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북극 동토층의 온실가스 배출 갈수록 늘어…온난화 악순환

눈 덮인 알래스카 설원과 송유관. 강찬수 기자

눈 덮인 알래스카 설원과 송유관. 강찬수 기자

지구온난화로 기온이 상승하고 북극 토양 속의 식물체가 분해되면서 갈수록 더 많은 온실가스가 배출되는 악순환이 벌어진다는 연구 결과가 나왔다.
 
서울대 환경대학원 정수종 교수가 주도한 미 국립항공우주국(NASA), 미 국립해양대기청(NOAA), 스위스 취리히대, 미국 노트르담 대 등 국제공동연구진은 12일 지난 40년간 북극 토양에서 탄소가 체류하는 시간(carbon residence time)이 13.4% 줄었다는 결과를 국제학술지 '사이언스 어드밴스(Science Advances)'에 발표했다.
 
연구진은 온난화가 북극의 탄소 순환에 미치는 영향을 살펴보기 NOAA가 1974∼2015년 알래스카 배로(Barrow)에서 30분 단위로 측정한 이산화탄소 농도를 활용했다.
또, 인공위성 관측과 지면 온도, 대기 관측 등 다양한 관측 자료와 지면 생태계 모델을 융합한 분석을 진행했다.
 
연구팀이 1974~83년 기간과 2006~2015년 기간으로 나눠 비교한 결과, 과거보다 최근에는 기온이 떨어지기 시작하는 9~10월에 이산화탄소 배출량이 늘어난 것을 확인할 수 있었다.
연간 이산화탄소 최고 농도와 최저 농도의 차이도 갈수록 커져 매년 0.04 ppm씩 진폭이 확대되는 것으로 나타났다.
북극 지방 이산화탄소 편차. 최근(2006~2015년) 들어 9월과 10월 편차가 커진 것을 알 수 있다. [자료 정수종 교수]

북극 지방 이산화탄소 편차. 최근(2006~2015년) 들어 9월과 10월 편차가 커진 것을 알 수 있다. [자료 정수종 교수]

알래스카 지역 이산화탄소 연간 최대-최소 농도 사이의 편차 변화. 최근으로 올수록 편차가 커지는 것을 알 수 있다. 이는 흡수량 대비 배출량이 지속해서 늘어난다는 의미다. [자료 정수종 교수]

알래스카 지역 이산화탄소 연간 최대-최소 농도 사이의 편차 변화. 최근으로 올수록 편차가 커지는 것을 알 수 있다. 이는 흡수량 대비 배출량이 지속해서 늘어난다는 의미다. [자료 정수종 교수]

알래스카의 영구동토층이 녹으면서 일부 나무는 제대로 서있지 못하고 기우뚱 하는 모습을 보이기도 한다. 강찬수 기자

알래스카의 영구동토층이 녹으면서 일부 나무는 제대로 서있지 못하고 기우뚱 하는 모습을 보이기도 한다. 강찬수 기자

이는 호흡을 통해 땅속 유기물(식물체)이 과거보다 더 많이 분해되고 있음을 의미한다.
 
1979~1988년과 2004~2013년 두 기간을 비교했을 때, 토양 탄소 체류 시간도 13.4% 줄었다.
 
연구팀은 "토양 탄소 체류 시간이 감소했다는 것은 알래스카 툰드라 지역이 점점 더 한대 지역으로 바뀌고 있음을 의미한다"며 "기온 상승으로 관목 지역이 확대되면서 탄소 물질 순환이 잘 되는 살아있는 식물체의 비중이 증가하고 있다"고 설명했다.
 
식물체 유기물을 분해해 탄소를 방출하는 미생물 호흡의 경우 식물이 광합성을 통해 탄소를 흡수하는 것보다 기온 상승에 민감하므로 21세기 들어 북극지방의 토양 탄소는 줄어들게 된다는 것이다.
 
정 교수는 "온난화로 탄소 체류 시간이 줄어들고 있다는 것은 앞으로 점점 더 많은 탄소가 빠져나간다는 것을 의미한다"며 "특히, 지구의 화약고로 불리는 극지방 동토층에서 탄소 배출이 늘어나면서 미래에는 더욱 심각한 기후변화를 겪을 수 있다"고 말했다.
서울대 환경대학원 정수종 교수

서울대 환경대학원 정수종 교수

강찬수 환경전문기자  kang.chansu@joongang.co.kr

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