지구의 표면에서 바다가 차지하는 비율은 71%로 많은 국가들이 바다로부터 어족자원, 천연가스, 조수간만의 차를 이용하는 조력 발전 등 풍부한 자원의 수혜를 받고 있으며 수많은 사람들이 바다와 연관된 경제 활동을 하고 있습니다. 이러한 바다가 현재 해양 산성화 문제에 직면하고 있다고 하는데 그 이유와 원인에 해서 알아보고, 극복할 수 있는 방안은 어떤 것들이 있는지 고민해 보는 시간을 갖도록 하겠습니다.
해양 산성화(Ocean Acidification)
해상 산성화에 대한 이해
해양 산성화(Ocean Acidificatin)는 바다와 연관된 일을 하고 있는 많은 사람들의 삶에 영향을 줄 수 있을 뿐 아니라, 거기에 살고 있는 해양 동, 식물에 연관되어 전체 해양 생태계에 심각한 위협을 주고 있어 빠른 속도로 전 세계적으로 해결해야 할 시급한 문제 중 하나가 되었습니다.
이 현상이 일어나는 근본 이유는 공기중에 있는 이산화탄소(CO2)가 바닷물에 흡수되면서 이산화탄소 분자와 바다의 물 분자와의 화학적 반응에 의해서 나타납니다. 이산화탄소가 바닷물에 용해되기 시작하면 화학반응으로 탄산가스를 발생하는데, 이 가스가 만들어지면 바닷물의 pH가 낮아져 화학적인 성격이 변하게 됩니다. pH는 수치 7 이하에서는 산성이라고 가리키는데, 자연상태에서 8.2~8.3을 띄었던 바다는 지난 200년 동안 pH가 약 0.1 단위씩 감소하였고 산성화도는 30% 증가하였습니다.
이 결과로 인해 연체동물과 일부 플라크톤의 조개껍질인 탄산칼슘(CaCO3)을 형성하는 필수적인 요소인 탄산이온(CO3 2-)이 감소하여 바다 내부에 큰 영향을 주고 있는 것으로 나타났습니다.
해양 산성화의 영향
다양한 형태로 위협하고 있는 해양 산성화는 바다의 숲이라고 할 수 있는 산호초의 서식지에 엄청난 영향을 주고 있는 것으로 나타났습니다. 어류, 조개류 및 플랑크톤 등 생물의 다양성과 생태학적으로 중요한 역할을 하여 해양 생태계의 열대 우림이라고 불리는 산호초는 화학적인 밸런스 안에서 확장하며 번식을 하는데, pH가 낮아지는 산성화로 인해 '산호 백화 현상'이 일어나고 있습니다.
1. 산호초
산호초는 이상적인 pH 범위를 포함하는 복합적인 환경의 취약한 균형 속에서 번성합니다. 하지만 바다의 산성도가 점점 높아지면서 산호초는 심각한 어려움에 직면하고 있습니다. 가장 충격적인 결과 중 하나는 산호 백화현상으로 광합성을 통해 필수 영양분을 공급하는 조산충이라고 불리는 미세한 조류와 조화로운 공생 관계를 맺고 있는데, 산호가 압력을 받으면 역동적인 색조를 잃고 창백하거나 완전히 하얗게 변합니다. 동물성 산호가 없으면 산호는 쇠약해지고 질병에 대한 방어력이 약해져 결국 이 압력이 지속될 경우 죽음을 맞이하게 됩니다. 산호 백화 현상은 최근 들어 전 세계적으로 일반화되고 있는데, 이는 근본적으로 해수 온도 상승과 해양 산성화(Ocean Acidificatin)로 인한 것입니다.
2. 조개껍질
해양 산성화는 산호와 기타 껍데기를 구성하는 해양 생물의 껍질 인 탄산칼슘 구조를 조립하고 유지하는 능력에 추가적인 장애를 일으키고 있습니다. 석회화 속도가 감소하면 산호가 더욱 느긋하게 성장하여 자연적 침식과 다양한 불안정한 영향을 견디기 어려워집니다. 이는 장기적으로 이는 산호초 구조의 총체적 결핍을 가져와 수많은 해양 생물이 서식하는 다각적인 자연환경을 훼손할 수 있습니다. 조개, 홍합, 특정 종류의 작은 물고기 등 탄산칼슘 껍질을 가진 조개류와 다양한 생명체는 해양산성화로 인해 심각한 어려움에 직면하게 되며, 이러한 생물은 방어용 껍질이나 외골격을 형성하고 유지하기 위해 바닷물에 존재하는 탄산염 입자에 의존합니다. 하지만, pH가 낮아져 해수의 산성도가 높아지면 탄산염 입자의 접근성이 감소하게되고, 이로 인해 방어망 인 조개 껍질 형성에 방해 받게되고 포식자들 먹히거나 다양한 스트레스 요인에 대한 취약성이 확대됩니다.
