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2014년 12월 14일 일요일

따뜻해진 바다가 메탄 가스를 방출한다 ?



 세계 여러 지역의 깊은 바다에는 메탄가스가 메탄 하이드레이트의 형태로 보존되어 있습니다. 천연적인 메탄 가스의 저장 창고인 메탄 하이드레이트는 그 막대한 양 때문에 미래 에너지원으로 생각되기도 하지만 최근 세일 가스 개발 붐으로 인해 적어도 수십년간 가스 공격이 급등할 가능성이 적다는 점을 생각하면 당장에 개발 될 가능성은 적어 보입니다. 미래에는 몰라도 일단 현재 기술로는 채취하는데 막대한 비용이 들기 때문입니다. 


 사실 최근 메탄 하이드레이트가 과학자들의 주목을 끄는 것은 반갑지 않은 가능성 때문입니다. 현재 지구 표면의 평균 온도는 상승 중에 있는데 대기 중 온실 가스 증가에 비해서 온도 상승은 적은 편입니다. 이는 부분적으로 바다가 열을 흡수하기 때문이라고 할 수 있는데, 그 결과 해수의 표층 온도는 물론이고 바다 깊은 곳의 온도도 점차 상승 중에 있습니다. 메탄 하이드레이트는 높은 압력과 낮은 온도에서 가스 형태로 존재하는데 수온이 상승하면 메탄 가스의 형태로 변할 수 밖에 없습니다. 


 이는 사실 이론적인 이야기가 아니라 실제 관측을 통해서 입증된 사실이기도 합니다. 최근 워싱턴 대학의 연구자들은 미국 서부 해안에 잠자고 있는 메탄 가스의 배출량을 직접 실측했습니다. 이들이 저널 Geophysical Research Letters 에 발표한 내용에 의하면 수심 500 미터에 이르는 지점까지 해수의 온도가 상승하고 있으며 지난 1970년에서 2013년까지 총 400만톤 이상의 메탄 가스가 배출된 것으로 보인다고 합니다. 


 연구의 공저자인 에반 솔로몬 워싱턴대 해양학 교수(Evan Solomon, a UW assistant professor of oceanography)에 의하면 이 양은 지난 2010년 폭발사고를 일으켜 엄청난 환경 오염을 가져온 멕시코만의 딥 호라이즌 (Deep Horizon) 유정에서 유출된 수준의 메탄 가스가 매년 새어나오는 것과 같다고 합니다. 



(워싱턴 주 해안의 해저에서 솓아 나오는 메탄 가스의 버블을 초음파로 관측한 것.  Sonar image of bubbles rising from the seafloor off the Washington coast. The base of the column is 1/3 of a mile (515 meters) deep and the top of the plume is at 1/10 of a mile (180 meters) depth. Credit: B. Philip / Univ. of Washington)     


(노란색 점은 온도 측정이 이뤄진 지점들  The yellow dots show all the ocean temperature measurements off the Washington coast from 1970 to 2013. The green triangles are places where scientists and fishermen have seen columns of bubbles. The stars are where the UW researchers took more measurements to check whether the plumes are due to warming water. Credit: U. Miller / Univ. of Washington ) 


 솔로몬 교수는 처음에는 이 데이터에 대해서 회의적이었으나 연구를 지속함에 따라 중간 해수층의 온도 상승이 메탄 가스 분출을 증가시킬 수 있다는 결론을 얻게 되었다고 합니다. 특히 이들의 연구에서 측정 되었던 가운데 하나는 메탄 하이드레이트가 기화할 수 있는 수심과 위치를 측정하는 것이었습니다.

 이번 연구에서 드러난 점은 메탄 하이드레이트가 기화하는 수심이 점점 해수의 온도가 올라감에 따라서 낮아지고 있으며, 이에 따라서 점점 해안가에서 먼 바다에서 (즉 깊은 바다에서) 메탄이 기화하고 있다는 것입니다. 연구팀은 1970년대와 비교했을 때 현재 메탄이 기화하는 장소는 해안선에서 1 km 정도 멀어졌으며 2100년까지 1-3 km 정도 추가로 이동하게 될 것으로 보인다고 합니다. 이것이 의미하는 바는 더 많은 메탄이 기화한다는 뜻입니다. 



(샘플을 수집 중인 연구팀 Researchers used a coring machine to gather samples of sediment off Washington's coast to see if observations match their calculations for warming-induced methane release. The photo was taken in October aboard the UW's Thomas G. Thompson research vessel. Credit: R. Cannata / Univ. of Washington ) 


 이 연구가 시사하는 바는 앞으로 점점 상황이 나빠질 수 있다는 것입니다. 어떤 임계점이 넘게 되면 메탄 가스의 유출 속도는 더 빨려져 지구 기온을 의미있게 상승시킬 것이고 그렇게 되면 바다는 더 따뜻해져서 더 많은 메탄이 기화되어 기온 상승은 점점 더 심해지게 됩니다. 이와 같은 일이 현실화 되기 전에 어떤 조치가 필요할 것입니다. 


 참고 


Journal Reference:
  1. Susan L. Hautala, Evan A. Solomon, H. Paul Johnson, Robert N. Harris, Una K. Miller. Dissociation of Cascadia margin gas hydrates in response to contemporary ocean warming. Geophysical Research Letters, 2014; DOI:10.1002/2014GL061606

    

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