기후 수정? 더 많은 탄소를 격리할 가능성이 없는 철로 바다를 '비옥하게'

[이매진]

기후 수정? 더 많은 탄소를 격리할 가능성이 없는 철로 바다를 '비옥하게'

https://news.mongabay.com/2020/03/climate-fix-fertilizing-oceans-with-iron-unlikely-to-sequester-more-carbon/

2020년 3월 4일 모니카 에반스 작성

• 1980년대 이후 과학자들은 바다에 철을 추가하는 것이 기후 변화에 대한 상대적으로 간단하고 저렴한 해결책이 될 수 있는지 여부를 연구했습니다.
• 아이디어는 철을 추가하면 탄소를 씹는 해양 식물성 플랑크톤의 성장을 촉진하여 지구적 규모로 대기에서 탄소를 끌어낼 수 있다는 것입니다.
• 그러나 매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology) 연구원들의 새로운 연구에 따르면 철분 수정(iron fertilization)이라고 불리는 과정이 효과가 없을 것 같다고 합니다.

그것은 매혹적인 제안입니다. 바다에 철을 추가하는 비교적 간단하고 저렴한 과정을 통해 미세하고 탄소를 씹는 해양 식물성 플랑크톤 개체군을 과급하여 대기에서 이산화탄소를 끌어냅니다.

그러나 MIT(Massachusetts Institute of Technology) 연구원들의 새로운 연구 에 따르면 철분 시비가 기후 변화 완화에 도움이 될 것 같지는 않습니다.

보고서의 수석 저자이자 해양학자인 조나단 로더데일(Jonathan Lauderdale)은 "우리의 틀에 따르면 철분 수정은 미생물이 필요로 하는 철의 총량이 이미 적당하기 때문에 해양의 탄소 양에 전반적으로 큰 영향을 미칠 수 없다"고 말했다. 보도 자료 .

세계의 해양은 주로 식물성 플랑크톤의 작용을 통해 대기 중 탄소 수준을 억제하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 유기체는 광합성을 하면서 대기에서 이산화탄소를 소비합니다. 먹지 않은 것들과 그들의 배설물은 해저로 가라앉고 그 탄소의 일부를 가져갑니다. 그리고 거기에 수백 년 또는 수천 년 동안 누워있을 수 있습니다.

식물성 플랑크톤이 자라려면 철과 질산염 및 인산염과 같은 다량 영양소가 필요합니다. 철은 지각에서 두 번째로 풍부한 광물이지만 대륙의 먼지를 통해서만 바다로 들어가고 빠르게 해저로 가라앉기 때문에 바다의 일부 지역은 다른 지역보다 광물의 농도가 낮습니다. 예를 들어 남극해는 다른 다량 영양소가 풍부함에도 불구하고 상대적으로 철분 수치가 낮고 이에 상응하는 식물성 플랑크톤 개체수가 적습니다.

1980년대 후반, 해양 생물지구화학자 존 마틴(John Martin)은 병을 이용한 실험을 수행하여 철분이 적고 영양분이 많은 지역의 물에 철을 추가하면 식물성 플랑크톤 개체수가 급격히 증가한다는 것을 보여주었습니다. 그는 1988년에 동료들에게 반쯤 진지하게 주장하면서 철분 수정과 기후 사이의 연관성을 재빠르게 밝혔습니다 .

그 이후로 많은 과학자들이 대기에서 이산화탄소를 끌어내는 비교적 간단한 방법으로 철분 수정의 가능성을 추구했습니다. "인식된 지혜는 이러한 영양소가 탄소를 고정할 수 있는 기회를 놓쳤다는 것입니다."

탄소배출권 현금의 매력은 많은 개인, 지역사회 단체 및 민간 기업이 그 원인을 추구하도록 동기를 부여했습니다. 2000년대 중반에 철분 시비를 통해 탄소배출권을 높이려는 목적으로 여러 회사가 설립되었지만 아무도 그들의 프로젝트를 결실을 맺지 못했습니다. 2012년 미국 기업가인 Russ George는 캐나다 브리티시 콜롬비아 연안에 있는 Haida Nation 커뮤니티와 협력하여 논란이 되고 있는 철분 수정 프로젝트를 수행했습니다. 프로젝트 조직자들은 100톤의 황산철을 바다에 버려 몇 달 동안 지속되는 대규모 녹조 현상을 일으켰습니다. 하지만 그 과정이 장기적으로 실제로 탄소를 격리하거나 어류 개체수를 늘렸다는 증거는 없습니다.

단세포 해양 식물성 플랑크톤의 일종인 Emiliania huxleyi의 주사 전자 현미경 사진. Wikimedia Commons(CC BY 2.5)를 통한 Alison R. Taylor(노스캐롤라이나 대학교 윌밍턴 현미경 시설)의 이미지.병에서 크고 푸른 바다까지

Lauderdale에 따르면 역동적인 해양 생태계에서 철분 수정의 영향은 Martin이 병에서 본 것보다 훨씬 덜 간단합니다. "지난 20~30년 동안 우리는 바다가 어떻게 상호 연결되어 있는지 훨씬 더 잘 알게 되었습니다."라고 그는 말했습니다. 예를 들어, 남극해의 식물성 플랑크톤이 소비하지 않는 과잉 영양분은 "해양 순환으로 접혀서 철분이 많은 먼지가 많은 지역에서 노출됩니다"라고 그는 말했습니다. 이 과정은 북해에서 식물성 플랑크톤 성장에 필요한 영양분의 약 75%를 제공합니다.

