대형 산불, 홍수, 폭염 등 지구촌 곳곳에서 기후 변화로 인한 피해가 잇따르고 있습니다. 전 세계가 기후변화의 고통을 체감하고 있는 것입니다. 기후변화로 인한 환경변화와 인간의 활동에서 배출되는 각종 오염원이 바다로 배출되면서 발생하는 해양 환경오염도 날로 심각해지고 있습니다.
해양 환경오염에 대한 세계적인 관심이 증가함에 따라 해양환경 변화에 대한 이해와 예측을 위한 다양한 연구도 진행되고 있습니다. 오늘은 바다에 서식하는 산호를 이용한 지구환경 변화와 해양오염에 대한 연구를 알아보겠습니다.
산호는 매년 1cm 내외의 성장 속도로 자라기 때문에 산호 골격에 있는 원소는 과거 수백 년에 걸친 환경변화 기록을 잘 보존하고 있습니다. 우리는 산호 골격에 따라 관측 기록도 남지 않은 오랜 과거로부터 수백 년에 걸친 열대해 기후 변화의 모습을 볼 수 있습니다.
산호 골격에 포함된 미량의 원소를 산소 동위원소, 금속 원소, 중금속의 농도 및 방사성 동위원소의 반감기 등 방법으로 분석하면 지역적인 오염 상황이나 해양 환경의 변화에 대한 다양한 정보를 얻을 수 있습니다.
좀 더 쉽게 볼까요? 산호는 다양한 형태로 성장하지만 산호를 자르면 성장 상태를 나타내는 나이테를 볼 수 있습니다. 이를 통해서 산호의 해를 확인할 수 있습니다.
또한 나이테에서 시료를 채취해 정밀측정기로 분석함으로써 나이테가 만들어지는 시기의 수온, 염분 등 환경정보를 알아낼 수 있습니다. 이는 산호가 자라면서 해당 해역의 환경 자료를 탄산염 속에 넣어두기 때문이라고 합니다.
또한 여러 해역에서 현재까지 얻은 산호의 동위원소 자료를 통합하여 기후변화 사례를 고찰하는 연구도 진행 중입니다.
태평양-대서양-인도양에서 얻은 각각의 산호에 대해 동위원소를 분석한 결과 일부 지역적 영향에 의한 예외적인 경우를 제외하면 근년에 와서야 지구 기후의 온난화가 확인되었다고 합니다.
또, 각각 떨어진 지역에서 자란 산호가 거의 같은 변화 형태를 함으로써, 수백년 전부터 지구의 기후가 더욱 더 온난화하고 있는 지구 규모의 경향도 확인할 수 있다고 여겨지고 있다.
방금 산호를 이용하여 과거 표층의 수온과 염분에 대한 정보도 얻을 수 있다고 전했습니다.
산호 내 미량원소의 주요 성분은 산소나 칼슘인데, 산호는 골격 형성 시 칼슘과 화학적 특성이 비슷한 마그네슘, 스트론튬, 바륨 등도 바닷물로부터 흡수됩니다. 그리고 이들 원소의 흡수량은 바다의 온도에 따라 달라집니다. 이 점을 이용하면 과거의 바닷물의 온도도 조사할 수 있습니다.
산호 골격 내의 마그네슘 칼슘 비율과 스트론튬 칼슘 비율의 변화를 계산함으로써 과거의 해수의 온도를 조사할 수 있는 것이군요.
이밖에도 산호는 골격을 형성할 때 여러 종류의 용존금속을 포함하기 때문에 산호속의 중금속을 이용하여 지역적인 환경오염에 대한 연구도 하고 있습니다.
대서양 버뮤다 해협에서 채취한 산호 골격의 납 농도 변화를 보는 한 연구에서 산호 골격의 납 농도는 1920년부터 1970년대에 걸쳐 증가하다가 하락했다고 합니다.
1920년부터 1970년대까지는 미국에서 산업혁명이 일어난 이래 휘발유 사용량이 증가했고 1970년대부터는 무연 휘발유가 사용되기 시작했습니다 이 변화가 산호골격 내의 납농도 변화로 인해 나타난 거죠.
뿐만 아니라 여러 지역의 산호골격으로 납의 농도를 측정함으로써 오염의 원인, 오염물질의 이동거리, 오염경향까지도 알 수 있습니다.
그런가 하면 마이크로네이사폰페이 인근에서 채취한 산호골격 중 금속원소구리, 주석을 분석하는 연구도 있었습니다. 연구 결과 구리칼슘과 주석칼슘의 비율이 유기주석화합물(TBT)이 선박의 도료로 쓰이던 시기에 증가하고 환경위해가 제기돼 TBT 사용이 세계적으로 금지된 시점부터는 현저한 감소를 보였다는 것입니다.
이러한 결과로부터 해당 시기에 유기 주석 화합물에 의해 해양 환경이 악화되었음을 알 수 있습니다.
희토류 원소도 연구에 활용되는데, 산호의 골격으로 높은 이트륨, 란타넘, 세륨의 농도로 인해 과거 광산이 건설되었을 때와 강수기에 인근 광산지역에서 유출된 오염의 흔적을 파악할 수 있습니다.
오늘은 산호를 이용한 지구 환경 변화, 해양 오염에 관한 연구에 대해 공부했습니다.
특히 산호골격의 미량원소를 이용한 연구결과는 지난 수백 년간 열대 태평양 해역의 기후시스템 이해, 해양환경 변동, 지역적 오염 등 많은 분야에 적용되어 왔으며 현재 활발한 연구가 진행되고 있습니다.
앞으로 지역적인 해양 환경변동이나 중금속 오염과 같은 환경변동에 대해서도 많은 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료됩니다. 다양한 기술의 발전을 통해 인류가 기후 변화와 해양 환경 오염에 현명하게 대응할 수 있기를 기원합니다.
코로나 19 같이 하면 이깁니다 저와 모두를 위해 사회적 거리를 두는 것을 지켜주세요!
