“호수 속 식물 플랑크톤, 온실가스 흡수보다 배출량 더 많다”

최근 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 게재 논문
이산화탄소뿐 아니라 온실효과 더 큰 메탄까지 내뿜어

여름 호수에 떠있는 식물 플랑크톤. 게티이미지뱅크

호수 속 식물 플랑크톤은 대기 중 이산화탄소를 잡아두는 구실을 한다고 알려져 있으나, 이산화탄소뿐 아니라 메탄까지도 대기로 배출해 되레 지구온난화를 가속화할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

5일 스원칭 난징정보과학기술대 교수 등은 과학저널 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 실은 ‘전세계 호수 식물 플랑크톤 확산에 따른 기후 온난화 심화’ 제목의 논문에서 “부영양화 호수의 식물 플랑크톤 번식은 바이오매스 배출과 죽은 뒤 미생물 작용 등으로 이산화탄소와 메탄 배출량을 크게 증가시키는 것으로 관찰됐다”고 밝혔다. 부영양화는 물에 인과 질소 같은 영양분이 과잉공급돼 식물의 급속한 성장이나 소멸을 유발하고, 용존산소량을 감소시켜 생물을 죽게 하는 현상을 말한다.

호수에서 식물 플랑크톤은 성장하는 동안 광합성을 통해 공기 중 이산화탄소를 흡수해 이를 ‘유기탄소’(Organic Carbon)의 형태로 전환한다. 한마디로 생물이 대기 중 탄소를 머금고 있는 것이다. 이 때문에 식물 플랑크톤은 지구온난화에 대응하는 ‘이산화탄소 완화’ 생물로 여겨져왔다. 그러나 연구진은 이 유기탄소의 일부는 퇴적층에 묻힌 채 남지만, 식물 플랑크톤이 호흡하며 또는 죽은 뒤 미생물 작용으로 다시 이산화탄소와 메탄이 되어 대기로 배출되는 데에 주목했다. 특히 유기탄소는 평균 74%가 분해되고 나머지 17%는 메탄으로 재순환되는 것으로 나타났는데, 메탄은 이산화탄소보다 ‘복사강제력’(기후변화에 영향을 주는 정도)이 커 20년 동안 80배, 100년 동안 27배 더 강한 ‘온실효과’를 낸다.

호수 속 식물 플랑크톤의 이산화탄소 저장 및 배출 체계. 네이처 커뮤니케이션스 갈무리

따라서 연구진은 식물 플랑크톤이 이산화탄소를 흡수하는 효과보다 이산화탄소와 메탄을 배출하는 효과가 더 크다고 분석했다. 호수에서 식물 플랑크톤에 의해 온실가스가 늘어날 가능성은 20년 범위에선 99.9%, 100년 범위에선 94.1%, 500년 범위에선 57.2%에 달했다. 낮은 평균치를 적용하더라도, 식물 플랑크톤에 의해 호수에 유입된 탄소(이산화탄소환산량)는 20년 동안 12배, 100년 동안 3.1배, 500년 동안 -0.2배 증가하는 것으로 분석됐다.

연구진은 이번 연구가 “식물 플랑크톤은 ‘순 온실가스 배출자’임을 시사해준다”고 밝혔다. 특히 “부영양화가 진행되는 등 생산성이 높은 호수일수록 온실가스를 확대·재순환(피드백)시키는 용량이 더 크다”며 “지난 40년간 부영양화 호수에서 피어난 식물 플랑크톤이 기후에 누적적인 영향을 미쳤을 수 있다”고 지적했다. 지구온난화가 호수 속 식물 플랑크톤을 증가시키고, 그렇게 늘어난 식물 플랑크톤이 더 많은 온실가스를 배출하는 현상이 누적됐다는 것이다. 따라서 “전 세계 호수의 심각한 부영양화를 완화하기 위한 적극적인 영양소 관리가 시급히 필요하다”고도 밝혔다.

김규남 기자 3strings@hani.co.kr