연구성과

환경 이기택·김자명 교수팀, ‘물먹는 하마’처럼 바다가 이산화탄소를 흡수한다

2022-07-12 383

[이기택·김자명 교수팀, 북동중국해 해역의 대기 중 이산화탄소 흡수 기작 밝혀]

[“여름엔 식물 플랑크톤, 겨울엔 매서운 바람이 이산화탄소 줄여”]

자취생의 천적인 습기. 특히 장마철과 같이 습한 날씨에는 옷장에 꿉꿉한 냄새가 진동하기 마련이다. 이때 ‘물 먹는 하마’를 넣어두면 한층 상쾌하게 옷장을 관리할 수 있다. ‘물 먹는 하마’가 습기를 흡수하듯이, 바다가 대기 중 이산화탄소를 흡수해 맑은 공기를 만들어준다면?


환경공학부 이기택 교수·김자명 연구조교수 연구팀은 국립해양조사원, 한국해양과학기술원, 국립수산과학원과의 공동연구를 통해 북동중국해 해역에서 대기 중 이산화탄소의 제거가 활발한 이유를 밝혔다.

이 연구성과는 국제 학술지 ‘프론티어스 인 마린 사이언스(Frontiers in Marine Science)’에 최근 발표됐다.

북동중국해 해역의 이어도 해양과학기지는 국토 최남단인 마라도에서 남서쪽으로 약 150km 떨어진 수중 암초에 설치됐다. 우리나라와 일본, 중국의 가운데에 있는 이곳은 동북아시아 대기 환경을 분석할 수 있는 장소이자, 미래 해양환경 변화를 예측할 수 있는 최적의 장소이다.

이어도 해양과학기지에서 7년간 관측한 해양 탄소의 분석 결과, 봄·여름철에는 해양 표층에 사는 식물 플랑크톤이 급격히 늘어났다. 4~8월경 중국 양쯔강에서 식물 플랑크톤의 먹이인 영양염*1이 대량으로 흘러들어오기 때문이다. 식물 플랑크톤의 활발한 광합성 작용으로 해양 표층의 탄소 농도가 줄어들면서 대기 중 이산화탄소는 바닷속으로 더 많이 흡수됐다.

이뿐만 아니라 11월부터 이듬해 3월에 이르는 겨울철에는 급격히 수온이 떨어지고 바람이 세게 불면서, 해양 표층의 이산화탄소 용해 반응과 대기-해양 간 기체 교환이 활발히 일어났다. 이로 인해 해양의 이산화탄소 흡수가 크게 증가하는 것으로 밝혀졌다.

즉, 계절에 따른 해양 생물의 성장과 이산화탄소 가스의 열역학적 특성으로 인해 북동중국해 해역의 대기 이산화탄소가 제거되는 것이다. 이 지역 이산화탄소의 순 흡수량은 연간 61.7 g C m-2 yr-1에 달했으며, 유사 기작이 일어나는 우리나라 배타적 경제수역 해역 내에서는 연간 약 2,000만 톤(t CO2)의 이산화탄소가 제거된다.


이번 연구성과는 연안의 얕은 해역에서 흡수된 다량의 이산화탄소가 인근 대양의 심층으로 이동하면, 해양이 한층 효과적으로 탄소를 제거할 수 있다는 이론을 뒷받침하는 근거로써 학계의 주목을 받고 있다.

한편, 이 연구는 한국연구재단 과학기술분야 기초연구사업, 원천기술개발사업과 국립해양조사원, 국립수산과학원, 해양수산부의 지원을 받아 이뤄졌다.


1. 영양염(nutrient, 營養鹽)
수중 미생물의 생육과 증식에 필요한 무기성 원소. 식물 플랑크톤이나 해조류의 몸체를 구성하고 유기물질의 합성에 제약요인이 되는 화학물질.