기후변화 탓에 해저 ‘불타는 얼음’서 온실가스 새어나와 (연구)

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https://m.nownews.seoul.co.kr/news/science/development/2020/09/03/20200903601016
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수정 2020-09-03 18:07

입력 2020-09-03 18:07

기후변화 탓에 해저 ‘불타는 얼음’서 온실가스 새어나와(사진=ODP/USGS)

기후변화 탓에 해저 퇴적토에 주로 묻혀있는 차세대 연료 가스하이드레이트에서 메탄가스가 새어나오고 있다는 사실이 처음으로 확인됐다. 이는 해수온을 높여 지구온난화를 더욱더 가속할 수 있다는 것.

스웨덴 린네대는 2일(현지시간) 마르셀로 케처 생물환경학과 교수팀이 프랑스, 브라질 연구팀과 협력한 최신 연구를 통해 전례 없는 기후변화 때문에 남반구에서 가스하이드레이트의 해리 현상(원자 또는 분자가 분해되는 현상)으로 인한 메탄가스의 누출 현상을 발견했다고 밝혔다.

가스하이드레이트는 불타는 얼음으로도 불린다.(사진=미 에너지부/퍼블릭 도메인)

가스하이드레이트는 낮은 온도와 높은 압력에서 가스와 물이 결합해 형성한 고체 에너지다. 해저의 고압·저온 상태에서 물분자 간의 수소 결합으로 형성되는 3차원 격자 구조로 형성돼 있으며, 격자 구조 내의 빈 공간에 메탄, 에탄, 프로판, 이산화탄소 등 작은 가스 분자가 화학 결합이 아닌 물리적으로 결합한 것이다. 불이 붙으면 기체가 타면서 강한 불꽃을 만들어 ‘불타는 얼음’으로도 불린다. 그 속에 갇힌 기체가 메탄일 경우 메탄하이드레이트라고도 하며, 메탄 함유량이 많을수록 상업성이 높다. 하지만 메탄은 이산화탄소의 25배에 달하는 온실효과를 지닌 기체이므로, 누출되면 기후변화를 촉진할 수 있다.

연구논문의 주저자이기도 한 케처 교수는 “메탄하이드레이트의 해리로 인한 메탄가스의 누출은 몇 세기에 걸친 장기적인 과정으로 기후변화에 큰 악영향을 줄 뿐만 아니라 해수를 산성화하는 등 해양 환경의 변화로 이어질 수도 있다”고 지적했다.

특히 케처 교수는 메탄하이드레이트 속에서는 모든 화석연료를 합친 것보다 더 많은 유기탄소가 메탄 형태로 들어있다고 추정한다.

이에 대해 케처 교수는 “메탄가스의 누출은 수온 상승이 가스하이드레이트를 녹여 해저에서 물속으로 메탄가스를 다시 새어나오게 하는 악순환을 초래할 수 있다”면서 “따뜻해질수록 메탄은 더 많이 새어 나온다”고 설명했다.

이 과정은 지구의 오랜 역사 속에서 일어났던 기후변화의 원인 중 하나이기도 하다고 이들 연구자는 생각한다.

연구진은 가스하이드레이트 시추 장치와 원격조종형 무인잠수정(ROV)을 사용해 2011년과 2013년 그리고 2014년 세 차례에 걸쳐 남대서양 해저 탐사에서 채집한 표본들을 연구해 왔다.(사진=스웨덴 린네대)

이들은 가스하이드레이트 시추 장치와 원격조종형 무인잠수정(ROV)을 사용해 2011년과 2013년 그리고 2014년 세 차례에 걸쳐 남대서양 해저 탐사에서 채집한 표본들을 연구해 왔다.

ROV 탐사에서 메탄가스의 누출이 기포 형태로 포착된 이미지.(사진=네이처 커뮤니케이션스)

그리고 마침내 가스하이드레이트의 해리와 메탄가스의 대량 누출을 확인한 뒤 그 흐름을 컴퓨터 모형화할 수 있었다는 것이다.

케처 교수는 또 “메탄하이드레이트의 해리와 메탄가스의 대량 누출로 인한 해양 온난화는 전 세계적으로 일어나고 있는 현상이라고 할 수 있다”고 말했다. 이어 “지금까지 얻은 자료와 결과를 토대로 조사 지역에서 메탄가스가 얼마나 존재하는지, 앞으로도 계속해서 가스하이드레이트가 분해해 물속에 메탄가스를 누출할 가능성이 있는지를 알아볼 계획”이라고 덧붙였다.

자세한 연구 결과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications) 최신호(7월 29일자)에 실렸다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr