서울대 연구팀, 관측 기반 '온실가스 추적시스템'으로 산성화 규명
향후 한반도 상세 추적시스템 개발해 2050 탄소중립 과학적 지원

[이투뉴스] 우리나라 연구진이 관측기반 온실가스 추적시스템을 통해 인간에 의한 이산화탄소 배출량 증가가 해양 산성화를 심화시킨다는 것을 세계 최초로 규명해 냈다.

서울대학교 환경대학원 정수종 교수 연구팀은 대기 중 온실가스 관측자료에 기반한 온실가스 추적시스템을 활용해 전 지구적 해양 산성화를 규명했다. 이 연구는 신기후체제 대응 환경기술개발사업의 일환으로 환경부와 환경산업기술원의 지원을 받아 이뤄졌다.
 
지금까지는 선박과 부이 등 해양 측정자료로 해수에 녹아있는 CO2 농도를 분석해 산성화를 규명해왔다. 하지만 측정이 수행된 현장의 정보만을 제공해주며, 해양 탄소 정보를 얻을 수 있는 장소와 시기가 매우 한정적이라는 문제가 발생했다.

아울러 CO2 관측자료 등을 토대로 인위적 탄소 배출량과 육상 생태계 및 해양의 탄소 흡수·배출량의 변화를 추적할 수 있는 탄소순환 분석시스템은 미국 등 주요 선진국에선 이미 구축돼 있다. 하지만 이같은 시스템을 활용해 해양 산성화까지 규명한 것은 우리나라가 처음이다.

▲인공지능 및 해양 빅데이터 활용 기술 도식화.
▲인공지능 및 해양 빅데이터 활용 기술 도식화.

미항공우주국 및 해외 대학 등 유수 기관과 국제 공동연구로 진행한 이번 연구 결과는 세계적 학술지인 ‘Science Advances(사이언스 자매지)’에 지난 10월 게재됐다.

산업화 이후 인류가 대기로 방출한 CO2는 해양에 녹아 해수의 산성도를 높인다. 연구진은 추적시스템을 활용해 이러한 해수 산성도 증가가 해양 산성화를 심화시키고, 이와 동시에 해양 완충력을 약화시키고 있다는 점을 규명했다. 해양 완충력은 화학적 과정을 통해 해수에 녹은 CO2가 바로 대기로 방출되지 않고 오랜 시간 바다에 머무르게 하는 능력을 말한다.

특히 연구에서는 해수 중 CO2가 일정하게 유지되지 못하고 외부요인에 의해 쉽게 바뀌는 등 해양 완충력이 완화되는 것을 처음으로 밝혀냈다. 즉 해양 산성화로 인해 완충력이 약해지면 CO2가 해양에 오래 저장되지 못하고 대기로 재방출 된다는 의미다.

대기 중으로 CO2가 많이 배출돼 해양에 흡수가 되면 해수에는 수소(H+)가 대폭 증가한다. 또 이 수소 중 일부가 탄산염과 반응해 탄산(H2CO3)으로 변하고, 다시 공기 중으로 CO2가 방출되면서 해양 생태계가 파괴된다. 산성화가 심화하면 해양 생물이 외골격을 형성할 때 필요한 탄산염이 부족하게 돼 플랑크톤, 조개류, 산호류 등의 외골격 형성이 어려워지면서 이로 인해 먹이사슬이 붕괴할 수 있다는 것이다.

연구 책임자인 정수종 서울대 교수는 “지금은 상대적으로 계산이 용이한 전 지구 차원의 연구를 진행했지만, 앞으로는 한반도 지역을 상세하게 추적할 수 있는 시스템을 개발, 2050년 탄소중립을 위한 과학적 지원체계를 구축할 것”이라고 말했다.

최흥진 환경산업기술원장은 “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”고 강조했다. 이어 “앞으로 시스템을 더욱 발전시켜 IPCC에서 요구하는 국가 온실가스 총량 검증 등에도 활용할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

채덕종 기자 yesman@e2news.com 

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