Expanding seaweed farming poses new risks to the ozone layer

수십 년 동안 세계는 오존층이 회복되는 과정을 지켜봐 왔습니다. 대기 높은 곳에 위치한 이 보이지 않는 방패는 태양의 가장 해로운 자외선을 흡수하여 지구상의 생명체를 보호합니다. 오존층의 회복은 이를 파괴하던 특정 산업용 화학 물질의 생산을 중단하기로 한 국제적 합의 덕분에 가능했습니다. 이제 지구가 기후 변화에 맞서 싸우기 위한 새로운 방법을 모색함에 따라, 바다로부터 또 다른 해결책이 떠오르고 있습니다. 바로 거대한 해조류 양식장입니다. 이 수중 작물은 탄소를 공기 중에서 흡수하고 성장하는 인구를 위한 식량과 재료를 제공할 수 있다는 점에서 찬사를 받고 있습니다. 그러나 과학자들이 이 녹색 해결책을 면밀히 조사하면서, 오존층이 이룬 진전을 되돌릴 수도 있는 숨겨진 비용을 발견하고 있습니다. 우려는 해조류가 자연적으로 배출하는 미세하고 수명이 짧은 가스에 집중됩니다. 이 가스들은 빠르게 사라지지만, 성층권에 도달하면 오존을 파괴하는 데 매우 효율적입니다.

새로운 연구는 해조류 양식을 현재 글로벌 지속 가능성을 위해 제안된 거대한 규모로 확장할 경우 어떤 일이 벌어질지에 대한 질문을 던지며, 이 숨겨진 위험을 극명하게 보여줍니다. 연구진은 단순히 추측한 것이 아니라, 지구 대기에 대한 정교한 컴퓨터 모델을 구축하고 향후 수십 년간 해조류 양식장이 배출할 가스량에 대한 새로운 데이터를 입력했습니다. 그들은 미래를 향한 세 가지 서로 다른 경로를 테스트했습니다. 현재의 추세와 일치하는 꾸준하고 완만한 성장, 블루 이코노미(blue-economy)의 야망에 의한 빠른 확장, 그리고 최대치의 매우 공격적인 성장 시나리오입니다. 결과는 놀라웠습니다. 완만한 경로 하에서는 이번 세기 말까지 오존층의 회복이 상당히 둔화될 것입니다. 더 빠른 확장 시나리오에서는 피해가 심각하고 빠르게 나타날 것입니다. 가장 공격적인 경우, 남극 상공의 오존층은 2060년대까지 과거 2000년대 초반의 역사적인 '오한(ozone hole)'보다 더 나쁜 수준으로 축소될 수 있습니다. 과거의 오존홀이 극지방에 국한된 계절적 현상이었던 것과 달리, 이 새로운 고갈은 전 지구적으로 확산되어 연중 내내 지속될 것이며, 더 많은 사람과 생태계를 위험한 자외선에 노출시킬 것입니다.

이야기는 해조류 그 자체에서 시작됩니다. 해조류는 단순히 수동적인 식물이 아닙니다. 해조류는 다양한 가스를 생산하는 살아있는 공장입니다. 강한 햇빛, 수온 변화, 또는 작은 해양 생물에게 먹히는 등의 스트레스를 받을 때, 해조류는 단기 체류성 할로겐을 방출합니다. 이들은 바다에 자연적으로 존재하는 브롬(bromine)과 염소(chlorine)를 포함하는 가스이지만, 보통은 적은 양으로 방출됩니다. 특히 브로모포름(bromoform)과 디브로모메탄(dibromomethane)이라는 두 가지 가스가 매우 강력합니다. 이들이 성층권으로 떠오르면 분해되어 브롬 원자를 방출합니다. 단 하나의 브롬 원자는 수천 개의 오존 분자를 파괴할 수 있으며, 마치 작고 끈질긴 지우개처럼 작동합니다. 수년 동안 과학자들은 야생 해조류가 이러한 가스를 방출한다는 사실을 알고 있었지만, 그 양은 수십 년 전 금지된 산업용 화학 물질에 비하면 미미했습니다. 문제는 바다를 거대한 농업 경관으로 바꾸는 것이 이 균형을 무너뜨릴 것인가 하는 점이었습니다.

