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지구온난화 막을 새로운 대안? 블루카본의 정체

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2018년 09월 26일 09:00 프린트하기

※편집자주. 올 여름의 폭염은 동아시아 뿐만 아니라 유럽과 북미 등 전지구적으로 일어나고 있는 현상이다. 원인으로 지목되는 지구온난화는 대기 중 온실가스 증가세로 인해 점점 더 심각해지고 있다는 경고도 들린다.  이에 최근 지구 온난화를 막을 새로운 대안으로 '블루카본'이 떠오르고 있다. 

 

 

지구 온난화의 주범인 이산화탄소의 대기 중 농도가 갈수록 높아지고 있다. 세계기상기구(WMO)는 2016년 관측한 대기 중 이산화탄소의 농도가 인류 역사상 최고치인 403.3ppm을 기록했다고 밝혔다. 

 

이렇게 이산화탄소의 농도가 높아지는 것은 인류가 사용하는 화석연료 때문이다. 화석연료의 사용이 증가하면서, 화석연료를 연소시킬 때 나오는 이산화탄소의 배출도 늘어난 것이다. 그래서 지구 온난화를 늦추려면 화석연료의 사용을 줄이는 것뿐만 아니라 탄소의 흐름을 파악하고, 대기 중의 탄소를 흡수하는 것이 중요하다. 


지구를 순환하는 탄소의 흐름을 파악하기 위해, 과학자들은 지구의 탄소를 환경에 따라 크게 세 가지로 나누었다. 블랙카본은 석탄, 석유 등 땅속의 화석연료에 들어있는 탄소다. 인류가 화석연료를 사용하면 이산화탄소의 형태로 대기로 배출되면서 지구 온난화를 일으킨다. 

 

반대로 생태계는 대기 중의 탄소를 흡수하기도 한다. 그린카본은 육상 생태계가 흡수한 탄소로, 열대우림과 침엽수립의 나무에 저장되어 있다. 블루카본은 열대 해안에서 자라는 맹그로브 숲, 소금물이 들어오는 염습지와 갯벌 같은 해안 생태계가 흡수하는 탄소를 뜻한다. 


최근 블루카본은 지구 온난화를 막을 새로운 대안으로 떠오르고 있다. 그 이유는 해안 생태계가 그 어떤 곳보다 탄소를 더 빨리, 더 많이 흡수할 수 있기 때문이다. 해안 생태계는 바다 전체면적의 2%에 불과하지만, 바다로 흡수되는 탄소의 절반을 차지할 정도로 뛰어난 탄소 흡수 능력을 갖추고 있는 것으로 알려져 있다. 

 

 

● 바닷가 식물에 숨겨진 탄소 저장 능력


흔히 바닷가에서는 나무가 살 수 없다고 생각한다.  파도가 끊임없이 밀려오는데다 뿌리는 항상 바닷물에 잠겨 있기 때문이다. 그런데 동남아시아와 호주, 아프리카 등지의 열대 해안에는 바닷물에 잠긴 채 살아가는 여러 종류의 나무들이 있다. 이 나무들을 ‘맹그로브’라 부른다.  맹그로브는 파도를 맞아도 쓰러지지 않도록 여러 개로 갈라진 줄기가 지지대 역할을 한다. 잎에는 염분을 배출하는 특수한 기관이 있어서 바닷물에서도 살 수 있다. 
 

해안가에서 자라는 맹그로브(왼쪽)와  소금 결정이  자라난 맹그로브의  잎 뒤편(오른쪽).  맹그로브의 잎은  염분을 배출하는 기관을  통해 불필요한 소금을 결정의 형태로 배출한다. - GIB, peripitus(W) 제공
해안가에서 자라는 맹그로브(왼쪽)와 소금 결정이 자라난 맹그로브의 잎 뒤편(오른쪽). 맹그로브의 잎은 염분을 배출하는 기관을 통해 불필요한 소금을 결정의 형태로 배출한다. - GIB, peripitus(W) 제공

맹그로브 숲의 식물은 육상 식물과 마찬가지로 광합성을 통해 대기 중의 탄소를 흡수한다. 광합성은 식물이 영양분을 만드는 과정인데, 이때 햇빛과 물, 그리고 이산화탄소가 필요하다. 식물은 빛에너지를 이용해 이산화탄소에 들어있는 탄소를 분리하고, 이것으로 영양분을 만들어 에너지를 얻거나 세포를 구성하는 분자를 만든다. 


이렇게 공기 중의 이산화탄소를 흡수하여 영양분으로 만드는 과정을 ‘탄소 고정’이라고 한다. 뿌리부터 줄기까지, 식물의 몸 대부분은 공기 중에서 온 탄소 원자로 구성되어 있다. 

