온난화로 인한 퍼머로스트 해동, 오염 문제가 심각해지다

지구 온난화로 인해 영구 동토층인 퍼머로스트가 해동되면서 수천 년간 갇혀 있던 미네랄들이 드러나고 있다.

새롭게 노출된 토양에는 물과 산소가 침투하여 황화물 풍부한 암석이 분해되며, 이로 인해 유황산이 생성된다.

이 유황산은 암석에서 철, 카드뮴, 알루미늄 등 자연적으로 발생하는 금속을 강으로 흘러보내게 한다.

기본적으로 이러한 지화학적 반응은 일반적으로 채굴 작업에 의해 촉발되지만, 이번 경우는 그렇지 않다.

캘리포니아 대학교 리버사이드의 생물지구화학자 팀 리온스는 “이것이 산성 광물 배출의 모습이다. 하지만 이번 경우에는 광산이 없다. 퍼머로스트가 해동되면서 경관의 화학 성질이 변화하고 있다”고 말했다.

이번 논문은 ‘미국 국립 과학 아카데미 회보’에 발표되었으며, 연구자들은 비슷한 변화가 다른 북극 유역에서도 진행 중임을 경고하고 있다.

콜로라도 주립대학교의 연구원인 데이비드 쿠퍼는 “1976년 이후 브룩스 산맥에서 일하고 여행해 왔는데, 최근의 지형 변화와 수질 변화는 정말로 놀랍다”라고 전했다.

알래스카 대학교의 생태학자인 패디 설리반은 2019년 북극 숲이 북쪽으로 이동하는 현상을 연구하던 중 급격한 변화를 처음 발견했다.

그가 현장으로 향하는 비행기를 타고 있던 중 조종사가 살몬 강이 눈녹음 후에도 깨끗하지 않으며 “하수처럼 보인다”고 경고했다.

그는 무엇이 원인인지 조사하기 위해 리온스, 알래스카 태평양 대학교의 로만 다이얼 및 다른 연구자들과 협력하기 시작했다.

그들의 분석 결과, 퍼머로스트의 해동이 황화물 풍부한 암석인 규질철석을 산화시켜 산성을 생성하고 카드뮴을 포함한 다양한 금속을 유리화하고 있다는 것이 확인되었다.

카드뮴은 물고기 장기에 축적되며, 이는 물고기를 먹는 곰과 새들에게 영향을 미칠 수 있다.

소량의 금속은 반드시 독성이 있는 것은 아니지만, 연구에 따르면 강물에서의 금속 농도가 미국 환경 보호청의 수생 생물에 대한 독성 기준치를 초과하고 있다.

또한, 철로 흐려진 물은 강 바닥에 도달하는 빛의 양을 줄이고, 이는 연어와 다른 물고기가 먹는 곤충 유충을 덮어버린다.

현재 먹을 수 있는 물고기 조직의 금속 농도는 인간에게 위험하다고 간주되지 않지만, 강의 변화는 간접적이지만 심각한 위협을 초래한다.

특히 chum salmon은 많은 원주율 사회에서 주요 생계 수단으로 여겨지며, 잔여 입자가 쌓인 자갈밭에서 산란하는 데 어려움을 겪을 수 있다.

회색송어와 돌리바든과 같은 다른 생물 종도 영향을 받을 수 있다.

리온스는 “이것은 단지 살몬 강 이야기만이 아니다. 북극 전역에서 이러한 일이 일어나고 있다. 적절한 암석과 해동하는 퍼머로스트가 있는 곳이라면 이 과정은 시작될 수 있다”라고 강조했다.

광산 부지와는 달리 산성 배수는 완충제나 방지 시스템으로 완화할 수 있지만, 이 원거리 유역은 여러 오염원의 원천이 있을 수 있으며, 그러한 인프라가 없다.

화학적 과정이 시작되면 이를 멈추는 유일한 방법은 퍼머로스트가 회복되는 것이다.

리온스는 “이는 일단 시작되면 해결할 수 없다. 따뜻해진 지구에 의해 촉발된 또 다른 되돌릴 수 없는 변화”라고 말했다.

이번 연구는 미국 국립 과학 재단의 신속 대응 프로그램의 지원을 받아 진행되었으며, 연구자들은 지역 사회 및 토지 관리자들이 향후 영향을 예상하고 가능할 때 대비할 수 있도록 돕고 싶어 한다.

리온스는 “지구에서 이렇게 손길이 닿지 않은 곳은 거의 없다. 하지만 여기, 도시와 도로에서 멀리 떨어진 곳에서도 지구 온난화의 흔적은 분명하다. 어디도 예외가 없다”고 말했다.

이미지 출처：sciencedaily