해양 산성화가 일어나는 이유를 화학 반응과 관련 지어 설명해 주세요~

Question

해양이 산성화 되어 가면서, 이로 인해 산호초와 같은 해양 생물들이 큰 피해를 입고 있습니다. 해양 산성화가 일어나는 이유를 화학 반응과 관련 지어 설명해 주세요~

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

해양 산성화는 대기 중 이산화탄소가 바다로 흡수되면서 일어나는 일련의 화학 반응 때문에 발생합니다. 바닷물 속으로 들어온 CO₂는 물과 결합하여 탄산(H₂CO₃)을 형성합니다. 이 탄산은 불안정하기 때문에 곧바로 이온화되어 수소 이온(H⁺)과 중탄산 이온(HCO₃⁻)으로 나뉩니다. 수소 이온이 많아질수록 바닷물의 pH가 낮아지면서 점차 산성화가 진행됩니다.

또한, 바닷물 속에는 원래 탄산염 이온(CO₃²⁻)이 존재하는데, 이는 산호와 조개류가 껍질이나 골격을 만들 때 필요한 칼슘 탄산염(CaCO₃)의 재료입니다. 그러나 CO₂가 많이 녹아들어 수소 이온이 증가하면, 탄산염 이온이 줄어들어 CaCO₃를 형성하기 어려워집니다. 결국 산호초는 골격을 튼튼하게 만들지 못하고, 조개류와 갑각류도 껍질 형성이 방해를 받아 생존에 큰 위협을 받게 됩니다.

즉, 해양 산성화는 CO₂ + H₂O → H₂CO₃ → H⁺ + HCO₃⁻ 라는 반응 과정을 통해 바닷물 속 수소 이온을 늘리고, 그 결과로 해양 생물들이 살아가는 데 필요한 탄산염 이온을 감소시키는 현상입니다. 이 작은 화학적 변화가 결국 해양 생태계 전체를 흔들고 있는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요.

해양 산성화는 대기 중 이산화탄소가 바다에 흡수된 후 나타나며 지구 온난화와 함께 중요한 환경 문제로 여겨지고 있습니다.

대기 중 이산화탄소가 증가하면 일부는 바다 표면에 녹아 들어가는데요, 단순히 물에 녹는 데 그치지 않고 물과 반응하여 탄산을 형성합니다. 탄산은 약산이지만 해리되면서 수소 이온을 생성하는데요, 수소 이온이 많아질수록 용액은 더 산성을 띠게 되면서 바닷물의 pH가 점점 낮아지게 됩니다. 또한 바닷물 속에서는 원래 탄산 이온이 풍부하여, 칼슘 이온과 결합해 탄산칼슘을 만듭니다. 탄산칼슘은 산호, 조개 등의 껍질이나 골격을 만드는ㅈ성분인데요, 앞서 이산화탄소가 물에 녹아 생성된 수소 이온은 탄산 이온과 결합하여 다시 중탄산 이온으로 바뀌게 만듭니다. 그 결과 자유로운 탄산 이온의 농도가 감소하는 건입니다. 이로 인해 해양 생물들은 탄산칼슘을 충분히 만들기 어려워지고, 이미 형성된 구조도 점점 약해지거나 녹을 수 있습니다. 감사합니다.