대기 중의 이산화탄소를 빨아들임으로써 날로 가속화되는 바닷물의 산성화가 물고기에게 치명적인 손상을 입힐 수 있다는 두 건의 연구결과가 잇달아 발표돼 관심을 끌고 있다.

미국 스토니브룩 대학의 크리스토퍼 고블러 박사팀은 북아메리카 해안의 하구에 무리지어 서식하는 물고기인 ‘Menidia beryllina’의 배아를 400ppm, 600ppm, 1천ppm 등 이산화탄소의 농도가 각기 다른 3가지 종류의 바닷물 속에 담가 놓고 이산화탄소의 농도가 물고기의 생존율에 미치는 영향을 관찰했다.

그 결과 이산화탄소의 농도가 높아질수록 물고기의 생존율이 감소하여, 1천ppm인 경우 물고기의 1주일간 생존율이 74%나 감소하는 것으로 나타났다고 밝혔다.

또한 독일 라이프니츠 해양과학연구소의 안드레아 프롬멜 박사팀은 대서양 대구의 유충을 380ppm, 1천800ppm, 4천200ppm 등 각기 다른 이산화탄소 농도의 바닷물에 노출시키는 실험을 했다.

이 연구결과에서도 역시 이산화탄소의 농도가 증가할수록 대구 유충의 발육이 불량해졌으며, 알에서 부화한 지 한 달 만에 간, 췌장, 신장, 눈, 위장관에 심각한 손상을 입는 것으로 나타났다.

이 두 건의 연구결과는 과학학술지 ‘네이처’ 자매지인 ‘네이처 기후변화(Nature Climate Change)’ 최근호에 실렸는데, 물고기는 탄산칼슘으로 만들어진 껍질이나 외골격을 보유한 해양생물과는 달리 해수의 이산화탄소 농도가 상승해도 안전하다는 기존의 과학적 견해와는 대치되는 것이어서 주목을 끌고 있다.

이산화탄소가 바닷물 산성화를 가속화시켜

2000년 들어 매년 평균 3.9%씩 증가해온 이산화탄소 배출량은 세계적인 금융 위기가 몰아친 2008년과 2009년에는 증가율이 소폭 하락했다. 하지만 지난해에는 전년보다 5.9%나 증가해 2003년 이래 가장 큰 증가율을 보이며 역대 최고치를 경신했다.

이처럼 인간 활동에 의해 발생한 이산화탄소의 약 3분의 1은 바다가 스펀지처럼 빨아들여 용해시킨다. 물속에 용해된 이산화탄소는 탄산을 형성해 바닷물의 산성화를 가속화시킨다.

바닷물의 산성화는 해양생물의 껍질과 외골격 형성에 필요한 탄산칼슘을 고갈시켜, 산호와 조류, 갑각류, 연체동물 등의 외골격과 껍질 형성에 어려움을 주게 된다.

지난 세기 동안 화석 연료의 연소 증가는 해수의 산성화를 꾸준히 촉진시켜 왔다. 이로 인해 전 세계 해양생물의 25%에 은신처를 제공하고 있는 산호초 군락이 사라지고 있다.

비영리 연구기관인 국제해양생태연구프로그램(IPSO)이 최근 작성한 보고서에 따르면 해수 산성화 등으로 인해 세계 바다 산호초 중 4분의 3이 심각한 괴멸 위기에 처해 있다.
 
또한 바닷물의 산성화는 겉껍데기가 석회질인 식물성 플랑크톤에도 나쁜 영향을 미친다. 프랑스 연구진이 지난 8월 발표한 연구결과에 의하면 pH가 낮은 산성의 바닷물에서는 이런 식물성 플랑크톤이 적은 양의 석회를 형성하는 것으로 드러났다.

이런 식물성 플랑크톤은 해양과 대기 간의 이산화탄소 교환에 영향을 미치기 때문에 그런 변화들은 전 지구적인 탄소 순환에 어려움을 낳을 수 있다는 점에서 우려를 낳고 있다.

그러나 물고기는 외골격을 갖고 있지 않은 데다가 성장하는 과정에서 고농도의 이산화탄소에 저항하는 메커니즘을 보유해 산염기 균형을 매우 잘 조절하므로 바닷물의 산성화에도 큰 타격을 입지 않을 것으로 여겨져 왔다.

그런데 이번에 발표된 두 건의 연구결과는, 물고기의 유충은 아직 산염기 균형의 메커니즘이 발달되지 않은 상태이므로 이산화탄소에 취약하다는 사실을 알려주었다.

물고기 유충은 이산화탄소에 취약해

그동안 일부 과학자들은 바닷물의 이산화탄소 농도가 증가하면 물고기 유충의 후각을 교란하거나 이석의 크기를 증가시킬 수 있다는 우려를 표명해 왔다.

산호의 생태를 전문적으로 연구하는 캘리포니아 대학의 도널드 포츠 박사는 “이번에 발표된 2편의 논문은 ‘지구온난화에 따른 바닷물의 산성화가 석회화 생물을 넘어 다양한 생물체에 광범위한 영향을 미친다’는 최근에 인식에 힘을 실어준다”는 논평을 냈으며, 캐나다 프리티시 콜럼비아 대학의 월리엄 청 박사는 “이번 연구결과가 다른 어종으로 일반화될 수 있다면 그 시사하는 바가 매우 크다”고 말했다.

유재명 한국해양연구원 책임연구원에 의하면 우리나라에서도 오래 전부터 해양 산성화 영향이 나타나고 있다고 한다. 백화 현상이 전 연안에 나타나 어장이 황폐화되고 있으며 성게나 어류의 유생처럼 환경 변화에 민감한 생물은 pH 0.1~0.2 정도의 변화에도 영향을 받는 것으로 알려져 있다는 것.

전복과 오분자기의 생산량도 최근 감소하는 추세이며, 그밖에 우리나라 주요 수산물인 바지락, 굴, 홍합, 가리비 등도 잘 자라지 않거나 종패가 피해를 보는 경우가 잦아지고 있다.