온난화를 멈출 최선책은 바다에

뉴스는 매일 이상기후에 의한 지구적 피해를 보도한다. 20세기에는 인구과밀과 식량부족이 인류의 생존을 위협할 최대 위험 요소라고 생각했다. 그러나 21세기가 되자 최대 위험은 지구온난화와 인공지능 발달에 따르는 전기에너지 부족으로 바뀌었다. 최근 유엔의 기후환경국에서는 점점 심해지는 온난화 방지 해결책을 바다에서 찾으려는 노력을 시작하고 있다.

대기 중의 이산화탄소 농도를 염려하지 않던 과거에는 CO2 양이 어떻게 일정하게 유지되었는가? 그때는 지구 표면의 대부분을 덮고 있는 바다가 CO2 양을 일정하게 조절해주었다. 바닷물은 공기 중의 CO2와 결합하여 약한 산성을 갖는 탄산수소(HCO3)로 변화시켜 물속으로 끌어들인다.

CO2 + H2O → HCO3

​이런 현상은 빗방울과 강과 호수에서도 일어나지만, 그 양은 바다와 비교할 수 없을 것이다.

​그리고 바다의 식물 플랑크톤과 해조류는 광합성을 하면서 이산화탄소를 대량 흡수했다. 특히 대형 해조류보다 보이지도 않는 크기를 가진 식물 플랑크톤이 더 많은 양의 이산화탄소를 흡수했다.

​다음은 조개, 소라, 굴 등의 석회석(CaCO3) 껍데기를 가진 동물, 석회석으로 이루어진 산호와 해면 같은 동물, 그리고 유공충(有孔蟲 foraminifera)이라 불리는 단세포 하등동물 등이 이산화탄소를 대량 흡수하여 바다에 축적했다. 유공충의 세포는 단단한 탄산칼슘 외각(外殼)으로 덮여 있고, 수명을 다하면 해저에 침전하여 탄산칼슘층을 형성하게 된다. 몸을 석회석으로 보호하는 동물들을 총칭하여 석회동물이라 한다.

단세포 진핵생물인 유공충은 그들의 몸을 탄산칼슘 껍데기로 싸서 보호하며, 그 모양과 크기는 종류마다 다르다. 외각이 아직 생기지 않은 어린 유공충은 플랑크톤이 되어 부유(浮遊) 생활을 하지만, 탄산칼슘층이 생기면서 그들은 해저에서 살아간다. 현존하는 유공충의 종류는 약 50,000종 이상이고, 화석으로 발견되는 종이 40,000종을 넘는다.

​이산화탄소를 감축하려는 유엔의 노력

바다의 식물 플랑크톤과 석회동물들은 현재도 이산화탄소를 대량 흡수하고 있지만, 인류는 날이 갈수록 흡수되는 양보다 더 많은 이산화탄소를 방출한다. 그래서 유엔 기후변화기구(IPCC)에서는 2015년에 195개 나라가 참여한 회의에서, 지구의 평균기온을 현재보다 2℃ 이상 높이지 않도록 하자는데 동의하면서, 2050년까지 이산화탄소를 매년 100억-150억 톤 줄여가자고 결의했다.

​그러나 현재 상황으로 볼 때 세계는 1년에 겨우 20억 톤 정도만 감축하는 데 성공하고 있다. 이 양은 세계가 1년에 배출하는 양의 7.5%에 불과하다. 이런 실정이 되자, IPCC의 과학자들은 이산화탄소를 제거(carbon dioxide removal, CDR)할 방안을 바다에서 찾으려 하고 있다.

​즉 바다의 환경을 변화시켜 바다식물(식물플랑크톤과 해조류)이 번성하게 함으로써 CO2를 줄이자는 것이다. 그런데 바다는 계획을 추진하기에 너무 광대하고, 해양의 상태는 곳에 따라 다양하며, 바다의 환경은 끊임없이 변화하고 있기 때문에 어떤 방법도 실천하기에 만만하지 않다.

​거론되는 여러 가지 CDR기술

먼저 과학자들은 해양식물이 더 잘 살 수 있는 바다 환경을 만드는 방법을 연구한다. 그 방안 중에는

​- 해수의 지나친 산성화를 막는 연구,

– 단세포 해양식물(식물플랑크톤)이 더 잘 증식할 수 있는 환경이 되도록 철분과 같은 미량 영양소를 공급하는 연구,

– 적조와 같은 유독성 해양식물이 발생하지 않도록 하는 연구,

– 성장이 빠른 해조류를 대량 증식하는 양식장을 지구적으로 확장하는 연구

– 심해의 영양이 풍부한 물을 위로 상승하게 하여 식물 플랑크톤이 잘 증식하게 하는 연구,

– 해수에 포함된 이산화탄소를 화학적 방법으로 직접 걸러내는 거대한 흡수막을 만드는 연구,

– 산호를 보호하고, 석회동물이 잘 증식하는 환경을 만드는 연구

등을 추진하고 있다.

인도양의 말디브 산호섬이다. 세계의 열대 바다에는 수많은 산호섬이 있다. 산호섬은 거의 전체가 탄산칼슘 덩어리이다. 탄산칼슘(CaCO3)의 44%는 바다에 저장된 이산화탄소이다.

​지구의 기후는 거의 전적으로 바다가 지배한다. 기온이 오르면 해수의 온도가 높아지고, 수온이 높으면 수분 증발량이 증가하여 더 많은 구름과 비를 만들어 강력한 태풍이 생겨나게 한다. 평소와 다른 강풍, 홍수, 폭염, 한파, 폭설, 건조를 발생시키고, 남북극의 빙하를 녹여 세계의 해수면이 높아지게 한다.

​인류의 미래를 불안하게 하는 획기적이고 경제적인 온실가스 감축 방법은 아직 찾지 못하고 있다. 유엔이나 각 나라가 여러 방안을 논의하지만, 이 문제는 정치가나 사회지도층 사람들의 생각으로 해결되지 않는다. 여기에는 세계적이며 국가적인 다방면의 과학자로 구성된 대규모 연구 활동이 필요하다. 현재의 젊은 독자 중에는 많은 분이 이런 연구기관에서 활동하게 될 것으로 생각된다. 인류의 미래를 구하는 큰 사명(使命)이다. – YS