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각자의방식으로살아가자
바닷물이 산성화되면 해양생물에 어떤 영향을 미치나요?
이산화탄소가 바다에 흡수되면서 해양산성화가 진행된다고 들었는데, pH가 조금 변하는 것뿐인데 왜 조개류나 산호 같은 해양생물에게 심각한 영향을 미치는지 궁금합니다.
6개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 해양산성화가 해양생물에게 큰 영향을 주는 이유는 pH 숫자가 조금 변하는 것 자체보다, 그 작은 pH 변화가 바닷물 속 탄산염 화학평형을 크게 바꾸기 때문입니다. 우선 대기 중 이산화탄소가 바닷물에 녹으면 물과 반응하여 탄산을 형성하고, 다시 수소 이온을 증가시키는데요, 이 때문에 해수의 pH가 낮아집니다. 여기서 중요한 점은 pH는 로그 척도라는 것입니다. 따라서 pH가 0.1 정도 낮아지는 것도 수소 이온 농도가 약 26% 증가하는 변화에 해당합니다. 이때 문제가 되는 것은 탄산염 이온인데요, 조개, 굴, 홍합 같은 연체동물과 산호는 바닷물 속 칼슘 이온과 탄산염 이온을 이용해 탄산칼슘으로 껍데기나 골격을 만듭니다. 그런데 CO₂가 증가하면 바닷물 속 H⁺가 많아지고, 이 H⁺가 탄산염 이온과 결합하여 중탄산염으로 바뀌게 되며, 결과적으로 생물이 껍데기와 골격을 만드는 데 사용할 수 있는 탄산염 이온이 감소합니다.즉 바닷물이 산성으로 변해서 껍데기가 바로 녹는다기보다는, 껍데기를 만들기 위한 원료가 부족해지는 동시에 이미 만들어진 구조물을 유지하기 어려워지는 것이라고 보시면 됩니다. 결과적으로 어린 조개나 산호처럼 빠르게 껍데기와 골격을 만들어야 하는 생물은 특히 영향을 크게 받을 수 있는데요, 성장 속도가 느려지거나 껍데기가 얇아지고, 산호의 석회화 속도가 감소할 수 있습니다. 또한 일부 생물에서는 에너지의 상당 부분을 산-염기 균형을 유지하는 데 사용하게 되어 성장이나 번식에 쓸 에너지가 줄어들 수도 있습니다. 감사합니다.
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채택된 답변안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
바닷물의 pH가 조금만 낮아져도 조개나 굴, 산호가 껍데기와 골격을 만드는 데 필요한
탄산이온이 줄어들어서 성장과 번식이 어려워지고, 어린 개체일수록 피해가 커집니다.
또한 해양산성화는 일부 어류와 플랑크톤의 감각 및 행동에도 영향을 주어서 먹이사슬과가 해양 생태계 전체에 연쇄적인 변화를 일으킬 수 있습니다.
감사합니다.
바닷물이 산성화되면 수소 이온 농도가 증가하면서 해양생물이 껍데기나 골격을 형성하는 데 필요한 탄산이온의 농도가 급격히 감소하므로 조개류와 산호의 생장이 억제되고 기존 구조가 녹아내립니다. 탄산칼슘을 주성분으로 하는 소형 유기체와 조개, 산호 등은 골격을 유지하기 위해 훨씬 더 많은 에너지를 소모하게 되어 성장 속도가 느려지고 면역력이 떨어지며 생존율이 저하됩니다. 이는 먹이사슬의 기초를 이루는 석회질 플랑크톤의 감소로 이어져 먹이사슬 전체를 흔들고 해양 생태계의 다양성과 생산성을 크게 감소시킵니다. 또한 유충 단계의 해양생물은 신체 조직이 약해 산성 환경에서 기형이 발생하거나 치사율이 높아지므로 종의 번식과 개체 수 유지에 직접적인 타격을 받게 됩니다.
pH가 0.1 감소하게되면 수소이온농도는 약 30%정도가 높아집니다.
이산화탄소가 녹아 생긴 수소 이온은 바닷속 탄산 이온과 결합합니다. 그래서 조개와 산호가 껍데기를 만드는 원료인 탄산 이온이 점차 고갈되어갑니다.
그래서 새 껍데기를 만들려면 평소보다 훨씬 많은 에너지를 소모해야 하고, 성장에 쓸 에너지를 껍데기 형성에 쓰면서 생존율도 급격히 떨어지게 됩니다.
게다가 산성도가 높아지면 이미 만들어진 기존 껍데기마저 녹아 내립니다.
또한 유각 플랑크톤 등 먹이사슬 최하단 생물이 줄어 상위 어종도 타격을 받을 뿐만 아니라 산호초 골격이 약해지면 해양 생물 25%의 서식지가 파괴됩니다.
결국 이 작은 pH 변화가 해양 생태계 전체를 무너뜨리게 되는 것입니다.
