바다 생태계 ‘피라미드’ 구조일 때 탄소 흡수량 가장 높다

서울대·포스텍·전남대 공동 연구진

부산 해운대 바다 풍경. 국내 연구진이 최근 바다의 탄소 흡수량을 늘릴 수 있는 생태계 구조를 찾아냈다. 탄소 중립을 이루는 데 활용할 수 있을 전망이다./연합뉴스

바다는 탄소중립을 이룰 가장 적합한 무대다. 대기 중 이산화탄소가 바다로 녹아들고 플랑크톤은 이를 이용해 광합성을 한다. 바다는 천연 이산화탄소 저장고다. 그러나 바다의 탄소 흡수량을 늘리기 위한 연구는 아직 미흡한 수준이다. 국내 연구진이 최근 해양생태계 먹이망 구조에서 탄소 흡수량을 늘릴 단서를 찾아냈다.

정해진 서울대 지구환경과학부 교수가 이끄는 연구진은 16일 플랑크톤 군집에서 탄소보유랑이 높은 먹이망 구조를 찾았다고 밝혔다. 이번 연구에는 강희창 서울대 박사후연구원, 이기택 포스텍(포항공대) 교수, 김광용 전남대 교수가 함께 참여했다.

플랑크톤은 바다에 사는 작은 생물로 크게 광합성을 하는 식물성 플랑크톤과 이들을 잡아먹는 동물성 플랑크톤으로 나뉜다. 이 중 식물성 플랑크톤은 바다에 녹아 있는 이산화탄소를 흡수해 광합성을 하는 만큼 식물과 함께 중요한 탄소 흡수원으로 꼽힌다.

전 세계가 기후변화를 늦추기 위해 탄소중립 정책을 내놓고 있으나 실제 이행률은 여전히 낮다. 화석 연료 사용이 줄지 않기 때문이다. 탄소의 배출량과 흡수량이 같아지는 탄소중립을 이루려면 배출량 감소와 함께 흡수량을 늘릴 방법이 필요한 상황이다.

바다는 대기 중 이산화탄소 흡수의 25%를 담당하고 있어 기후변화를 막기 위한 무대로 주목받고 있다. 그러나 전 세계 해양 광합성 생물이 가진 탄소량이 육상 광합성 생물의 1%에 머무르고 있어 생태계에 대한 더 많은 연구가 필요한 상황이다.

연구진은 1990년부터 2021년까지 전 세계 바다에서 수집한 데이터를 분석해 해양플랑크톤 먹이망에서 탄소 보유량이 높은 구조를 찾아냈다. 먹이망은 생태계에서 여러 생물의 먹이 사슬이 이어져 있는 관계를 의미한다.

국내 연구진이 분석한 바다 생태계 구조별 탄소 보유량 순위. 식물성 플랑크톤이 가장 많은 피라미드 구조가 가장 많은 탄소를 보유하고 있는 것을 보여준다./한국연구재단

6954개의 데이터를 분석해 식물성 플랑크톤의 탄소량이 가장 높은 피라미드 구조가 전체의 57%를 차지하는 것을 확인했다. 단세포 원생동물플랑크톤의 탄소량이 가장 많은 다이아몬드 구조는 31%, 다세포 후생동물플랑크톤의 탄소량이 가장 많은 역피라미드 구조는 13%로 확인됐다.

피라미드 구조의 먹이망 구조에서는 ㎖당 탄소량이 0.25㎍으로 가장 높은 것으로 나타났다. 다이아몬드와 역피라미드 구조에서는 각각 0.1㎍, 0.05㎍으로 상대적으로 탄소량이 적었다.

연구진은 이같은 결과를 바탕으로 바다의 탄소 흡수량을 늘리기 위해서는 식물성 플랑크톤의 비율을 높일 방법을 찾아야 한다고 강조했다. 다만 일부 유해한 식물성 플랑크톤도 있는 만큼 무해한 식물성 플랑크톤의 증식을 유도해야 한다고 분석했다.

강희창 연구원은 “어떤 먹이망 구조가 가장 많은 탄소를 보유하는지를 세계 최초로 밝혀냈다”며 “해양에 흡수되는 탄소량과 해양 생물 내 탄소보유량을 늘리는데 핵심적인 자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다”고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 16일 소개됐다.

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