기후위기 탄소 흡수하는 갈색 해조류 블래더랙, 플랑크톤과 갯벌

과학자들은 탄소를 흡수하는 해조류와 갯벌 등 해양의 역할을 재조명하고 있다. 미역과 다시마, 블래더랙 등 대표적인 갈조류뿐 아니라 갯벌, 해양 플랑크톤의 탄소 흡수능력도 뛰어나다.

각국이 온몸으로 체험할 만큼 기후변화 위기가 커지고 있다. 이에 따라 6가지 온실가스의 배출량과 흡수량이 같도록 해서 순 배출을 0으로 만드는 ‘넷제로’와 탄소 배출량을 상쇄시키는 ‘2050년 탄소중립’ 목표를 실현하기 위해 여러 방안이 나오고 있다.

탁월한 탄소저장고 갈조류의 점액 후코이단

2022년 12월 26일 독일의 막스플랑크연구소 연구팀은 유럽 발트해의 갈조류(블래더랙, Bladderwrack, 방광모양 해초)가 연간 약 5억 5천만 톤의 이산화탄소를 공기 중에서 흡수한다는 분석결과를 내놨다.

이는 독일이 한해 배출하는 전체 온실가스 약 7억 4천만 톤의 74%에 해당한다. 특히 유럽 갈조류인 블래더랙에서 나오는 점액에 탄소가 다량 갇힌다. 이 점액은 수백 년이 지나도 잘 분해되지 않아 탄소 저장고로서 탁월하다.

블래더랙은 북유럽의 발트해, 북해, 대서양과 태평양에 서식하는 갈조류이다. 공기 중의 이산화탄소를 흡수하며 자라는데 성장 속도가 빨라서 3년 자라면 키가 2m에 달한다.

블래더랙은 흡수한 이산화탄소의 3분의 1을 당질 배설물 형태로 배출한다. 당질 배설물은 구조에 따라 다른 생물이 이용하거나 바다 바닥에 가라앉는다.

연구팀은 이 배설물의 절반을 차지하는 ‘후코이단(fucoidan)’ 물질에 주목했다. 후코이단은 갈조류에서 추출되는 황을 함유한 물질이다. 미역이나 다시마에서 발견되는 끈적거리는 점액 성분이 후코이단이다.

연구원들은 후코아딘은 구조가 매우 복잡해서 다른 생물이 분해하기 어려워서 생물들이 먹고 싶어하지 않는다고 분석했다. 그로 인해 후코이단에 포함된 탄소는 대기로 환원되지 않는다. 짧게는 수백 년, 길게는 수천 년 동안 탄소를 저장하는 역할을 한다.

연구팀은 이런 분석을 근거로 갈조류가 연간 1억 5천만 톤의 탄소를 장기간 저장한다는 결론을 도출했다. 후코이단 분비는 갈조류 공통의 현상이다. 연구팀은 해역을 달리해 다른 갈조류에 대한 추가 연구도 진행할 계획이다.

막스플랑크 연구팀은 기존의 예상이 플랑크톤의 ‘영양 흡수조절 능력’을 고려하지 않은 점에도 주목했다. 지난 30년간 수집된 플랑크톤 자료에 따르면 먹이가 고갈된 시기에도 플랑크톤의 생산성이 일정하게 유지되었기 때문이다.

영양염 고갈은 지구온난화의 영향으로 발생한다. 연구팀은 플랑크톤은 바닷물에 영양분이 염이 부족할 때에는 인(P) 대신 황(S)을 광합성에 사용하며 영양염 부족 환경에 적응한다는 사실을 밝혔다.

막스플랑크 연구팀은 플랑크톤의 생산성이 강화되면 바다는 대기로부터 더 많은 탄소를 흡수하기 때문에 기후변화를 완화하는 효과까지 확인했다.

팀버만 단장은 플랑크톤이 인간이 일으킨 기후변화에서 완전히 자유로운 건 아니나 플랑크톤은 기후변화에 따른 전 지구적 규모의 바다 생태계 변화에서 교란을 막는 완충 작용을 한다고 확인했다.

갯벌에는 이미 약 1300만 톤의 탄소가 저장되어 있다. 신안 갯벌을 포함해서 한국 갯벌의 절반이 세계자연유산으로 지정되어 한국은 세계적인 자연환경 국가 지위에 올라있다. 남한 갯벌의 면적은 2489.4 제곱 킬로미터로 국토의 약 2.4%를 차지한다.

갯벌은 약 7천년 전 간빙기에 해수면 상승속도가 매우 느려지면서 해안선이 안정되고 퇴적물이 쌓이면서 형성되었다. 갯벌은 육지에서 유입되는 풍부한 영양염류와 다향한 먹이가 있고 은신처가 되어 생물들의 산란지나 서식지로 매우 적합하다.

갯벌과 해양의 플랑크톤도 이산화탄소를 흡수하는 해결책으로 부상되고 있다. 서울대 지구환경과학부 김종성교수 연구팀은 국내 갯벌이 연간 26만 톤의 탄소를 흡수하다는 분석을 2021년 6월 국제학술지 종합환경과학지에 발표했다.

연간 26만 톤은 같은 기간 승용차 11만 대에서 나오는 이산화탄소의 양과 같다. 연구팀은 탄소중립이란 측면에서 갯벌의 가치를 과학적으로 증명한 세계 첫 연구결과라고 소개하며 갯벌에 탄소중립의 해법이 잠재해 있을 수 있다는 결론에 도달했다.

(참조 막스플랑크)