식물성 플랑크톤이 이산화탄소를 흡수하는 원리는?

Question

이산화탄소를 흡수하는 지구의 가장 큰 허파는 아마존 숲이 아니라 바다의 식물성 플랑크톤입니다. 철 성분이 부족하여 플랑크톤이 번식하지 못하는 남극해 같은 해역에 인공적으로 황산철을 살포하여 플랑크톤의 대번식을 유도하고, 이들이 탄소를 머금고 심해로 가라앉게 만드는 생물 지구 화학적 탄소 순환 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

질문해주신 기술은 해양 철 비옥화라 부르며, 이를 관장하는 핵심 메커니즘을 생물학적 탄소 펌프라고 합니다. 철분이라는 아주 작은 미량 영양소가 어떻게 대기 중의 이산화탄소를 수천 미터 심해로 끌고 내려가는지, 그 순환 원리를 설명해 드리도록 하겠습니다.

남극해나 동태평양 해역은 질소, 인 같은 주요 영양염류는 풍부하지만 플랑크톤이 적은데, 이를 HNLC 해역이라고 합니다. 이곳에 인위적으로 황산철을 뿌리면 대규모 생물학적 탄소 고정 작용이 시작됩니다. 황산철을 표층수에 뿌리면 이온화되어 플랑크톤이 즉시 흡수할 수 있는 형태로 변하고, 철분을 얻은 식물성 플랑크톤은 폭발적으로 개체 수를 늘립니다. 이들은 햇빛을 받아 광합성을 하며 바닷속에 녹아있는 용존 무기 탄소를 흡수해 유기 탄소로 전환합니다.

표층 해수 속의 이산화탄소가 플랑크톤에 의해 대량 소비되면, 해수 표면의 이산화탄소 분압이 낮아집니다. 헨리의 법칙에 의해 대기 중의 이산화탄가 바닷물 속으로 녹아 들어오면서 대기 중 탄소 농도가 직접적으로 감소합니다.

효과가 명확함에도 불구하고 이 방법이 지구 온난화의 완전한 해결책으로 곧바로 채택되지 못하는 이유는심해 무산소화나 아질산화질소나 메테인 같은 더 지독한 온실가스가 부산물로 방출될 수 있기 때문입니다.