"인간 활동으로 땅속 유체 이동속도 빨라져…미생물에도 변화"

미국 애리조나대

인간의 활동으로 땅속 유체 흐름에 변화가 일어난 것으로 나타났다. sommersby/게티이미지뱅크 제공.

석유나 리튬 추출과 같은 인간 활동이 땅속 유체 이동 속도를 가속화한 것으로 나타났다. 지하에 사는 미생물에도 변화를 일으킬 가능성이 있을 것으로 예측됐다.

제니퍼 매킨토시 미국 애리조나대 수문학·대기과학과 교수 연구팀은 인간의 활동이 지표면 아래 유체의 흐름에도 큰 영향을 미치고 있으며 녹색기술은 땅속까지 고려해 개발돼야 한다는 연구결과를 국제학술지 ‘지구 미래’에 24일 발표했다. 연구에는 한국지질자원연구원이 함께 참여했다. 

과학자들은 그동안 온실가스 배출, 산림 벌채 등 인간의 활동이 지표면과 대기에 미치는 영향을 주로 연구해왔다. 연구팀은 인간의 활동이 지표면 아래 수백 미터, 수 킬로미터 속에 미치는 영향을 살피는 연구를 진행했다. 인간의 석유 및 가스 추출 활동 등이 지하 깊숙한 곳의 유체 흐름에 어떤 변화를 일으키고 있는지 살핀 것이다. 

유전에서 석유를 뽑아낼 때 석유 밑에 있는 지하수의 압력으로 석유가 위로 분출된다. 석유를 생산할수록 압력이 낮아지면서 석유가 분출되기 어려워진다. 석유의 자연 분출이 어려운 시점에 이르면 압력을 높이기 위해 인공적으로 땅속에 물을 주입하는 작업을 한다. 

리튬 매장 지역에서 리튬을 추출할 때, 지하의 다공성 암석에 대기 중 이산화탄소를 포집·격리시킬 때, 뜨거운 암석을 이용해 물을 순환시켜 지열 에너지를 생산할 때와 같은 인간 활동에서도 마찬가지로 물이 지하로 주입되게 된다. 

연구팀은 인간의 이러한 개입으로 인해 지하의 유체 이동 속도가 자연적으로 흐를 때보다 빨라졌다는 점을 확인했다. 

탄소 포집·격리, 리튬 추출 등의 활동이 앞으로 더욱 증가할 것이라는 점에서 지하 유체 흐름을 예측한 결과에서는 지하에 사는 미생물에도 변화가 일어날 것이란 결과가 도출됐다. 물의 화학적 변화, 새로운 미생물 군집 유입 등이 원인이다. 

인간의 활동으로 인해 일어나는 땅속 변화에 대해서는 아직 알려진 것이 많지 않다는 점에서 연구팀은 지표면 아래에서 일어나는 변화에 대해 질문을 던지기 시작해야 할 때로 보았다. 연구팀은 “현재의 기후 위기 해결책으로 제안된 전략들과 함께 땅속 유체 흐름에 대한 연구가 함께 진행돼야 한다”며 “지하층까지 책임 있는 관리를 할 때 지속 가능한 미래를 만든다”고 말했다.

[문세영 기자 moon09@donga.com]