연구성과

[POSTECH의 연구성과] 환경 국종성 교수팀, 식물성 플랑크톤에서 북극 온난화 원인 찾다

2019-07-10 344

국종성교수 사진

바닷속에 살고 있는 식물성 플랑크톤은 광합성을 통해 대기중 이산화탄소를 흡수, 저장하는 중요한 역할을 한다. 그런데 지구 온난화로 해빙이 녹을 경우, 오히려 식물성 플랑크톤이 온난화를 가속화시킬 수 있다고 한다. 어떻게 된 일일까.

식물성 플랑크톤의 두 얼굴!
식물성 플랑크톤은 물고기의 먹이로, 해양 생태계를 유지하는 데 중요하다. 또 광합성으로 대기 중 이산화탄소를 흡수하는 역할도 한다. 그런데 2015년 4월, 국종성 환경공학부 교수와 독일 막스플랑크 기상학연구소, 한국해양과학기술원 공동연구팀은 식물성 플랑크톤이 오히려 지구 온난화를 부추길 수 있다는 연구 결과를 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’에 발표했다.

북극의 해빙은 여름에는 녹았다가 겨울이 되면 다시 얼어붙기를 반복한다. 얼음은 태양복사에너지를 반사하지만, 얼음이 녹은 부분의 바닷물은 이 에너지를 흡수해 수온이 올라간다. 일단 해빙이 한 번 녹으면 햇빛을 반사하는 양은 줄어들고 바닷물이 따뜻해지면서 얼음이 더 빠르게 녹는다. 만약 해빙이 녹는 속도가 정상적인 범위를 벗어난다면, 전지구적인 기후 역시 급속도로 변하고 기상이변도 자주 일어나게 된다.

연구팀은 해빙이 녹으면 태양복사에너지가 물속으로 더많이 들어가 식물성 플랑크톤이 급증한다고 설명했다. 늘어난 식물성 플랑크톤은 열을 더욱 많이 흡수해, 수온이 더 높아지면서 해빙을 더 녹일 수 있다. 연구팀은 수치모형 실험을 통해 식물성 플랑크톤이 북극 온난화를 20%까지 증폭시킬수 있다는 것을 확인했다. 국 교수팀의 연구 결과를 활용하면 최근 북극의 기후가 급격하게 변하고 있는 원인을 좀 더 정밀하게 분석할 수 있을 전망이다.

이외에도 태평양 근처 국가들의 기상이변과 지구 온난화에 영향을 미치는 엘니뇨 현상 등을 연구한 국 교수는 2015년 한국인 최초로 아시아태평양경제협력체(APEC) 과학상을 받았다.

북극 기후변화가 겨울 한파 불러온다.
한편 국 교수팀과 전남대 공동연구팀은 동아시아와 북아메리카에서 한파가 잦아진 이유가 북극 온난화 때문임을 밝혔다. 연구팀은 2016년, 북극해 지역인 바렌츠-카라해 지역과 동시베리아-척치해 지역에서 해빙이 줄어들면서 기온이 급증한 현상에 주목했다. 이 두 지역의 기온이 올라가면서 남동쪽에 대규모 고기압 순환을 유도해 북극의 차가운 공기가 동아시아와 북아메리카까지 내려온 것이다. 북극 지역의 기후변화가 우리나라 기후에도 영향을 미칠 수 있는 셈이다. 이 연구 결과는 또 겨울철 한파를 장기적으로 예측하는 데에도 활용될 전망이다.

“새로운 도전에서 오는 짜릿함”
국종성 교수는 “기나긴 세월 동안 한 분야를 꾸준히 연구하려면 무엇보다도 즐겨야 한다”며 “과학자는 스스로 새로운 것에 도전하고 답을 찾아 남에게 알리는 직업”이라고 말했다. 또, “스스로 가설을 세우고, 자료 분석이나 수치 모형을 통해 이를 증명하면서, 처음 생각한 가설이 맞다는 사실을 확인할 때 짜릿함을 느낀다”며 “앞으로도 지금처럼 연구를 즐겁게 할 것”이라고 덧붙였다.