이산화탄소 증가하면 식물 기공 조금만 열어 수증기양 감소하면서 육지 온도 더 쉽게 상승 대기 순환에 영향 줘 북극 온난화도 가속
이산화탄소 증가 시 식생의 기공 닫힘 효과가 대기 온도에 미치는 영향. 대륙의 온도가 증가할 뿐만 아니라, 식생이 살고 있지 않은 북극 지역의 온도도 크게 증가한다./포스텍
이산화탄소 증가로 대륙에 있는 식물이 숨을 못 쉬면, 식물이 없는 북극까지 녹을 수 있다는 연구결과가 나왔다. 온난화를 늦추는 것으로 알려진 식물이 오히려 온난화를 가속화하는 원인 중 하나로 지적된 것이다.
포스텍(포항공대) 환경공학과의 국종성 교수, 박소원 박사, 스위스 취리히대 김진수 박사 공동연구진은 “이산화탄소가 증가하면 식물의 기공(氣孔)이 닫히고, 내뿜는 수분량이 줄어들어 북극 온난화를 가속시키는 것을 확인했다”고 11일 밝혔다. 이번 연구성과는 최근 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 게재됐다.
식물은 광합성을 통해 이산화탄소를 빨아들이고, 산소를 내뿜는다. 식물의 잎 표면에 있는 기공을 통해 공기와 물이 식물의 안팎을 드나든다. 기공을 열어 대기 중에 있는 이산화탄소를 빨아들이면서 수분도 함께 내보낸다. 그런데 대기 중에 이산화탄소가 많아지면 식물은 기공을 조금만 열어도 충분한 이산화탄소를 흡수할 수 있다. 기공을 적게 열면 내보내는 수증기의 양도 감소한다.
식물이 기공을 열고 닫으면서 호흡을 하는 모습. 붉은색으로 염색된 부분이 엽록체이다./Rothamsted Research
수분을 내보내는 이런 증산작용이 감소하면 육지의 온도는 더 쉽게 상승한다. 수증기는 더운 날 마당에 물을 뿌리는 것과 같이 지면온도를 낮추는 역할을 하기 때문이다. 이런 식생(植生)의 반응은 지표면과 대기와 에너지 교환을 조절함으로써 전 지구적 기후변화를 초래하는데 이를 ‘생리학적 강제력’이라 한다.
공동연구진은 시뮬레이션 결과를 분석해 이산화탄소가 증가하면 육지 식생의 기공 닫힘 현상이 육지의 온난화를 일으키고, 이는 다시 대기 순환에 영향을 줘 식생이 살고 있지 않은 북극에서의 온난화도 가속시킨다는 것을 확인했다. 식물이 있는 대륙에서 기온이 오르고 이 에너지가 북극으로 전달되는 것이다. 이렇게 북극의 얼음이 녹으면 태양빛을 덜 반사시켜 더 빨리 녹게되는 악순환이 일어난다.
이산화탄소 농도 증가 시 온실효과에 의한 기온상승과 비교하여 육지 지역에서 20% 북극 지역에서 10% 온도상승에 기여함을 알 수 있다./포스텍
연구진은 이산화탄소 증가로 인한 기공 닫힘 효과가 북극 온난화에 미치는 영향을 정량적으로 평가한
결과, 대기 중 이산화탄소 증가로 인한 온실효과의 약 10% 정도가 ‘생리학적 강제력’에 의해 이루어진다고 밝혔다.
국종성 교수는 “식물이 없고 대륙으로부터 수천㎞ 떨어진 북극에도 식물이 영향을 미치는 것을 확인한 것”이라며 “이산화탄소의 증가는 기존의 알려진 온실효과뿐만 아니라, 식물의 생리작용을 바꿔서 지구 온난화를 가속시키고 있다”고 말했다.
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