연구원들은 미생물, 철 및 기타 영양소의 상호 작용을 조사하기 위해 해양의 다른 부분에서 발견되는 미네랄 농도와 순환 패턴을 시뮬레이션하여 일방적인 관계가 아니라는 것을 발견했습니다. 식물성 플랑크톤은 리간드라고 하는 유기 분자를 생성하는 능력을 발전시켜 철의 생체 이용 가능성을 높였습니다. 연구진은 북대서양의 식물성 플랑크톤에 의해 분비된 리간드가 철분을 운반하면서 해류를 타고 남극해로 되돌아가 식물성 플랑크톤을 공급한다는 사실을 발견했습니다. Lauderdale은 “미생물은 자신의 목적에 맞게 해양 화학을 조정할 수 있는 능력이 있으므로 이 시스템을 최적으로 설계했습니다.

"그러나 결국 그들은 다른 어떤 것이 고갈될 것입니다."라고 그는 말했습니다. 예를 들어 더 많은 인구를 지원하기 위한 다른 영양소나 충분한 햇빛입니다. "그래서 우리 모델과 가설에서 피드백 메커니즘은 식물성 플랑크톤이 성장하는 데 필요한 다른 자원에 철의 가용성을 일치시킵니다."

즉, 플랑크톤 성장을 촉진하기 위해 남극해에 철을 추가하면 북대서양으로 전달되는 다량 영양소의 양이 줄어들어 그곳의 식물성 플랑크톤 생산성에 영향을 미치고 실제로 남극해에서 생체 이용 가능한 철의 양도 감소할 수 있습니다. 장기적으로. 로더데일은 "따라서 순효과는 0"이라고 말했다.

더욱이 식물성 플랑크톤은 해양 먹이 사슬의 기초에 위치하므로 개체 수를 방해하면 해양 생태계, 특히 수백만 명의 사람들이 어업에 생계를 의존하는 북대서양에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 일부 실험에서는 수정이 특정 종류의 식물성 플랑크톤을 다른 것보다 선호하므로 그 과정에서 독성 녹조가 발생하고 물의 산소가 제거되어 해양 생물이 고갈될 수 있음이 밝혀졌습니다. 이러한 가능성에 대한 우려로 인해 유엔 생물다양성협약은 2008년 소규모 해안 실험을 제외한 모든 해양 시비 프로젝트에 대한 모라토리엄을 설정했습니다.

위성 이미지는 2019년 9월 19일 캐나다 뉴펀들랜드에서 식물성 플랑크톤 꽃이 만발한 모습을 보여줍니다. 이 꽃은 이 지역에서 비정상적으로 늦게 발생했는데, 이는 아마도 그 해의 일반적인 시기보다 더 높은 기온과 더 많은 햇빛 때문일 것입니다. NASA의 이미지 제공.불가능한 꿈이나 중요한 가능성?

철분 비료로 인한 결정적인 장기 탄소 포집을 보여주는 연구의 부족과 그렇게 하는 것이 잠재적인 대규모 생태계 영향을 감안할 때 이제 아이디어를 쉬어야 할 때입니까? 로더데일은 그렇게 믿고 있다고 말했다.

그러나 일부 연구자, 정부 및 기업은 이 개념이 여전히 탐구할 가치가 있다고 생각합니다. 해양수산부와 극지연구소는 2016~2020년 남극해에서 소규모 철분 시비 실험 가능성을 탐색하는 프로젝트를 주도했다. 윤주은, Ph.D. 2018년 연구를 주도한 인천대학교 수험생프로젝트의 설계 지침을 수립하기 위해 Mongabay는 이메일을 통해 철분 수정이 "해양 탄소 격리를 자극하는 효과적인 방법이 될 수 있다"고 말했습니다. 최근 연구에서 개략적으로 설명된 순환 역학을 극복하기 위해 그는 "예를 들어 남극해의 극전선에서 형성된 소용돌이"와 같이 철분과 영양분이 더 많이 머물 가능성이 높은 특정 지역에서 실험을 수행할 것을 권장했습니다.

Maine에 있는 Bigelow 해양과학 연구소의 지구미생물학자인 David Emerson은 Mongabay에 이메일을 통해 철분 수정에 관해서는 여전히 "연구할 가치가 있는 중요한 질문"이 있다고 말했습니다. 그리고 해류. 그러나 그는 또한 대규모 수정으로 인한 생태계 영향의 "알려지지 않은 비용"을 강조했습니다.

그는 "배출량을 크게 줄이지 않는 한 그렇게 해서는 안 된다"고 말했다. “우리는 그것이 얼마나 효과적인지 훨씬 더 많이 알 때까지 그것을 해서는 안 됩니다. 대안이 대대적인 생태계/인간문명 붕괴일 경우에만 해야 한다.”

식물성 플랑크톤. Flickr를 통한 NOAA MESA 프로젝트의 이미지 제공(CC BY 2.0).인용:

Lauderdale, J. M., Braakman, R., Forget, G., Dutkiewicz, S., & Follows, M. J. (2020). 미생물 피드백은 해양 철 가용성을 최적화합니다. 국립 과학 아카데미 회보 , 201917277. doi:10.1073/pnas.1917277117

윤제이, 유케이씨, 맥도날드, 에이엠, 윤희, 박케이티, 양은정, … 김인(2018). 리뷰 및 종합: 해양 철분 시비 실험 – 과거, 현재, 그리고 미래를 바라보는 한국형 철분 시비 실험 남극해(KIFES) 프로젝트. Biogeosciences ,  15 (19), 5847-5889. 도이: 10.5194/bg-15-5847-2018

Monica Evans는 뉴질랜드 아오테아로아에 기반을 둔 프리랜서 작가로 사회 문제와 환경 문제 사이의 관계를 탐구하는 것을 좋아합니다. 그녀는 Victoria University of Wellington에서 개발학 석사 학위를 받았습니다. monicaevans.org 에서 그녀를 찾으십시오 .

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