바다의 비명: 해양 산성화가 바꾸는 해양 생태계

산업혁명 이후 대기 중으로 배출된 CO₂의 약 30%를 바다가 흡수했습니다. 이는 대기 중 CO₂ 농도 상승을 늦추는 데 도움이 되었지만, 동시에 해양 생태계에 심각한 위협이 되고 있습니다. 해양 산성화는 '기후변화의 쌍둥이'로 불리며, 우리 눈에는 보이지 않지만 확실히 진행되고 있는 위기입니다.

해양 산성화의 과학

해양 산성화는 대기 중 이산화탄소가 해수에 용해되면서 발생합니다. 화학 반응식은 다음과 같습니다:

CO₂ + H₂O → H₂CO₃ (탄산)

H₂CO₃ → H⁺ + HCO₃⁻

생성된 수소 이온(H⁺)이 해수의 pH를 낮춥니다. 산업화 이전 해수의 평균 pH는 8.2였지만, 현재는 약 8.1로 낮아졌습니다. 0.1이라는 작은 변화처럼 보이지만, pH는 로그 스케일이므로 실제로는 약 26%의 산성도 증가를 의미합니다.

현재 추세대로라면 2100년까지 pH가 7.8로 떨어질 것으로 예측되며, 이는 산업화 이전 대비 150%의 산성도 증가입니다.

해양 생물에 미치는 영향

1. 석회화 생물의 위기

탄산칼슘(CaCO₃)으로 껍질이나 골격을 만드는 생물들이 가장 큰 타격을 받습니다. 산성화된 바다에서는 탄산염 이온(CO₃²⁻)의 농도가 낮아져 탄산칼슘 형성이 어려워집니다.

**산호초**: 산호는 아라고나이트(aragonite)라는 형태의 탄산칼슘으로 골격을 만듭니다. 해수의 아라고나이트 포화도가 낮아지면 산호 성장이 느려지고, 극단적인 경우 골격이 녹기 시작합니다. 대보초(Great Barrier Reef)에서는 이미 산호 석회화율이 14% 감소했습니다.

**조개류**: 굴, 홍합, 전복 등 조개류도 심각한 영향을 받습니다. 유생(larvae) 단계가 특히 취약하여, 일부 지역에서는 굴 양식장이 폐쇄되기도 했습니다.

**익족류(pteropods)**: '바다나비'로 불리는 이 작은 생물은 많은 어류의 먹이입니다. 남극해에서는 이미 익족류의 껍질이 녹는 현상이 관측되고 있습니다.

2. 어류의 행동 및 생리 변화

산성화는 어류의 후각, 청각, 시각에 영향을 미칩니다. 실험 결과, 산성화된 해수에서 자란 어류는:

- 포식자의 냄새를 인지하는 능력 저하

- 서식지를 찾는 능력 감소

- 좌우 선호도 변화 (뇌 기능 변화 시사)

- 대담한 행동 증가 (위험 회피 능력 저하)

이러한 변화는 생존율을 크게 떨어뜨릴 수 있습니다.

3. 먹이사슬의 붕괴 위험

식물성 플랑크톤은 일부 종에게는 산성화가 유리할 수 있지만, 동물성 플랑크톤은 대부분 부정적 영향을 받습니다. 해양 먹이사슬의 기반이 흔들리면 전체 생태계가 위협받습니다.

지역별 영향

극지방

찬물은 CO₂를 더 많이 흡수하므로 극지방 바다가 가장 빠르게 산성화되고 있습니다. 북극해와 남극해에서는 이미 일부 지역의 해수가 아라고나이트에 대해 미포화 상태가 되었습니다.

산호초 지역

열대 및 아열대 산호초는 산성화와 해수 온도 상승의 이중 위협을 받고 있습니다. 대보초, 카리브해 산호초 등에서 백화 현상과 산호 성장 둔화가 동시에 진행되고 있습니다.

용승 지역

캘리포니아 해안, 페루 해안 등 심층수가 표면으로 올라오는 용승 지역은 이미 자연적으로 pH가 낮은데, 산성화로 더욱 악화되고 있습니다.

경제적 영향

해양 산성화는 단순한 환경 문제가 아닙니다. 수산업, 양식업, 관광업 등에 막대한 경제적 영향을 미칩니다.

**수산업**: 세계 인구의 10% 이상이 어업으로 생계를 유지하며, 30억 명이 해산물을 주요 단백질원으로 섭취합니다. 어족 자원 감소는 식량 안보와 직결됩니다.

**양식업**: 조개류 양식은 연간 200억 달러 규모의 산업입니다. 미국 북서부의 굴 양식장은 이미 산성화로 큰 피해를 입었습니다.

**관광업**: 산호초 관광은 연간 360억 달러의 수익을 창출합니다. 산호초가 사라지면 이 산업도 붕괴됩니다.

해결 방안

1. CO₂ 배출 감축

근본적인 해결책은 오직 하나, CO₂ 배출을 줄이는 것입니다. 파리협정의 1.5°C 목표를 달성해야 해양 산성화를 안전한 수준으로 유지할 수 있습니다.

2. 해양 보호구역 확대

건강한 생태계는 스트레스에 더 잘 대응합니다. 해양 보호구역을 확대하여 과잉 어획, 오염 등 다른 스트레스 요인을 줄여야 합니다.

3. 연구 및 모니터링 강화

전 세계 해양의 화학적 변화를 지속적으로 모니터링하고, 영향을 받는 종과 생태계를 파악해야 합니다.

4. 적응 전략

양식업에서는 산성화에 강한 품종을 개발하고, 인공 부화 시설에서 해수의 화학적 조성을 조절하는 기술을 도입하고 있습니다.

한국의 현황

한국 주변 해역도 산성화가 진행되고 있습니다. 동해는 특히 빠르게 산성화되고 있으며, 서해와 남해도 영향을 받고 있습니다.

한국은 세계 5위의 수산물 소비국으로, 해양 산성화의 영향이 클 수 있습니다. 김, 굴, 전복 등 주요 양식 품목이 모두 석회화 생물입니다.

결론

바다는 지구 생명의 원천이자 기후 시스템의 핵심입니다. 해양 산성화는 눈에 보이지 않지만 확실히 진행되고 있는 위기입니다.

우리가 지금 배출하는 CO₂는 수백 년 동안 대기와 바다에 남아 영향을 미칠 것입니다. 미래 세대가 건강한 바다를 물려받을 수 있도록, 지금 행동해야 합니다.