해양산성화로 주 서식지 표층에서 개체감소 우려
기후변화로 바닷물이 산성화되면서 규조류가 크게 감소할 수 있다는 전망이 나왔다.
25일(현지시간) 독일 GEMAR헬름홀츠해양연구센터(GEMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel)는 해양산성화로 플랑크톤의 일종인 규조류 개체수가 크게 감소할 수 있다는 연구결과를 발표했다.
전세계 바다에 널리 서식하는 규조류는 바다에서 가장 중요한 식물바이오매스 생산자다. 규조류는 해양식물바이오매스의 무려 40%를 생산해 해양 먹이사슬의 기초가 된다. 뿐만 아니라 대기중 이산화탄소(CO2)를 심해로 운반해 기후조절에도 기여한다.
껍질이 단단한 규조류는 탄산칼슘보다 규소, 산소 및 수소의 화합물인 이산화규소를 사용해 껍질을 형성한다. 이런 특성으로 인해 이전에는 규조류가 해양산성화에 강한 생물인 것으로 여겨졌다. 해양산성화는 바닷물의 이산화탄소 흡수량이 증가하면서 촉발되는 화학적 변화로, 탄산칼슘에 의한 석회화를 저지하기 때문이다. 따라서 굴, 산호 등 석회유기체는 산성바닷물에서 껍질과 골격을 형성하는데 어려움을 겪는 반면 규조류는 이런 영향에 덜 민감한 것으로 여겨져 왔다.
그러나 연구진은 현장실험과 시뮬레이션 데이터를 분석한 결과, 규조류도 해양산성화에 위협을 받는 것으로 밝혀졌다.
연구진은 2010년~2014년까지 북극에서 아열대에 이르는 다양한 해양지역에서 5건의 격리수계(mesocosm) 연구데이터를 조사했다. 격리수계는 바다에 설치된 수만리터 용량의 초대형 시험관으로, 폐쇄된 자연생태계 내 환경조건의 변화를 연구할 수 있는 장치다.
연구진은 미래 기후변화 시나리오를 가정하고 격리수계 내 해수의 이산화탄소 농도를 높였다. 이후 수주동안 실험을 진행하며 유기물의 화학적 조성을 평가하고, 결과를 지구관측 데이터와 대조해 해양산성도가 높을수록 이산화규소 껍질의 용해도가 떨어진다는 사실을 발견했다.
해양산성화로 인해 규소류의 껍질이 더 천천히 녹는데 이는 결코 이점이 아니라는 것이다. 규조류의 화학적 용해과정이 지연될 경우 규조류는 용해돼 규소로 되돌아가기 전에 더 깊은 수층으로 가라앉아버린다. 규조류가 형성되는 데 필요한 영양소가 심해로 가라앉아 버리면서 이들이 서식하는 표층의 영양소는 점점 부족해지는 것이다. 규조류의 껍질을 만드는 데는 영양소뿐만 아니라 빛도 필요하다. 연구진은 이로 인해 규조류가 감소한다고 설명했다.
연구 제1저자인 얀 타우처(Jan Taucher) GEMAR해양생물학자는 금세기말까지 규조류가 최대 10% 줄어들 것으로 예상하며 "규조류가 해양생물과 기후체계에 얼마나 중요한지를 고려할 때 이는 엄청난 수치"라고 경고했다. 이어 그는 "기후변화는 갑자기 멈추지 않을 것이므로 규조류의 감소추세는 2100년 이후에도 계속 이어질 것"이라고 했다. 탄소배출량에 따라 해양표층에 서식하는 규조류는 2200년에 이르면 최대 27%까지 감소할 수 있다는 것이다.
규조류는 바다에서 가장 중요한 플랑크톤 중 하나다. 이에 따라 규조류가 감소하면 해양먹이사슬이 크게 뒤틀리거나 심지어 해양이 탄소흡수원 역할을 하지 못할 수 있다는 우려도 나온다. 울프 리베셀(Ulf Riebesell) GEOMAR해양생물학자는 "신속하고 단호하게 기후변화에 대응하지 않으면 우리는 헤아릴 수 없는 위험을 겪을 수 있다"고 지적했다.
이번 연구결과는 네이처(Nature)에 게재됐다.
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