조개껍질 형성 감소의 결과는 개별 생물을 넘어 전체 먹이 네트워크와 생물학적 시스템 요소에 영향을 미칩니다. 조개껍데기를 형성하는 생물은 많은 종에게 영역과 먹이원을 제공함으로써 해양 생물 시스템에서 중요한 역할을 담당하는데, 해양 산성화로 인해 이들의 개체수가 감소하면 상위 포식자와의 먹이 사슬을 붕괴되고 식량 공급원의 접근성을 변화시킵니다. 이는 먹이사슬을 통해 다른 유기체에 영향을 미쳐 어류 전체의 개체 수 감소를 촉진하고 해양 생물 다양성의 전반적인 균형에 영향을 미칠 수 있습니다.
더불어, 해양 산성화로 인해 발생할 수 있는 문제는 기존의 오염, 자연 환경 파괴, 남획과 같은 해양 생물 시스템에 대한 현재의 스트레스 요인을 더욱 강화시킬 수 있어 더욱 문제가 되고 있습니다. 이러한 추가적인 압력 요인이 결합되면 해양 생물과 생물학적 시스템의 힘이 약화되어 추가적인 피해에 더욱 무력해지고 회복 능력 자체가 상실될 수 있습니다.
기후변화와의 관계
기후 변화(Climate Change)와 해상 산성화(Ocean Acidificatin) 사이의 연관성은 내재적이며 서로 연결되어 있습니다. 이 관계를 이해하는 것은 해양 생물 시스템이 직면한 어려움의 정도를 완전히 파악하는 데 상당히 중요합니다. 대기 중의 이산화탄소(CO2) 수준의 상승은 부자연스러운 기상 변화와 해양산성화의 중요한 원인으로, 화석연료 등 재생 불가능한 에너지원 소비와 삼림 벌채와 같은 산업 활동은 최근 수백 년 동안 대기 중 CO2의 레벨을 근본적으로 증가시켰습니다. 그 결과 전 세계의 평균 기온이 상승하여 전 지구적 온도 상승과 환경 변화로 알려진 심각한 현상이 일어나고 있습니다.
인간의 생산 활동으로 대기 중으로 배출되는 비이상적 레벨의 이산화탄소의 상당 부분은 바다에서 소비되어 중요한 탄소 흡수원 역할을 합니다. 하지만 이러한 탄소 흡수에는 해수 생태계의 변화와 그에 따른 해양산성화라는 위협으로 이어지며, 바닷물과 이산화탄소를 화학반응이 일어남에 따라 탄산이 형성이 됩니다. 이러한 과정에서 pH 밸러스는 지속적으로 낮어지고 바다를 더욱 산성화로 만들어 갑니다.
극복방안
해양 산성화를 완화하고 적응하기 위해서는 먼저 문제의 주요 원인인 화석 연료 부산물, 즉 이산화탄소(CO2) 배출을 줄이는 것부터 실행에 옮겨야 합니다. 재생가능한 에너지 원인 태양열, 풍력, 수력, 조력 등 오염 물질 배출이 되지 않는 에너지로 전환하고, 인간의 산업 및 서비스 생산 활동에서 에너지 효율이 높은 구조로 나아갈 수 있도록 정부는 정책적으로 강화시켜야 합니다.
더불어, 농업과 경제 활동으로 사라지고 있는 아마존 같은 우림 숲의 을 보존하는 것이 기후 변화와 해양산성화를 줄이는 방법입니다. 나무는 공기 중으로 배출되는 이산화탄소를 흡수하는 탄소 흡수원으로의 역할뿐이 나라, 산소를 배출하여 대기 밸러스를 맞춰 생태계에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 농약, 비료 등 화학적인 방법이 아닌 지속 가능한 농업으로의 전환 또한 탄소 배출을 낮추가는 방안으로 정부는 인센티브와 환경적인 정책으로 더욱 빠르게 진행하여야 할 것입니다.
결론
해양 산성화는 일반적으로 우리 일상생활에서는 인지하지 못하는 현상일 수 있습니다. 하지만, 바다는 인류가 살아가는데 없어서는 안 될 자연의 보고이자 생명의 원천으로 이러한 현상의 원인, 현상을 이해하고 줄이려는 노력만이 바다의 생태계를 보호하고, 인간에게 심각한 영향을 끼치는 기후 변화로 이어지는 과정을 극복할 수 있을 것입니다. 바다의 건강이 미래의 지속 가능한 세대의 건강으로 이어진다는 것을 명심하고 정부, 기업 그리고 각 개인들은 탄소 배출을 줄이기 위해 지금부터 행동을 해야 할 것입니다.
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