IPCC에 따르면 산업화 이후 화석연료 기반으로 찬란한 경제발전을 이룬 인류에 의해 이산화탄소가 폭발적으로 배출되었고 그로 인해 해수의 pH가 낮아지는 해양 산성화(Ocean acidification)가 진행되고 있음을 보고하고 있습니다. 과거부터 화학적 평형을 이루고 있던 바다가 최근 들어 대기 중에 이산화탄소가 급격하게 증가하면서 바다에 녹는 이산화탄소가 많아 그 균형이 깨지고 있습니다. 결국 해양 생태계, 생물 다양성 파괴뿐만 아니라 인류는 해양 식량위기에 직면하게 될 수 있습니다.
해양 산성화 원인
과거 우리가 살고 있는 지구의 바다는 대략 1만 년 전 해안선이 안정화가 되어있던 것처럼 바닷물의 pH 수치도 안정화가 되어 있었기 때문에 해양 생태계 또한 안정적으로 유지되고 있었습니다. 이로 인해 해양의 생물 다양성은 인류에게 해양 식량의 혜택 주고 있었죠. 1850년대 산업화 이후부터 대기 중 급격한 이산화탄소 배출량 증가는 바닷물의 수소이온 농도를 증가시켜 표층 바닷물의 산도가 8.2pH에서 8.1pH로 낮아졌고, 현재도 진행 중에 있습니다. 이러한 진행 속도는 자연계에서는 있을 수 없는 속도이며, 인간에 의해 인위적으로 변화하고 있음을 IPCC에서 지속적으로 경고하고 있습니다.
이산화탄소 증가 ▶ 수소이온 농도 증가 ▶ 바닷물 산성화
결국 해양이 산성화가 진행되는 이유는 IPCC 6차 보고서에 언급한 것처럼 인류가 경제발전을 위해 화석연료를 폭발적으로 사용함으로써 지구 역사상 가장 빠르게 이산화탄소를 배출했습니다. 따라서 바다에서 흡수되는 이산화탄소 양이 많아짐으로써 수소이온 농도가 증가되어 결국 pH 수치가 낮아진 점에서 이유를 찾을 수 있습니다. 결국 현재도 해양이 산성화로 진행되고 있습니다.
수소이온 농도가 증가하면 pH가 낮아지는 이유
수소이온 농도는 산성이나 염기성을 간단하게 알 수 있게 하는 척도로 pH란 기호를 사용합니다. 수용액 안에 수소 이온(H+)의 양을 나타내는 지수로 이를 활용하여 pH미터기는 수소이온의 활동성을 측정하는 원리이죠. 바다로 흡수되는 이산화탄소는 물과 반응을 통해 탄산염과 수소이온을 만들어내는데 수소이온이 탄산 이온과 반응하기 때문에 탄산염 농도가 줄어들어 pH수치가 낮아지면서 산성화가 진행됩니다.
해양이 산성화(pH 감소)가 되면 나타나는 현상
수소이온 농도가 증가하면 탄산염 농도는 감소하는데 탄산염을 이용해 탄산칼슘인 골격을 만드는 갑각류 및 산호초들에게는 바다의 탄산염 농도가 줄어들고 있기 때문에 생존에 치명적입니다.
조개, 갑각류, 산호와 같은 해양 생물들은 탄산칼슘에 의존해 골격을 만들어 몸을 보호하며 생존을 이어가는데, 이러한 석회를 만드는 능력이 떨어지기 때문에 최악의 상황에서는 만들 수가 없어 멸종의 위험에 직면할 수 있습니다. 특히 산호초는 해양 생태계에서 물고기들의 자연 번식장이기 때문에 산호숲이 망가진다면 물고기의 개체번식에 문제가 생깁니다. 호주 앞바다에 전 세계 40%의 산호가 살고 있다고 알려져 있지만 해양 산성화로 인한 산호초의 골밀도가 떨어지며, 최악에는 갑각류 들이 분열될 것으로 보고 있습니다. 만약 해양산성화를 막지 못하고 산호초가 사라진다면 전 세계 50%의 물고기들의 개체수가 줄어들 거라는 주장도 있습니다.
