북극 영구동토층이 빠르게 녹으면서 수천년간 땅 밑에 얼어있던 탄소가 대규모로 방출되고 있다.
미국 매사추세츠대학 애머스트캠퍼스 연구진은 알래스카 북부 노스슬로프 지역에서 약 44년(1980~2023년)간 수집된 데이터를 1㎞ 해상도로 분석한 결과, 기온 상승이 북극 수문 시스템을 변화시키고 탄소순환 구조를 뒤흔들고 있다고 4일(현지시간) 밝혔다.
연구에 따르면 기온 상승과 함께 해빙 시기가 점점 길어지고 있으며, 해빙이 여름을 넘어 가을(9~10월)까지 이어지는 현상이 확인됐다. 이 과정에서 하천 유출량이 증가하고, 강을 통해 바다로 이동하는 탄소량도 급증한 것으로 나타났다.
핵심은 영구동토층을 구성하는 '활성층'의 변화다. 활성층은 지표면 바로 아래에 위치해 매년 기온에 따라 얼고 녹기를 반복하는 토양층으로, 수천 년간 축적된 유기물이 여기에 저장돼있다.
기후변화로 활성층이 점점 깊어지면서, 이 유기물이 녹아 '용존 유기탄소(DOC)' 형태로 하천에 유입되고 있다. 이 탄소는 결국 바다로 흘러들어가 매년 약 2억7500만톤 이상이 이산화탄소로 전환된다는 것이다. 이는 대기 중 온실가스를 늘려 온난화를 더 빠르게 앞당길 수 있다고 연구팀은 우려했다.
북극발 하천이 북극해로 흘러들어가는 양은 전세계 하천수가 바다로 흘러들어가는 전체 수량의 약 11%에 달한다. 이에 비해 북극해는 전체 해양의 1%로 매우 작아, 작은 변화도 북극해의 환경에 큰 영향을 미칠 수 있다고 연구팀은 설명했다. 게다가 향후 80년동안 북극 지역의 하천 유출량은 최대 25%, 지하수 흐름은 30% 증가할 것으로 전망됐다.
또 알래스카 북서부의 평탄한 지형에서 탄소가 더 많이 방출되는 것으로 나타났다. 이 지역에 수만 년간 축적된 유기물이 더 많이 존재하기 때문이다. 반면 동부 산악지역은 토양이 모래·암석 위주로 구성돼있어 탄소가 비교적 적게 방출된다고 연구팀은 덧붙였다.
연구를 이끈 마이클 롤린스 매사추세츠대학 지구·기후과학 교수는 "수천~수만 년간 축적된 고대 탄소가 방출될 경우 기후 시스템에 장기적이고 구조적인 영향을 미칠 수 있다"며 "육지에서 바다로 이동하는 탄소 흐름은 아직 밝혀지지 않고 있어 기후변화 대응을 위해 추가 연구가 시급하다"고 강조했다.
이번 연구결과는 '글로벌 바이올로케미컬 사이클'(Global Biogeochemical Cycles)에 게재됐다.
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- 김나윤 기자 jamini2010@newstree.kr 다른기사보기
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