지구온난화로 북극 영구동토층이 녹으면 막대한 양의 탄소가 대기 중 온실가스로 방출될 것이라는 우려와 달리 탄소 대부분은 바다로 흘러들어 해저에 저장되고 일부만 대기로 방출될 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

독일 알프레트 베게너 연구소(AWI)와 브레멘대학 연구팀은 1일 과학 저널 네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)에서 캐나다 북극 키키크타루크(허셜섬) 연안에서 영구동토층에서 바다로 유입된 탄소의 이동과 운명을 추적, 이런 사실을 확인했다고 밝혔다.

논문 제1 저자인 AWI의 마누엘 루벤 박사는 "해안에서 막대한 양의 유기탄소가 바다로 유입되지만, 극히 일부만 활성 탄소 순환에 들어간다"며 "퇴적물 속 유기탄소 중 약 10%만 미생물에 의해 기체로 전환돼 대기로 방출될 수 있다"고 말했다.

북극 육상 영구동토층 생태계에는 식물 잔해 등 유기물에서 유래한 탄소 약 1천300기가톤(GT)이 저장돼 있으며, 여기에 해양과 하천 삼각주 퇴적물에는 추가로 400GT의 탄소가 들어 있다.

그러나 지구온난화로 북극의 기온이 다른 지역보다 빠르게 상승해 영구동토층이 급격히 녹고 있으며, 그 속에 저장돼 있던 탄소가 북극해로 유입되고 온실가스가 급증할 것이라는 우려도 커지고 있다.

루벤 박사는 "매년 최대 0.02GT의 탄소가 바다로 유입되고 있고, 그 양은 2100년까지 70~150% 증가할 것으로 예측된다"며 "하지만 이 가운데 얼마나 많은 양이 온실가스가 돼 대기로 방출되고, 얼마나 많은 양이 해저에 저장되는지는 거의 알려지지 않았다"고 지적했다.

연구팀은 이 문제를 규명하기 위해 캐나다 북극권 허셜섬 연안 여러 지점에서 약 50년 동안 쌓인 퇴적물이 담긴 퇴적물 코어를 채취해 분석했다.

분석 결과 해안에서 바다로 유기탄소가 대량으로 유입되고 있었지만, 예상과 달리 그 가운데 극히 일부만 바다 활성 탄소 순환에 들어가는 것으로 나타났다.

미생물에 의해 기체로 전환돼 대기로 방출되는 탄소는 퇴적물 속 유기탄소의 약 10%에 그쳤고, 나머지 대부분의 유기탄소는 해저 퇴적물에 그대로 저장되는 것으로 확인됐다.

또 퇴적층 간극수 속 용존 무기탄소와 탄소 동위원소(13-C와 14-C)를 분석, 미생물이 어떤 탄소를 분해하는지 조사한 결과, 미생물은 영구동토층의 오래된 유기탄소보다 조류 잔해에서 나온 신선한 유기탄소를 우선 분해하는 것으로 나타났다.

연구팀은 퇴적물 속 미생물이 먹이를 가려 먹는 '미식가'처럼 영구동토층의 오래된 탄소보다 조류에서 나온 신선한 유기탄소를 선호하기 때문으로 분석했다.

연구팀은 이런 특성 때문에 육지에서 바다로 유입되는 영구동토층 탄소가 당초 우려했던 것만큼 대기 중 온실가스 증가에 크게 기여하지 않을 수 있다고 설명했다.

다만 영구동토층 유기탄소의 일부는 해저에 도달하기 전에 이미 분해됐을 가능성이 있는 만큼, 영구동토층 탄소가 기후에 미치는 영향을 정확히 평가하려면 추가 연구가 필요하다고 덧붙였다.

루벤 박사는 "이 연구는 해저에 얼마나 많은 탄소가 저장되는지와 분해된 물질 가운데 실제로 얼마나 많은 부분이 오래된 영구동토층에서 유래했는지를 이전보다 훨씬 정확하게 보여준다"며 "이는 영구동토층 해빙이 지구 기후에 미칠 영향을 예측하는 기후모형의 중요한 기초 자료가 될 것"이라고 말했다.

◆ 출처 : Nature Geoscience, Manuel Ruben et al., 'Limited remineralization of Arctic permafrost-derived organic carbon in nearshore marine sediments', http://dx.doi.org/10.1038/s41561-026-02060-8