₂-(중탄산염) + H+ 혹은 CO₃₂-(탄산염) + H+).

특히 이 연구에서 세계 처음으로 밝힌 해양 완충력 약화는 해수 중 CO₂양이 일정하게 유지되지 못하고 외부요인에 의해 쉽게 바뀌는 것을 의미한다. 즉, 해양 산성화로 인해 완충력이 약해지면 CO2가 해양에 오래 저장되지 못하고 대기로 재방출된다.

대기 중 CO₂가 많이 배출돼 해양에 흡수가 되면 해수 중 수소(H+)가 지나치게 많아지게 되는데, 이 수소 중 일부가 탄산염(CO₃₂-)과 반응해 탄산(H₂CO₃)으로 변하고, 다시 공기 중으로 CO₂가 방출된다.

또한, 연구팀은 이로 인해 해양 생태계가 파괴된다고 이야기했다. 산성화가 심화하면 해양 생물이 외골격(CaCO₃)을 형성할 때 필요한 탄산염이(CO₃₂-)부족하게 되어 플랑크톤, 조개류, 산호류 등의 해양 생물은 외골격을 형성하기 더욱 어려워지게 되며, 이로 인해 먹이사슬이 붕괴할 수 있다.

해수 중 수소(H+)가 지나치게 많아지게 되면, 수소(H+)가 탄산염(CO₃-)과 반응해 탄산(H₂CO₃)을 형성하고 CO₂로 방출되는데, 이 과정에서 탄산염(CO₃₂-)이 부족하게 돼 먹이사슬 붕괴로 인해 해양 생태계가 파괴된다.

연구 책임자인 정수종 교수는 “지금은 상대적으로 계산이 용이한 전 지구 대상의 연구를 진행했지만, 앞으로는 한반도 지역을 상세하게 추적할 수 있는 시스템을 개발하여 한국의 2050년 탄소중립을 위한 과학적 지원체계를 구축할 수 있을 것으로 기대한다”고 시사점을 제시했다.

최흥진 한국환경산업기술원장은 “이번 연구에 활용된 전 지구 49개 관측소 CO₂ 자료에 기반한 온실가스 추적시스템은 탄소의 기원 추적 및 배출량·흡수량 파악과 그로 인한 생태계 영향을 밝혀낼 수 있다는 데에 의의가 있다. 이를 더욱 발전시켜, 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)에서 요구하는 관측 기반 국가 온실가스 총량 검증과 국가 간 기후변화 협력회의 지원 등에 활용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.