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
바닷물 pH는 로그척도라 작은 하락도 수소이온 증가가 큽니다. 이때 탄산이온이 줄어 조개껍데기와 산호 골격의 탄산칼슘 형성이 어려워지고 , 기존 구조도 약해질 수 있습니다. 성장, 번식 유생 생존에 쓰일 에너지도 감소해 먹이망 전체에 영향을 줍니다.
안녕하세요, 각자의방식으로살아가자님. 이중철 전문가입니다.
먼저, 바닷물이 산성화되면, 바다 속 탄산이온의 농도가 줄어들면서 조개, 게, 산호와 같이 껍데기나 골격을 만드는 해양생물이 껍질을 제대로 형성하지 못하거나 기존의 껍질이 녹아내리는 치명적인 피해를 입게 되는데요. 해양 산성화는 비록 pH 수치의 미세한 변화처럼 보이지만, 수소이온농도 지수의 특성상 실제 산성도는 크게 증가한 것이며, 이는 해양 생태계 전체의 먹이사슬을 뒤흔드는 심각한 결과를 초래한답니다.
■ 탄산이온의 감소와 껍데기 형성 방해 원리
이산화탄소가 바닷물에 녹아들면 탄산이 되고, 이 탄산은 수소이온과 탄산수소이온으로 분해되는데요. 이때 늘어난 수소이온이 문제의 핵심입니다. 조개, 소라, 게, 성게, 그리고 산호 같은 해양 생물들은 바닷물 속에 존재하는 탄산이온과 칼슘이온을 결합하여 단단한 껍데기나 골격(탄산칼슘)을 만들어요. 하지만 수소이온이 많아지면 수소이온이 탄산이온과 먼저 결합하여 탄산수소이온으로 변해버립니다. 그 결과 생물들이 껍데기를 만드는 데 필요한 탄산이온이 바닷물 속에서 급격히 부족해지는데요. 탄산이온이 모자라다 보니 새로운 껍데기를 형성하기가 매우 어려워지며, 심한 경우 수소이온이 기존의 탄산칼슘 껍데기까지 공격하여 녹여버리게 된답니다.
■ 산호초 파괴와 해양 생태계의 서식지 상실
산호는 바다의 열대우림이라 불릴 만큼 수많은 해양 생물에게 생존에 필수적인 서식지와 산란장을 제공하고 있어요. 산호의 골격 역시 탄산칼슘으로 이루어져 있기 때문에 해양 산성화가 진행되면 산호가 자라는 속도가 현저히 느려지거나 골격이 약해져 쉽게 부서집니다. 산호가 백화 현상을 겪고 죽어가면 산호초에 의존해 살어가던 수많은 물고기와 해양 생물들이 서식지와 먹이를 잃게 되는데요. 이는 특정 생물만의 문제를 넘어 해양 생물 다채로움의 파괴로 이어지게 된답니다.
■ 먹이사슬 파괴와 수산 자원 및 인간에게 미치는 영향
해양 산성화는 먹이사슬의 가장 아래 단계에 있는 미세 생물들에게도 치명적이에요. 대표적으로 바다 달팽이라 불리는 익족류(翼足類)는 아주 작은 탄산칼슘 껍데기를 가진 플랑크톤으로, 연어, 명태, 고래 등 수많은 상위 포식자의 핵심 먹이입니다. 해양 산성화로 익족류의 껍데기가 녹아 개체 수가 급감하면 이를 먹고 사는 상위 어류의 개체 수도 연속적으로 감소하게 됩니다. 결국 이는 어획량 감소로 이어져 수산업에 큰 타격을 주고, 인간의 식량 안보와 경제에도 큰 혼란을 일으키게 되는 것이지요.
■ 수소이온농도 지수 변화의 과학적 심각성
pH 지수가 0.1이나 0.2 정도 변하는 것은 수치상으로 굉장히 작아 보이지만, pH는 로그 단위로 계산되는 지수입니다. 산업혁명 이후 지구 표면 바닷물의 평균 pH는 약 8.2에서 8.1로 0.1 정도 낮아졌습니다. 이것은 숫자상으로는 0.1에 불과하지만, 실제 바닷물 속 수소이온 농도가 약 30퍼센트나 급증했음을 의미합니다. 수억 년 동안 비교적 안정적인 환경에 적응해 온 해양 생물들에게는 수소이온 농도가 30퍼센트나 늘어난 환경이 생존을 위협하는 극단적인 변화로 작용하게 되는 것이에요.
정리하자면,
이산화탄소 흡수로 인한 해양 산성화는 바닷물 속 탄산이온을 줄어들게 하여 조개나 산호 등의 껍데기 및 골격 형성을 방해하고 녹게 만들며, 이는 미세 플랑크톤부터 상위 어류까지 이어지는 해양 먹이사슬 전체를 무너뜨리는 심각한 영향을 미치게 된답니다.
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