철 비료화 이론에 도전: 녹는 빙하가 기후 변화를 상쇄하지 않을 수도 있다

존재하지 않을 수도 있는 기후의 희망

수십 년 동안 기후 과학자들은 남극해에 대한 조심스럽게 낙관적인 이론을 유지해왔다. 지구 온도가 상승하고 남극 빙하가 녹으면서, 얼음 안에 갇혀 있던 철분이 주변 해역으로 방출되어 미세 조류의 광범위한 번식을 촉진할 것이라는 것이다. 그러면 이 식물성 플랑크톤들이 성장하면서 대기에서 이산화탄소를 흡수해, 온실가스 배출의 온난화 효과를 부분적으로 상쇄할 수 있는 자연적인 음성 피드백 루프를 만들어낼 것이라는 이론이다.

새로운 연구가 이 이론에 도전하고 있다. 남극해를 연구하는 과학자들은 철 비료화 이론에서 중대한 문제들을 발견하여, 이 과정이 이전에 가정했던 것보다 탄소 흡수원으로 훨씬 덜 효과적임을 시사한다.

이론이 작동해야 했던 방식

철 비료화 가설은 잘 확립된 관측에 근거한다. 남극해의 넓은 지역은 과학자들이 고영양, 저엽록소 구역이라 부르는 것이다. 이 해역은 식물성 플랑크톤 성장에 필요한 풍부한 질소, 인 및 기타 영양소를 포함하고 있지만, 조류 개체군은 놀라울 정도로 작게 유지된다. 제한 요인은 철분이다. 식물성 플랑크톤이 미량 필요로 하지만 이 외딴 해양 해역에서는 희소한 미량 원소다.

남극 빙하에는 형성 시 기반암에서 긁어모은 철 입자가 포함되어 있다. 빙하가 빙산을 산출하고 가장자리에서 녹으면서, 이 철분은 주변 해양으로 방출된다. 이론은 기후 변화로 인한 가속된 융해가 남극해에 점점 더 많은 철분을 전달하여, 광합성을 통해 대기 CO2를 흡수하는 더 크고 빈번한 식물성 플랑크톤 번식을 촉발할 것이라 예측했다.

이론이 무너지는 곳

새로운 연구는 이 추론 사슬에서 여러 문제를 식별한다. 첫째, 녹는 빙하에서 철분이 방출되는 형태가 매우 중요하다. 모든 철분이 식물성 플랑크톤에 생물학적으로 이용 가능한 것은 아니다. 빙하 녹은 물의 철분 상당 부분은 미생물이 쉽게 흡수할 수 없는 광물 형태로 결합되어 있다.

둘째, 빙하 녹은 물은 희석된 플룸으로 해수면에 퍼지는 경향이 있어, 이미 제한된 생물 이용 가능한 철분을 광범위하게 분산시킨다.

셋째, 더 따뜻한 해양 온도는 유기물이 심층으로 가라앉기 전에 분해되는 속도를 증가시켜, 흡수된 탄소를 다시 대기로 방출할 수 있다. 해양 순환 패턴의 변화도 생물 펌프의 효율을 낮출 수 있다.

기후 모델에 대한 영향

철 비료화 이론의 약화는 기후 모델링에 직접적인 영향을 미친다. 이 피드백이 가정보다 약하다면, 특정 기후 예측들이 미래 온난화의 속도와 규모를 과소평가하고 있을 수 있다.

더 넓은 그림

이 연구는 철 비료화가 해양 탄소 역학에서 아무런 역할을 하지 않는다는 것을 의미하지 않는다. 그러나 가속화된 빙하 융해가 기후적 혜택을 제공할 것을 기대하는 것은 잘못된 방향임을 시사한다. 빙하 손실의 순 효과는 여전히 압도적으로 부정적이다. 해수면 상승, 해양 순환 교란, 극지 해역의 담수 희석. 온실가스 배출을 줄이는 책임은 완전히 인간의 손에 있다.