지구 온난화 영향으로 지구 여러 곳에 분포된 영구동토층이 용해될 것으로 전망된다. 영구동토층이 녹으면, 그 안에 저장된 메탄가스가 새어 나와 지구 대기 중의 온실가스가 증가할 것으로 예상됐지만, 최근 이를 반박한 연구 결과가 발표됐다. 메탄가스가 새어 나와도 대기 중에 다다를 수 없다는 것이다.
로체스터대학 연구팀이 영구동토층에 매장된 메탄가스를 조사한 결과, 영구동토층에 저장된 메탄이 배출되더라도 전량이 대기 중으로 쉽게 이르지 못할 것이라는 결론에 이르렀다.
메탄가스는 주로 습지와 해저에 분포돼 있다. 영구동토층에 갇힌 메탄가스도 있는데, 고대 메탄이 얼어있는 토양 속에 갇혀 대기 중으로 배출되지 못하는 것이다. 이 때문에 학계에서는 영구동토층에 저장된 메탄가스가 대기 중으로 방출되면 온실가스 수치가 높아질 수 있다고 여겨 영구동토층 용해를 걱정했다.
온실가스 중 이산화탄소와 메탄가스가 가장 위협적인 유형이다. 이산화탄소는 대기 중 온실가스의 대부분을 차지하고 있으며, 메탄이 그 뒤를 잇고 있다. 대기 수치 측면에서 보면 두 가지 가스에는 상당한 격차가 있다. 메탄가스는 이산화탄소에 비해 열을 가둬두는 성질이 강하다. 생태학자들은 다량의 메탄가스가 저장된 장소를 파악하는 것이 중요하다고 생각한다. 그 위치와 저장량을 알아두면 메탄가스가 방출된 경우 영향을 완화할 수 있다는 것이 학계의 입장이다.
최근 로체스터대학 연구팀은 영구동토층에 저장된 메탄이 대기 중으로 퍼질 수 있을지 조사했다. 연구팀은 이를 위해 남극 대륙 심층부의 샘플을 채취했고 샘플을 사용해 남극 영구동토층에 매장된 가스량을 조사했다. 테스트 결과, 빙하의 메탄 저장소는 생각보다 적었다. 즉, 고대 메탄이 대기 중 온실가스 수치를 위협할 가능성이 적다는 결론에 다다른 것이다.
연구팀은 영구동토층의 메탄가스가 식물을 죽이기 시작했다고 주장했다. 식물이 죽게 되면, 유기물이 분해되면서 토양 속에서 탄소가 새어 나온다. 극도의 저온 상태라면 이 탄소는 대기 중으로 방출되는 대신, 얼어서 토양 속에서 저장된다. 이러한 극저온과 탄소가 영구동토층을 형성하게 됐고 심지어 그 상태는 여름에도 지속되고 있다. 대부분의 영구동토층이 분포된 지역은 알래스카와 북부 캐나다, 시베리아 등지다.
영구동토층이 녹기 시작하면 토양 속으로 물이 스며들어가 물에 잠기게 된다. 이 같은 변화 로 저산소 환경이 만들어지고 미생물은 이용 가능한 모든 자원을 처리하기 시작한다. 그리고 이 미생물은 토양 속 탄소를 활용해 메탄가스를 배출한다. 그러나 해양 퇴적물에서의 메탄은 메탄 수화물이라고 하는 케이지에 저장된다. 영구동토층과 달리, 메탄 수화물은 심해 같이 저온과 고압 환경에서만 형성될 수 있다. 따라서 해수 온도가 높아지면 메탄 케이지가 불안정해지고 가스가 배출되는 것이다.
연구팀의 탄소-14 동위원소 분석 결과, 고대 기포에 들어있는 메탄은 매우 소량이었다. 메탄 수화물이 불안정해도 현재 대기 중 온실가스 수치에 영향을 미칠 가능성은 적었다. 게다가, 특정한 자연 프로세스로 인해 저장된 메탄마저도 더 줄어들 수 있다.
메탄이 방출되면, 해양 속 미생물은 대부분의 가스를 용해시키거나 산화시켜 대기 상부로 도달할 가능성이 희박하다. 이와 동일한 원리를 녹고 있는 영구동토층에 존재하는 미생물에 적용할 수 있다. 미생물의 다양성에 따라, 메탄가스를 소비할 수 있으며 그 결과 탄소가 메탄이 될 가능성이 적거나 탄소가 이산화탄소로 배출될 가능성도 줄어든다.
연구팀은 “영구동토층과 심해의 메탄가스 배출이 온실가스 증가의 주요 요인이 될 가능성은 적다” 이어서 “습지는 대기 중으로 지속해서 메탄가스를 배출하고 있다. 습지에서 배출되는 메탄가스는 대기 중 온실가스의 주요 요인이 될 수 있다”고 설명했다. 천연 자원보다는 사람의 활동으로 인한 메탄 배출을 해결할 것을 제안했다. 인간의 활동은 습지보다 더 많은 양의 메탄을 생산할 수 있다.
UN 기후변화협약에 따르면, 부속서 I에 속한 국가에서 2017년 배출된 총 이산화탄소량은 1,153만7,189.40으로 전년에 비해 0.75% 높아졌다. 반면, 부속서 I 비EIT(시장경제 전환국가)에서 배출한 이산화탄소는 962만1,536.05로 전년도에 비해 0.07% 높아졌다.
부속서 I 가입국은 OECD와 EIT 국가, 여러 중앙유럽 및 동유럽 국가들인 반면, 부속서 I 비EIT 국가는 대개 개발도상국가다.