 

바닷물이 들어오는 습지인 염습지의 전경. 염습지에서 자라는 붉은색의 식물은 한해살이풀인 칠면초로, 우리나라의 대표적인 염생 식물이다 - 한국해양과학기술집 자료
바닷물이 들어오는 습지인 염습지의 전경. 염습지에서 자라는 붉은색의 식물은 한해살이풀인 칠면초로, 우리나라의 대표적인 염생 식물이다 - 한국해양과학기술집 자료

해안가에는 맹그로브 말고도 다양한 종류의 식물이 산다. 바닷물이 드나드는 습지인 염습지에는 염분에 강한 염생 식물이 자란다. 갈대, 칠면초 등이 있지요. 얕은 바닷속에는 ‘잘피’라 불리는 해초들이 산다. 잘피는 물속 흙에 뿌리를 내리고 양분을 흡수하는 바다 식물로, 해조류인 미역과 다시마와는 다르다. 잘피류는 바닷속 숲을 이루면서 탄소를 흡수하는 동시에, 다양한 어류의 집도 되어준다. 

 

 

● 갯벌은 열대우림보다 훌륭한 탄소저장고 


 

박테리아는 산소를 사용하여 유기물을 분해하는 역할을 한다. ➊ 육상 생태계에서는  박테리아가 유기물을 분해하고 이산화탄소를 방출한다. ➋ 해안 생태계에서는  산소가 바닷물에 의해 차단되어 박테리아가 대기 중 산소를 호흡하지 못한다.  그 결과, 탄소가 대기 중으로 배출되지 않고 바닷속 토양에 쌓인다.
박테리아는 산소를 사용하여 유기물을 분해하는 역할을 한다. ①육상 생태계에서는 박테리아가 유기물을 분해하고 이산화탄소를 방출한다. ② 해안 생태계에서는 산소가 바닷물에 의해 차단되어 박테리아가 대기 중 산소를 호흡하지 못한다. 그 결과, 탄소가 대기 중으로 배출되지 않고 바닷속 토양에 쌓인다.

식물들만 탄소를 흡수하는 것은 아니다. 바닷물이 드나드는 갯벌도 탄소를 흡수한다. 갯벌에는 염생 식물 대신 식물 플랑크톤인 미세조류가 살고 있다. 미세조류는 식물처럼 광합성을 하여 탄소를 흡수한다. 그뿐만 아니라, 갯벌에는 강과 바다에서 떠내려온 퇴적물이 쌓여 있다. 이 퇴적물에는 식물이나 동물의 잔해 등 탄소가 포함된 유기물이 섞여 있다. 이 유기물이 갯벌에 파묻히면서 탄소가 땅속에 저장된다. 

 

갯벌은 이렇게 그린카본보다 훨씬 많은 탄소를 흡수할 수 있다. 과학자들이 블루카본과 그린카본의 탄소 저장량을 비교한 결과, 염습지나 갯벌이 1헥타르당 저장하는 탄소의 양은 약 950t으로 같은 면적의 열대우림이 저장하는 250t에 비해 약 4배 많았다. 맹그로브 숲은 심지어 열대우림의 6배가 넘는 탄소를 저장할 수 있는 것이다. 

 

해양저서생태학연구실의 연구원들이 무릎까지 빠지는 갯벌에서 진흙 표본을 채취하는 모습. - 서울대학교 해양저서생태학연구실
해양저서생태학연구실의 연구원들이 무릎까지 빠지는 갯벌에서 진흙 표본을 채취하는 모습. - 서울대학교 해양저서생태학연구실

그렇다면 블루카본이 그린카본보다 훨씬 많은 탄소를 저장할 수 있는 이유는 무엇일까? 해안 생태계가 물에 잠겨 있기 때문이다. 숲에서는 토양 박테리아들이 바닥으로 떨어진 잎이나 나뭇가지를 순식간에 분해한다. 


박테리아들은 이 과정에서 산소를 호흡하고 이산화탄소를 내뱉는다. 그런데 물속은 산소가 거의 없는 환경이라서, 해안가에 사는 박테리아들이 산소를 호흡할 수 없다. 따라서 물속에 가라앉은 유기물은 이산화탄소로 분해되지 않은 채 곧바로 바닷속 흙에 묻힌다. 탄소가 대기 중으로 배출되지 않고 갯벌이나 바닷속 토양에 저장되는 것이다. 

 

갯벌에 사는 미세조류. 옆의 진흙과는 달리 누런색을 띠고 있다. - 서울대학교 해양저서생태학연구실
갯벌에 사는 미세조류. 옆의 진흙과는 달리 누런색을 띠고 있다. - 서울대학교 해양저서생태학연구실

 

*도움 및 사진 : 한국해양과학기술원, 서울대학교 해양저서생태학연구실, 게티이미지뱅크 외
*일러스트 : 이창우 작가 

*출처 : 어린이과학동아 18호(2018. 9. 15 발행) '해안 생태계가 지구 온난화를 막는다고?! 블루카본' 에서 실제 연구원 인터뷰와 인포그래픽을 볼 수 있습니다. 

 

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