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지구 온난화로 인한 해양 내의 탄소 순환과 폐해

<KISTI의 과학향기> 제3462호

기후 변화에 대한 정부간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)의 “기후 변화와 해양과 지구 빙권(Cryosphere)에 대한 특별 보고서”에 따르면 대기 중의 온실 가스 농도와 해양 생물권 간의 인과 관계를 명확하게 보여주었다. 온실 가스 농도의 증가는 극지 빙상과 전 세계 해양에 악영향을 끼쳤다.
 
이번 보고서에서는 20세기 이후의 온난화가 최대 잠재어획량(maximum catch potential)의 감소에 기여했다고 나타내었다. 이것은 음식, 문화, 생계에 심각한 영향을 미칠 것이다.
 
LPEO(Lamont-Doherty Earth Observatory)의 연구진은 식물 플랑크톤과 지구화학적 환경 간의 관계에 관심을 가졌다.
 
기후 변화는 탄소 순환과 먹이 그물에 중요한 영향을 끼친다. 해양 pH와 온도에서 약간의 변화가 이미 발생하고 있다. 그러나 이런 변화에 따른 종 분포의 변화를 조사하는 것은 매우 어렵다. 해양 생태계에서 중요한 역할을 하는 플랑크톤 공동체의 변화를 조사하는 것은 특히 어려운 일이다.
 
IPCC 보고서에 따르면 해양 온난화와 증가된 성층 효과(stratification) 때문에 개방적인 해양 영양소 순환이 교란되고 있고, 이것은 지역적으로 다양한 영향을 끼칠 것으로 확신하고 있다.
 
이번 보고서는 수권(水圈, hydrosphere)이 대기에서 열과 이산화탄소를 흡수하기 때문에 해양에서 온난화와 산성화의 경향을 가진다고 나타내었다. 지난 수십 년 동안에 해양 온난화가 지속되고 있었다. 여러 데이터를 종합했을 때, 이산화탄소의 대기 농도가 증가함에 따라 지난 20년 동안에 이산화탄소 흡수 속도가 가속화되고 있고, 이것은 해양 산성화로 나타나고 있다.
 
온난화와 산성화의 결과로 대양의 산소 함량은 1970년에서 2010년 사이에 0.5 ~ 3.3% 감소하고 있다. 환경적 변화(온난화와 산성화)는 1차 생산자(플랑크톤)에게 영향을 미치고, 이것은 가용 산소의 감소를 이끌었다. 1차 생산자는 세포 유지와 성장의 부산물로서 이산화탄소를 산소로 변환시키는데 이들이 감소하면 가용 산소가 감소하게 된다.
 
이번 연구진은 최근 바다색에 대한 연구를 수행했다. 식물 플랑크톤의 변화로 인한 해양색의 변화를 모델링하기 위해서 1990년대 후반부터 현재까지 위성사진을 수집했다. 이 모델은 2100년까지 저위도 해양이 식물 플랑크톤의 감소로 인해 더 푸르게 보일 것이라고 제안했다. 대조적으로, 계속되는 온난화는 더 다양하고 밀도가 높은 식물 플랑크톤 공동체를 발달시킴으로써 높은 위도의 바다는 더 녹색이 될 것이라고 제안했다.
 
이런 종의 변화는 중요하지 않은 것처럼 보이지만 우연히 해로운 종이 발달하게 된다면 큰 영향을 미치게 될 것이다.
 
IPCC 보고서에 따르면, 20세기의 해양 온난화와 1차 생산자의 변화는 많은 어류의 생산성 변화에 영향을 끼쳤고, 10년 마다 생산성과 최대 잠재 어획량이 각각 평균 3%, 4.1% 정도 감소했다. 1970년 이후로 어획량에서 차지하는 어종은 난류성 어종이 점점 더 높은 비중을 차지하고 있다.
 
우리나라도 명태와 같은 한류성 어종들이 점점 북상해서 자취를 감추고 있다. 국민 어류로 불리어서 명태, 북어, 동태, 생태, 대구 등의 다양한 이름으로 우리에게 익숙한 명태는 이미 거의 사라지고 있다. 1인당 수산물 섭취량 세계 1위이자 세계 5대 원양대국인 우리나라는 수산물에 대한 식량 의존도가 높은데, 이런 어종의 감소는 돌이킬 수 없는 문제를 발생할 수 있다.

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