북극 지방에서 메탄가스의 증가로 인해 다른 온실 가스가 급격히 감소할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

노르웨이의 스발바르 군도 연안에서 이뤄진 이번 연구에 따르면 메탄가스가 해저에서 뿜어져 나오면 바로 위의 표층수가 주변 해역의 이산화탄소(CO2)를 2배 더 많이 흡수하는 것으로 조사됐다.

이 연구 결과는 북극의 격리된 지역에서 메탄 침출 지점이 기후 변화의 영향을 줄일 수 있다는 가능성을 제기하고 있다.

스웨덴 스톡홀름 대학교의 지구 화학자 브렛 손튼 박사는 "이것은 예상 밖의 일이다. 이 새로운 발견은 메탄이 필연적으로 지구 온실 가스 부담을 증가시킨다는 기존의 연구결과와 상반되는 것"이라고 밝혔다.

메탄은 강력한 온실 가스 중 하나로, 메탄 분자는 CO2와 같이 대기 중 30배에 달하는 열을 발생시킨다.

그러나 전 지구적인 탄소 순환에서 메탄이 하는 역할에 대해서는 상대적으로 덜 알려져 있었다.

대기 중 메탄가스의 대부분은 생물 자원에서 비롯된다. 가축의 분변이나 썩는 쓰레기, 박테리아가 화석 연료를 분해시키는 과정에서 생겨나는 예가 대표적이다.

바다에서 메탄은 깊이 침투해 거품을 일으키며 수화물(hydrates)이라고 불리는 얼음형 크리스탈 격자 구조에 저장되는 경우가 많다. 온도와 압력이 변해 수화물이 녹으면 메탄이 방출돼 대기 중으로 퍼진다.

북극해에서 대기 중으로 얼마나 많은 양의 메탄이 생성되는지를 알아보기 위해 미국 지질 조사국의 생물 지구 물리학자인 존 폴만 박사는 스발바르 근처 메탄 침출물 위의 바다 표면에서 가스를 측정하기 시작했다.

연구팀은 이곳에서 측정된 메탄의 양이 놀라울 정도로 적은 양이었다고 발표했다. 그러나 더 놀라운 것은 가스가 스며 나올 때마다 지표수의 CO2 수치가 떨어진다는 것이었다.

폴만 박사는 "이 연구에 있어 핵심이 된 것은 이산화탄소의 양"이라고 강조했다.

연구팀은 표면 온도에서 용존 산소와 pH도가 상승하면서 물의 온도가 급격히 떨어지는 다른 데이터와 비교해 보면, 낮은 CO2 수준은 지하수의 용승과 광합성이 일어나고 있음을 보여주는 증거라고 밝혔다.

폴만 박사팀은 메탄가스 거품을 밀어내는 것과 동일한 물리적 힘이 해수면에서 지표면으로 양분이 풍부한 차가운 물을 공급하고 있으며, CO2를 흡수하는 식물성 플랑크톤에 영양을 준다는 것을 발견했다.

이와 같은 수정 효과는 렙테프 지역 및 동부 시베리아 해에 있는 침출수 위의 메탄 배출량을 연구한 손튼 역시 찾아낸 것이다.

손튼 박사는 "지하수에는 영양분이 많이 들어있어 표면에 영양분을 공급하면 CO2를 줄일 수 있다."고 설명했다.

이번 연구는 이들 지역에서 방출된 메탄보다 거의 1900배 많은 이산화탄소가 흡수되고 있다는 점을 밝혀냈다. 폴만 박사는 이 결과가 "지구온난화에 있어 조금 우려를 덜어주는 소식"이라고 전했다.

제한된 구역에서 이뤄진 이번 연구에서는 CO2 감소로 인한 효과가 메탄 배출에 따른 온난화보다 약 230배 더 컸다. 그러나 세계 다른 지역의 해양 침투에도 이 이론이 적용되는지 여부는 아직 의문이다.

스발바르 군도에서는 수화물 대부분이 불안정해 약간의 온도와 압력 변화로도 메탄 방출 반응을 일으킬 수 있다.

전 세계적으로 메탄 하이드레이트 침전물에는 모든 화석 연료 탄소 함량의 3분의 1이 함유돼 있어, 대륙 경계선을 따라 유사한 침투가 이루어지면서 해수 온도가 올라가면 메탄 배출량이 급격히 증가할 우려가 크다.

그러나 폴먼 박사는 모든 곳에서 동일한 메탄의 이산화탄소 상쇄 효과를 기대할 수는 없다고 말한다. 그가 연구한 데이터에서도 계절별로 메탄의 방출량은 차이를 보인다.

그는 연구팀의 데이터가 북극 지역 여름의 일정한 일조량이 유지되는 상황에서 수집된 것이라고 기록했다. 극지대 밤 시간대에는 광합성이 거의 없어지고 메탄 배출량은 CO2 감소로 인해 상쇄되지 않았다.

이 연구 결과는 국립 과학 아카데미(Proceeding of the National)에서 발표됐다.