철 성분으로 인한 해양의 온실가스 흡수 촉진

KISTI 『글로벌동향브리핑』 2010-01-11

철 성분으로 인한 해양의 온실가스 흡수 촉진 국립 해양학센터, 에섹스 대학의 연구원들로 구성된 연구팀은 사막의 대기로부터 운송되는 철 공급과 해양 순환 제어에 결정적인 역할을 담당하는 질소간의 상호 관계를 밝혀냈다. 이 발견은 과거, 미래의 지구 온난화를 이해할 수 있는 중요한 역할을 담당할 것으로 평가된다. 질소는 생명에 있어 필수 원소이나 기체상태로는 사용될 수 없다. 유용한 사용을 위해서는 다른 원소에 고정(fixed)되어 암모늄 형태로 변성되어야 하는데, 청록박테리아인 Trichodesmium과 같은 Diazotrophic 은 이러한 작업을 위해 필요한 효소를 가지고 있다. 하지만, 대부분의 해양에서, 상대적으로 질소고정이 되지 않는 경우 해양 미생물인 phytoplankton의 생장을 제한하며, 이는 광합성에 의한 온실가스 흡수를 저해한다. 고정된 질소는 최종적으로 탈질 작용으로 인하 기체인 N2로 변화되면서 제거된다. 이렇게 교체되는 비율은 철분과 인산과 같은 질소 고정에 필요한 미생물 생장에 필요한 핵심 영양소의 이용 가능도에 좌우된다. 지난 수십 년간의 연구를 통해 철분은 해양 질소고정에 중요한 역할을 하는 것을 알게 되었으며, 주로 효소는 이러한 원소를 포함하고 있음을 알게 되었다. 하지만 최근의 연구는 인산은 다른 요소에 비해 훨씬 중요한 원소임이 밝혀졌다. 새로운 발견은 명확한 증거가 없이 지지된 적당한 철분의 공급이 필수적이라는 사실을 재확인했다. “우리의 새로운 데이터는 결과적으로 철분 이용도가 적어도 대서양에서 질소 고정의 입력 값을 통제하는데 중요한 역할을 하고 있음을 밝혔다”며 사우스햄튼 대학의 Mark Moore박사는 언급하고 있다. 미생물과 영양분의 상세한 측정은 2005년 대서양 북위 37도에서 남위 35도에 이르는 지역을 영국 왕실 조사선 RRS Discovery호를 항해하며 진행되었다. 사하라 사막으로부터 철분이 다량 함유된 먼지가 북대서양 인근에 유입되면서 다량의 질소를 고정하며 과도한 인 성분을 사용하는 diazotrophic Trichodesmium의 생장을 촉진시켰고, 반면에 남대서양의 diazotrophs는 철분 사용도가 극히 제한되는 것을 파악할 수 있었다. 이러한 관측은 대서양 순환의 물리적 분석 결과를 지지하고 있으며, 북대서양은 전 세계 해양의 질소 고정원임을 밝혀냈다. 철분이 질소 고정의 중요한 요소인 것 이외에 해수 순환과 관련된 가능성은 전세계 질소 순환과 관련된 독창적인 결론을 도출했다. 자세히 말하자면, 전세계 심해의 절반 이상을 차지하는 북대서양에서 발생하는 질소 고정이 탈질 지역의 주위에서 질소고정이 진행되는 지역으로 최근 제안된 것 이상으로 해양-대기 중에 발생하는 온실가스 교환에 큰 영향을 미친다는 점이다. 대규모 해양 순환과 질소 고정간의 관계는 질소 사이클이 지난 기후 변화에 어떻게 영향을 미쳤는지 이해하는데 중요한 근거로 작용할 수 있으며, 미래 기후변화 예측에도 도움이 된다고 Moore박사는 언급한다. 하지만 질소 고정이 지속되기 위한 영양소의 공급에 관해서는 더 깊은 연구가 필요함을 인식하고 있으며, 해양 순환에 필요한 인 성분의 공급에 관한 이해도 역시 동시에 증진시켜야 함을 깨닫고 있다. 분명한 사실은 과거와 미래의 기후변화가 질소 고정 인벤토리에 영향을 미쳤으며, 결과적으로는 전 지구적으로 해양이 이산화탄소를 흡수하는데 영향을 미쳤다는 점이다. 091102121628-large.jpg 출처 : http://www.sciencedaily.com