NOAA의 하와이 연구소에서 측정한 자료에 따르면 대기 중 이산화탄소가 증가함에 따라 바닷물의 pH수치가 낮아지며, 산성화가 진행되는 과학적 근거로 보여주고 있습니다. 이처럼 해양 과학자들은 지속적으로 경고를 하고 있지만, 실제 현실에서는 체감으로 나타나지 않기 때문에 한 줄의 뉴스거리로 취급당하는 상황이 안타깝습니다.
해양산성화 해결방안
바닷물이 급격하게 산성화가 되는 근본적인 이유는 지구온난화에서 이유를 찾을 수 있습니다. 해수면 온도상승, 극한의 날씨 발생, 빙하 붕괴 등 지구 평균기온 상승에 따른 수많은 기후변화 문제 중 해양 산성화 현상도 하나일 뿐이죠. 지구역사상 가장 멋진 문명을 만든 인류가 만들어낸 기후 부작용입니다. 지금까지 인류가 배출한 온실가스는 회수할 수도 되돌릴 수도 없지만 지금이라도 해양생태계 유지 및 해양 산성화 억제를 위한 해결방안을 모색하고 실천해야 할 때입니다.
해수면 상승 원인의 과학적 근거(IPCC AR4-WG1)
해수면 상승 원인의 과학적 근거(IPCC AR4-WG1)
해수면 상승에 대한 원인은 이미 2007년 IPCC의 제1 실무 그룹은 4차 평가 보고서(Working Group1, IPCC's fourth Assessment Report, AR4)에서 과학적 근거를 제시하였습니다. 전 지구적 해수면 상승의 주된 원인
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- 근본적으로 이산화탄소와 같은 온실가스 배출량을 절대적으로 줄여야 합니다.
- 해양 산성화를 억제할 수 있는 과학 기술들을 활용하여 해결하는 방법입니다. 환원제를 사용하여 pH의 균형을 유지하는 방법, 이산화탄소를 영양원으로 생존하는 박테이라 활용, 화학적 이산화탄소 환원 방법 등 과학적 기술을 통해 해결하는 방법입니다. 다만 지구의 바다 순환 시스템이 20~30년 걸린다고 알려져 있기 때문에 비용, 시간 등을 고려했을 때 다소 현실 가능성이 낮습니다.
- 해양 식물인 해초가 탄산칼슘을 만들어내기 때문에 해양 산성화를 억제할 수 있으며 해초를 이용할 수 있습니다.
- 이산화탄소 감축을 위한 세계 각국의 탄소중립 정책을 이행하고 목표를 이루기 위해서 실천해야 합니다.
<세계 각국의 온실가스 감축 목표 및 관련 법령>
| 나라 | 탄소 중립 정책 |
| 한국 | 2021년 탄소중립 기본법 수립 |
| 독일 | 2016년 기후보호계획2050 수립 |
| 대만 | 2022년 탄소중립 로드맵 |
| 러시아 | 2020년 온실가스배출감축 - 대통령령 2021년 온실가스배출 제한에 관한 법 제정 |
| 미국 | 2021년 기반시설투자 및 일자리법, 일명 인프라법 |
| 베트남 | 온실가스 감축 및 오존층 보호에 관한 규정 |
| 스페인 | 기후변화 및 에너지 전환에 관한 법 제정 |
| 싱가포르 | 2018 탄소 가격제법 |
| 영국 | 2008 기후변화법 제정 및 탄소배출거래제 규정 |
| 일본 | 지구온난화대책 추진에 관한 법률 |
| 중국 | 2030년 이전 탄소배출정점 행동방안 기후변화 대응정책 및 행동 백서 |
| 캐나다 | 캐나다 순배출 제로 책임법 제정 |
| 태국 | 온실가스관리기구에 관한 칙령 제정 |
| 프랑스 | 에너지-기후국가 계획 수립 |
21세기 들어 급격한 해양 산성화 현상은 결국 영국에서 시작된 산업혁명 이후 화석연료 사용을 통해 급격하게 온실가스를 배출한 인류의 몫입니다. 더 늦기 전에 변해가는 지구 순환 시스템을 멈춰야 하며, 지구 순환 시스템이 멈춘다면 해양이 산성화 되는 현상도 자연스럽게 멈출 것입니다.
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