연구자들은 자연적이든 인공적이든 연못이 온실가스, 특히 메탄의 순 배출원이 될 수 있음을 발견했습니다. 탄소 매장율과 온실가스 배출을 연구함으로써 이 연구는 연못이 전 세계 메탄 배출의 큰 부분을 차지하고 많은 양의 탄소를 포집할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 그러나 이산화탄소보다 더 강력한 가스인 메탄의 방출은 이러한 연못이 격리하는 탄소의 양을 초과합니다.
코넬 대학의 연구에 따르면 연못은 온실가스, 특히 메탄의 순 배출원일 수 있습니다. 메탄 방출 문제를 해결하면 연못을 온실가스 배출원에서 온실가스 흡수원으로 전환할 수 있는 잠재력이 있습니다.
코넬 대학 연구자들이 실시한 두 가지 관련 연구에 따르면 인공 연못은 온실가스를 흡수하고 방출할 수 있지만 온실가스의 순 배출원이 될 수도 있다고 합니다.
이 두 연구는 인공 연못과 자연 연못이 세계 온실가스 예산에 미치는 중요한 영향을 정량화하기 시작했는데, 그 측정 방법은 잘 알려져 있지 않습니다.
이번 연구의 선임저자이자 농업생명과학대학 생태학 및 진화생물학 조교수인 메레디스 홀거슨(Meredith Holgerson)은 “지구 기후 모델과 예측은 온실가스 배출과 탄소 저장의 정확한 계산에 의존한다”고 말했습니다. Holgerson 연구실의 박사후 연구원인 Nicholas Ray는 두 논문의 공동 저자입니다.
연못 영향 및 탄소 매장량
Holgerson과 동료들은 연못(5헥타르 이하로 정의되며 지구상에 10억 개의 연못이 있을 수 있음)이 전 세계 대기 중으로 배출되는 총 메탄의 5%를 차지할 수 있다고 추정했습니다. 그러나 많은 수역이 정확하게 측정되지 않기 때문에 실제 수역은 이 비율의 절반 또는 두 배에 불과할 수 있습니다. 동시에 연못의 탄소 매장량에 대한 추정치는 거의 없습니다.
8월 18일, "Limnology and Oceanography Letters" 저널은 22개의 코넬 실험 연못의 탄소 매장량을 연구한 "인공 연못의 자생 생산에 연결된 높은 탄소 매장량"이라는 제목의 논문을 발표했습니다. 동일한 연못(총 50개)은 1964년에 건설되었으며 이전 연구의 상세한 기록과 함께 고도로 통제된 환경을 제공합니다. 이 데이터를 통해 Holgerson과 Ray는 탄소 저장에 대한 관리 활동의 기여도를 평가할 수 있었습니다.
연구진은 이번 연구를 위해 과거 관리 활동을 살펴보는 한편, 22개 연구 웅덩이 각각에서 퇴적물 코어링 및 퇴적물 두께 측정을 실시했다. 그들은 퇴적물에 있는 탄소의 양을 측정하고 그 측정값을 연못 전체에 추정한 다음 그 숫자를 연못의 나이로 나누어 연간 제곱미터당 격리되는 탄소의 양에 도달했습니다. 이 숫자는 습지와 맹그로브와 동일하고 호수보다 높은 수치입니다.
그들은 또한 탄소 매장율이 수생 식물(볼 수 있을 만큼 큰 식물), 어류, 인에 비해 높은 질소 첨가량에 의해 영향을 받는다는 것을 발견했습니다. 올바른 유형과 비율의 영양소를 첨가하면 식물 성장이 촉진되어 탄소를 사용하여 세포를 만들고, 식물이 죽으면 이러한 영양소가 연못 바닥에 쌓입니다.
자연 연못의 유기 탄소 격리에 대한 데이터는 부족하지만 과학자들은 전 세계 자연 연못과 인공 연못의 총 탄소 매장량을 추정하기 위해 연구 결과를 추정했습니다. 그들은 자연 연못과 인공 연못이 모든 호수의 총 추정 저장량의 65~87%를 차지한다고 결론을 내렸습니다. 이는 과학자들이 전 세계적으로 연못과 호수에 의해 격리되는 탄소의 양을 과소평가하고 있음을 시사합니다.
가스 배출의 계절적 변화
9월 19일에 Geophysical Research Letters 저널에 발표된 "온대 건설 연못에서 온실가스 배출의 높은 계절별 변동성"이라는 제목의 두 번째 연구는 코넬 대학의 4개 실험 연못에서 온실가스(주로 이산화탄소와 메탄)의 계절별 배출을 조사했습니다.
이번 연구에서 연구자들은 2021년 얼음이 없는 기간 동안 약 2주마다 이 연못의 가스 배출량을 측정했습니다.
연구의 주요 저자인 Lei는 "연못 온실가스 예산에 대한 전 세계 추정치는 매우 불확실합니다. 부분적으로는 시간적 측정이 부족하기 때문입니다."라고 말했습니다. 연구진은 이산화탄소보다 25배 더 강력한 온실가스인 메탄이 연간 가스 배출량의 대부분을 차지하며, 이산화탄소와 메탄 배출량은 계절에 따라 크게 달라진다는 사실을 발견했습니다.
식물이 자라는 초여름에 연못은 이산화탄소를 흡수하고, 식물이 부패하는 후반기에 연못은 이산화탄소를 방출합니다. 메탄은 따뜻한 계절 내내 배출되지만 주간 배출량은 매우 다양하므로 정확한 계산을 위해 빈번한 샘플링이 필요합니다.
연구자들은 물이 층화될 때(따뜻한 물층이 더 차가운 바닥층 위에 위치함) 메탄이 축적될 수 있다는 사실을 발견했으며, 그 결과 물이 바람이나 급격한 냉각에 의해 혼합될 때보다 전체 메탄 배출량이 더 높아졌습니다. 이는 메탄을 생성하는 연못 바닥 미생물이 저산소 조건을 필요로 하고 혼합이 이러한 조건을 방해하기 때문입니다.
잠재적인 솔루션 및 자금 조달
두 논문의 결과를 합치면 방출된 메탄의 양이 퇴적물에 저장된 탄소의 양을 초과하기 때문에 연못은 온실가스의 순 배출원입니다. 그러나 이번 발견은 또한 메탄 배출을 줄이기 위해 버블러나 수중 순환기를 사용할 가능성을 높였습니다.
"만약 우리가 메탄의 양을 줄일 수 있다면 잠재적으로 이 연못을 순 배출자에서 순 흡수자로 바꿀 수 있지만 메탄 배출의 양을 제어해야 합니다."라고 Holgerson은 말했습니다.