해양 산성화, 바다 고둥 껍데기 용해시켜…인간 식량공급도 위협 받는다

2019-02-26 17:34:27 이택경 기자
▲고둥 껍데기의 표면과 구조, 두께가 산성 해수에 영향을 받고 있다(사진=ⓒ픽사베이)

일본 쓰쿠바대학과 영국 플리머스대학에 따르면, 기후 변화가 확산되면서 극도의 산성 해양에서 서식하고 있는 외피가 있는 해양 생명체의 생존이 어려워지고 있다. 공동 연구팀은 지나치게 많은 양의 이산화탄소가 포식성 나팔고둥에 어떤 영향을 미치는지 조사했다.

연구팀은 향후 이산화탄소 수치가 높아질 것으로 예상되는 지역에서 서식하고 있는 나팔고둥의 개체수가 정상적인 상태의 바다에서 서식하고 있는 고둥의 수보다 적어질 것이라고 예측했다. 개체수 외에도 외피의 표면과 구조 또한 영향 받을 것으로 보인다. 즉, 껍데기의 밀도와 두께가 줄어들 것이라는 분석이다.

쓰쿠바대학의 벤 하비 교수는 산성 해수에서는 Ph 수치가 낮기 때문에 바다 동물에 스트레스를 유발할 수 있다고 주장했다. 그리고 동물이 이 같은 스트레스를 받으면 석회화 과정을 제어할 수 없게 된다. 그 결과, 이러한 고둥을 먹이로 삼아 의존하고 있는 바다 생명체는 더 이상 생존할 수 없게 되는 것이다.

하비 박사와 연구팀은 일본 시키네 섬 해안 인근에 위치한 해양 화산 물질이 고인 장소에서 조사를 실시했다. 해당 지역은 향후 이산화탄소(CO2) 수치가 높아질 것으로 예상되는 곳이었다. 연구팀은 컴퓨터 단층촬영(CT) 스캐닝 방법을 사용해 고둥 껍데기의 두께와 밀도 또한 측정했다. 탄소 수치가 정상적인 곳의 고둥 껍데기 구조는 CO2 수치가 높은 곳의 것과 달랐다. 즉, 수치가 정상적인 장소에서 측정한 고둥 껍데기는 그렇지 않은 곳에서 서식하는 고둥의 것보다 50mm 가량 두꺼웠다.

치명적인 해양 산성화

해양 산성화는 지구 온난화만큼 위험한 현상이다. 때문에 학계에서는 이 두 가지를 ‘쌍둥이 악마(evil twins)’라고 부르고 있다. 지구 온난화가 진행되면, 이산화탄소가 공기 중으로 배출돼 기후가 변화하고 해양 산성화가 진행되면 이산화탄소가 해수에 용해돼 바다 생명체가 위협 받게 된다. 그 근본 원인은 다양한 인간 활동이 대기 중 CO2수치를 높이고 있는 것이다. 그리고 전세계 바다는 이 가스의 30% 가량을 흡수하고 있다.

산성화 화학구조

이산화탄소가 해수로 유입되면 해수에서는 일련의 화학 작용이 일어나 산성화가 진행된다. 그리고 이 같은 화학 반응으로 인해 석회화 과정 중인 바다 생명체의 영양소가 줄어들고 껍데기 구조가 바뀌는 것이다. 껍데기가 있는 대부분의 해양 동물처럼 나팔고둥도 칼슘과 탄산염이 결합돼 껍데기를 만든다. 그리고 이 영양소는 주변 해수에서 얻고 있다.

▲인간의 활동으로 바닷속 이산화탄소가 증가하고 있다(사진=ⓒ픽사베이)

이러한 석회화 과정에서는 물과 이산화탄소가 배출된다. 그러나 해수의 이산화탄소 수치가 높은 경우 Ph 수치가 낮아져 껍데기가 있는 바다 생명체는 탄산칼슘을 석회화하는 것이 어려워지는 것이다. 그리고 이 동물들은 껍데기 없이 생존할 수 없기 때문에 매우 연약해진다.

최근 들어 대부분의 해안 지역의 산성 해수에 껍데기가 용해되고 있기 때문에 과거에 바닷가에서 흔히 볼 수 있었던 껍데기를 예전만큼 수집할 수 없게 됐다. 껍데기 용해는 바다 고둥 수영 능력과 보호 능력에 상당히 부정적인 영향을 미치기 때문에 위험한 현상이다.

불확실한 미래

해양 산성화는 해양 생명체가 직면하고 있는 위협 중 하나다. 사실상 대부분의 해양 동물에게 스트레스 요인으로 작용하고 있다. 과거의 학자들은 해양 산성화가 지구 온난화의 주범인 CO2 양을 줄이기 때문에 유익한 현상으로 간주했지만, 산성화가 생태계의 불균형을 유발한다는 사실을 알게 된 것이다. 산성화 과정을 거치는 동물들에게 껍데기 용해는 심각한 결과를 유발하고 있다. 즉, 산성화 해수에서는 거의 적응할 수 없기 때문에 생존의 위협을 받는 것이다.

이산화탄소 배출 감소로 산성화 제어

바다는 마치 스폰지처럼 대기 중 이산화탄소를 놀라운 속도로 흡수하고 있다. 통계에 따르면, 세계에 분포돼 있는 모든 바다는 지난 수십 년 동안 약 150만 미터톤의 이산화탄소를 흡수했다. 환경 전문가들은 이 같은 영향을 피하기 위해 바다로 이산화탄소를 배출하는 활동을 피할 것을 촉구하고 있다. 바다 산성화가 지속된다면 해양 생태계뿐만 아니라 인간의 식량 공급과 세계 경제, 생활의 기준 또한 위협받을 수 있다.

[리서치페이퍼=이택경 기자]

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