식물플랑크톤 해양표층서 유기탄소 합성, 산소 생성 역할
기존에는 지구 더워지면 식물플랑크톤 감소해 온난화가속 예측
IBS 연구진, 식물플랑크톤이 지구온난화 완충 역할 규명

해양 식물플랑크톤은 고래의 먹잇감이 되는 동물플랑크톤의 먹잇감이 되고 산소를 만들어 내는 역할을 하기도 한다. 지구 온난화가 가속화되면 식물플랑크톤의 숫자가 줄 것으로 예상됐지만 현상 유지나 조금 더 늘어나 기후변화 완충 역할을 하는 것으로 나타나 주목받고 있다.

기초과학연구원(IBS) 기후물리 연구단, 부산대, 미국 하와이대, 몬태나대, 일본 해양지구과학기술연구원 공동 연구팀은 기후변화로 인한 서식 환경 변화에도 불구하고 바다 식물 플랑크톤의 유기 탄소 생산량은 증가할 것이라고 예측했다. 이는 식물 플랑크톤이 지구온난화로 인한 바다 생태계 교란을 막는 방어막 역할을 한다는 의미이다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 12월 22일자에 실렸다.

식물 플랑크톤은 햇빛이 닿는 바다 표층에 주로 서식하면서 바다 생물의 먹이인 유기 탄소를 합성하고 생물 호흡에 필요한 산소를 만든다. 기존 연구들에서는 지구 온난화가 표층부 바닷물을 데워 영양염을 고갈시켜 식물 플랑크톤 생산성을 감소시켜 해양 생태계를 교란하고 기후에 악영향을 미치는 것으로 전망됐다.

연구팀은 북태평양 해양과학기지 관측자료와 슈퍼컴퓨터 ‘알레프’를 기반으로 한 기후 모델 시뮬레이션을 이용해 식물 플랑크톤의 영양 흡수 조절 능력이 전 지구 해양 생산성에 어떤 영향을 미칠지 분석했다. 영양 흡수 조절 능력을 고려하지 않은 시뮬레이션에서는 2100년까지 식물 플랑크톤 생산성이 전 지구적으로 8% 감소하는 것으로 나타났다.

그 결과 이전 연구 결과와 달리 표층부 수온 상승에도 불구하고 식물 플랑크톤 생산성은 늘어나는 것으로 나타났다. 하와이 해양 시계열 관측(HOT) 프로그램의 일환으로 지난 30년간 수집된 식물 플랑크톤 자료에 따르면 표층 영양염이 고갈된 시기에도 식물 플랑크톤 생산성은 일정한 것으로 나타났다. 열악한 조건에서 식물 플랑크톤은 인(P) 대신 황(S)을 광합성에 사용하며 영양염 부족 환경에 적응하기 때문으로 나타났다. 이런 차원에서 2100년까지 전 지구 표면 온도가 4도 상승한다고 가정했을 때도 플랑크톤 생산성은 전 지구적으로 약 5% 증가하는 것으로 예측됐다.

하지만 식물 플랑크톤이 바다 생태계 변화의 완충작용을 하기는 하지만 인간이 만들어 낸 기후변화에 영향을 받지 않는다는 의미는 아니다.

연구를 이끈 악셀 팀머만 IBS 기후물리 연구단장은 “이번 연구는 바다 식물 플랑크톤이 기후변화에 따른 전 지구적 규모의 바다 생태계 변화에서 완충 작용을 하는 것을 보여주고 있다”며 “해양 생물의 미래를 더 정확히 예측하기 위해서는 식물 플랑크톤이 수온 상승, 해양 산성화 등 여러 요인에 어떻게 반응하는지에 대한 이해가 필요하다”고 설명했다.