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산악 하천, 지구의 탄소 유동에 중요하게 작용
등록일 : 2019-10-30 15:18 | 최종 승인 : 2019-10-30 15:21
조선우
지질학적 측면에서나 지리학적 측면에서 강과 하천은 아름다운 요소다(사진=123RF)

[리서치페이퍼=조선우 기자] 지질학적 측면에서나 지리학적 측면에서 강과 하천은 아름다운 요소다. 인간과 야생 동물에게 식량과 식수를 제공하는 동시에, 지구 표면에서 발생하는 놀라운 변화를 그대로 수용하며 침식에 의해 계곡과 협곡을 만든다.

이러한 수역에서는 전기를 생산하는 것 외에도 식수의 65%를 제공하고 있다. 그러나 다른 천연자원처럼, 강과 하천도 기후 위기로 죽어가고 있다. 생태상태지수(ECI)에 따르면, 1999~2011년 남아프리카의 강이 악화되고 있다. 특히, 저지대 강은 다른 강 유형에 비해 생태 지수가 큰 폭으로 하락했다.

미국에서 실시된 대규모 종합 장기 하천 화학물질 조사 중 하나인 2015년 셰넌도어 수역 연구에 따르면, 인간의 발전이 산속의 개울에 영향을 미치고 있었다. 버지니아대학 연구팀은 수은 오염과 기후 위기, 산성 물질 침식, 수질에 영향을 미치는 기타 요인과 버지니아 하천의 생태계 상태를 추적 관찰했다.

연구 결과, 모든 하천은 수온이 증가하고 있었다. 이는 민물송어 개체수에 영향을 미칠 뿐만 아니라 일부 하천에서는 수온 상승으로 민물송어가 더이상 서식할 수 없는 환경이 돼 버렸다.

더욱 중요한 것은, 수역은 인간을 홍수로부터 보호하고 오염 물질을 여과하며 잠재적으로 위험한 영양소를 재활용하고 수많은 어종에 먹이와 서식지를 제공하기 때문에 강과 하천 보호에 힘써야 한다는 것이다. 이전에 발표된 여러 연구에서도 소규모 하천은 전체적인 수질에 의미 없어 보이지만 사실 무엇보다도 보호가 필요한 곳이라는 것을 입증한 바 있다.

하천은 왜 중요한가?

많은 사람이 하천이 제공하는 장점을 제대로 알지 못한다. 하천은 지구상에 사는 수많은 식물과 동물, 미생물에게 서식지를 제공하는 것 외에도 먹이 사슬의 생산성에서 중요한 기반이 되고 있다. 그리고 하천은 질소와 인을 포함한 여러 가지 영양소를 저장 및 전환할 수 있는 능력을 갖추고 있다.

이전 연구에 따르면, 하류 수역에서 영양소를 저장 및 전환하는 기능을 갖추지 못한 채 질소와 인 수치가 높아지면 저수지와 해안 지역에 녹조 현상이 발생하고 산소 수치가 낮아진다. 그 외에도 하천은 홍수 같은 재해를 방지하고 지하수를 보충하는 데에도 중요한 기능을 한다. 또 다량의 빗물을 흡수하고 하류 범람을 방지한다.

하류 수역에서 질소와 인 수치가 높아지면, 저수지와 해안에서 녹조현상이 발생하고 산소 수치가 낮아진다(사진=123RF)

다량의 이산화탄소 생산

지구의 탄소 순환주기는 매우 복잡하다. 지구상에 사는 모든 유기체와 자연 서식지가 관련돼 있기 때문이다. 지구의 탄소 유동(carbon flux)은 바다와 대기, 초원과 숲 사이에서 서로 교환되는 탄소량을 일컫는다. 하천은 지구의 탄소 유출의 3분의 1 이상에 책임이 있지만, 지구 탄소 유동에서 산악 하천의 역할은 아직 정확하게 평가되지 않았다.

로잔공과대학 연구팀은 산 속 하천의 이산화탄소 배출과 지구 탄소 유동에서 산악 하천의 역할에 대해 최초로 대규모 연구를 진행했다. 이를 위해 전 세계 주요 산악 지형에서 배수되고 있는 하천에 대한 대규모 환경 데이터를 수집했다.

또 하천의 수문학적 및 지형학적 속성뿐만 아니라 저수지 내의 토양 유기 탄소 함유량에 중점을 맞췄다. 이후, 전 세계 180만 개 이상의 산악 하천에서 배출하는 천연 이산화탄소 배출량을 추정할 수 있는 모델을 개발했다.

세계 탄소 순환은 매우 복잡하다(사진=123RF)

산악 하천은 저고도 하천보다 평방미터당 평균 이산화탄소 배출률이 높았다. 이는 산악 경사를 타고 흐르는 하천에 난류가 더해지기 때문인 것으로 분석됐다. 따라서 산악 하천은 하천 네트워크에서 단 5%만을 차지하고 있지만, 전체 이산화탄소 배출량에서 10~30%가량 차지하고 있었다.

연구팀은 이번 연구가 환경 전체에서 배출되고 있는 모든 이산화탄소를 제대로 이해하는 기회가 됐다고 밝혔다. 또한, 산악 하천의 탄소 유동에 대한 장기적 추적 관찰로 기후 위기가 생물 지구화학에 미치는 영향도 이해할 수 있게 됐다고 강조했다.

하지만 지구 탄소 유동과 지구에 미치는 영향에 대해 연구할 것은 아직도 무궁무진하다. 다만 이번 연구를 통해 하천도 생태계의 일부이며, 지구의 다른 천연자원처럼 중요하게 보호할 필요가 있다는 것을 확인할 수 있었다.

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