[이미디어= 황원희 기자] 새로운 UC 리버사이드 연구에 따르면 가스로 작동하는 기계를 작동할 경우 방출된 질소가 건조한 토양의 탄소를 배출하도록 해주며 이로 인해 기후 변화를 유발할 수 있는 대기로 다시 방출하게 한다고 밝혔다.
산업 제조, 농업 관행, 교통수단은 모두 질소를 공기 중으로 방출하는 화석 연료를 태운다. 결과적으로, 지구 대기의 질소 수치는 1850년 이후 3배로 늘어났다. 연구진은 이 여분의 질소가 탄소를 포획하는 현상이 온실 가스가 되는 것을 막는 토양의 기능에 어떠한 영향을 미치는지를 알 수 있는 연구를 진행했다.
특히 연구진은 질소가 식물의 비료로 사용되기 때문에, 추가적인 질소가 미생물 활동뿐만 아니라 식물의 성장을 촉진함으로써 토양에 주입되는 탄소를 증가시킬 것으로 기대하고 있다.
이를 위해 연구진은 남부 캘리포니아 전역의 토양 대신에 특정한 조건에서 여분의 질소가 건조한 토양을 산성화시키고 칼슘을 침출시킨다는 것을 발견했다. 칼슘은 탄소와 결합하고, 그 두가지 성분은 토양에서 사라진다. 이 발견은 글로벌 변화 생물학(Global Change Biology) 저널에 자세히 설명되어 있다.
연구진은 그 결과를 얻기 위해 장기 실험에서 질소 성분으로 채워진 샌디에이고와 어바인 인근 생태보호구역의 토양을 채취했다. 이를 통해 이 지역에 얼마나 많은 질소가 첨가되고 있는지 정확하게 알 수 있었으며, 관찰한 효과를 설명해줄 수 있었다.
대부분 질소는 토양이 탄소를 저장하는 방법을 통해 생물학적 과정에 영향을 미칠 수 있다. 그러한 과정에는 식물의 성장을 촉진하는 것뿐만 아니라 토양의 노폐물을 분해하는 것을 도우며 이러한 과정은 미생물의 속도를 늦추는 것도 포함된다.
연구원들이 예상하지 못했던 것은 비생물학적인 방법이 탄소 저장에 큰 영향을 미쳤다는 것이다. pH 척도는 산성과 알칼리성 여부를 측정한다. 일반적으로 토양은 산성화의 작용으로 칼슘과 같은 원소를 방출함으로써 pH의 급격한 변화에 저항한다. 본 연구의 일부 현장에서 질소가 토양을 산성화함에 따라 토양은 칼슘을 방출하며 이러한 산성도에 대한 저항을 시도한 것을 알 수 있었다. 또한 이 과정에서 칼슘과 결합하여 안정화된 탄소의 일부가 손실된 것이 파악되었다.
이 연구의 주요저자인 UCR 환경과학 대학원생인 조안 푸스폭(Johann Püspök)은 "주요 효과가 비생물적이기 때문에 놀라운 결과치"라고 말했다. 그에 따르면 식물 피복이 없고 미생물의 활동이 적은 토양의 맨 윗 부분은 그다지 큰 활성화를 보이지 않았으며 질소 오염의 영향을 받은 것으로 보인다.
건조한 땅의 토양은 제한된 수분 보유 능력과 낮은 수준의 유기물로 이루어졌으며 지구 육지 면적의 약 45%를 차지한다. 이는 전 세계의 많은 양의 탄소를 저장하는 역할을 한다.
따라서 향후 계획에서는 질소 오염에 의해 얼마나 많은 육지 토양이 영향을 받고 있는지 연구해볼 수 있는 여지가 많다는 것이다. 또한 그러한 산성화 효과가 얼마나 널리 퍼져 있는지, 이러한 비실험적인 질소 침전 조건에서 어떻게 작용하는지에 대한 더 많은 정보가 필요할 것이다.
하지만, 이러한 현상에 대한 빠른 해결책이 없고, 일단 질소 오염이 되면 그 과정을 되돌릴 명확한 해결책이 없기 때문에, 연구원들은 토양이 탄소를 저장하는 것을 돕기 위해 가능한 한 배출량을 줄일 것을 권고한다.
또한 화석 연료 연소로 인한 대기 오염은 천식을 유발함으로써 인간의 건강을 포함한 많은 것들에 영향을 미치는데 이 또한 건조지 시스템이 저장할 수 있는 탄소의 양에 영향을 미칠 수 있다. 연구진은 그렇기에 여러 이유로 대기 오염을 통제해야 한다고 밝혔다.
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