이를 확인하기 위해 연구팀은 다양한 유형의 해조류가 얼마나 많은 가스를 배출하는지에 대한 데이터를 수집했습니다. 그들은 수많은 종과 환경 조건을 포괄하는 수십 개의 연구 측정치를 검토했습니다. 그 결과, 가스 배출량은 종과 환경에 따라 매우 크게 달라진다는 것을 발견했습니다. 어떤 해조류는 다른 것들에 비해 훨씬 더 많은 가스를 배출합니다. 이 데이터를 사용하여, 해조류 양식이 정책 입안자들이 현재 논의 중인 속도로 성장할 경우 가스가 얼마나 배출될지 계산했습니다. 그들은 지난 20년 동안 지속되어 온 연간 약 6%의 역사적 성장률에서 시작했습니다. 그다음에는 그 비율이 12%로 두 배가 되는 시나리오를 가정했고, 마지막으로 해조류 양식을 바다의 한계치까지 밀어붙이는 20% 급증 시나리오를 가정했습니다.

연구진은 이 배출 수치를 지구 시스템 모델, 즉 해양, 대기 및 화학 반응의 복잡한 상호작용을 모사하는 강력한 컴퓨터 시뮬레이션에 입력했습니다. 그들은 현재부터 이번 세기 말까지의 시뮬레이션을 실행했습니다. 모델은 완만한 성장 시나리오에서도 측정 가능한 영향이 있을 것임을 보여주었습니다. 2090년대 후반까지 오존층의 회복은 크게 지연될 것이며, 남극의 오존 수치는 파괴 이전의 상태로 돌아가지 못할 것입니다. 그러나 더 빠른 성장 시나리오는 훨씬 더 어두운 그림을 그려냈습니다. 만약 양식이 연간 12%의 속도로 확장된다면, 오존층은 다시 감소하기 시작하여 2090년대까지 역사적 최저치 아래로 떨어질 것입니다. 만약 20%의 성장률이 달성된다면, 그 피해는 신속하고 파괴적일 것입니다. 모델은 남극 상공의 오존층이 2060년대까지 역대 최악의 기록보다 더 낮게 떨어질 것임을 보여주었습니다.

이 발견이 특히 경악스러운 이유는 피해의 범위 때문입니다. 역사적인 오존홀은 남극 상공에서 주로 봄에 나타나는 계절적 현상이었습니다. 해조류 배출로 인한 고갈은 다를 것입니다. 이는 극지방이나 특정 시기에 국한되지 않을 것입니다. 모델은 오존층의 얇아짐이 수십억 명의 사람들이 사는 중위도 지역까지 확산되고 연중 내내 지속될 것임을 보여주었습니다. 이는 지표면에 도달하는 자외선 양의 상당한 증가로 이어질 것입니다. 연구는 최고 성장 시나리오 하에서 지표면에 도달하는 추가 방사량이 과거 남극 오존홀의 정점 시기에 보였던 수준과 비슷하거나 오히려 더 높을 것이라고 계산했습니다. 이러한 증가는 단순히 차트 위의 숫자가 아닙니다. 이는 지금까지 그러한 강렬한 노출로부터 비교적 안전했던 지역의 사람들로 하여금 피부암, 백내장 위험을 높이고 해양 생물과 작물에 손상을 입히는 실질적인 위협이 될 것입니다.

연구진은 자신들의 추정치가 실제로는 보수적인 수치일 수 있음을 주의 깊게 언급했습니다. 그들은 가장 흔한 두 가지 가스인 브로모포름과 디브로모메탄에만 집중했으며, 해조류가 방출하는 다른 오존 파괴 가스들은 계산에 포함하지 않았습니다. 또한, 양식되는 해조류의 종류가 현재 재배되는 것과 유사하게 유지된다고 가정했습니다. 그러나 만약 산업이 더 많은 가스를 방출하는 것으로 알려진 종으로 전환되거나, 기후 변화가 해조류에 스트레스를 주어 더 많은 가스를 방출하게 된다면, 문제는 예측보다 더 심각해질 수 있습니다. 더욱이, 연구는 양식이 특정 구역에서 이루어진다고 가정했지만, 만약 양식이 새로운 지역으로 확장되거나 Asparagopsis와 같이 가스 배출량이 많은 품종을 포함하도록 종 구성이 변한다면, 배출량은 급증할 수 있습니다.

논문은 해조류 양식이 기후 완화와 식량 안보에 큰 가능성을 제공하지만, 오존층에 대한 심각하고 의도치 않은 위험을 수반한다는 결론을 내립니다. 제안된 확장 규모는 오존 방패의 어렵게 얻은 회복을 위협할 만큼 큽니다. 이 연구는 해조류 양식이 지구 전체에 해를 끼치지 않으면서 수행될 수 있는 한계가 존재함을 시사합니다. 만약 해조류 양식으로부터의 배출량이 현재 자연적 배경 수준의 2~3배를 초과하면, 오존층은 다시 악화되기 시작할 수 있습니다. 이것이 해조류 양식을 중단해야 한다는 의미는 아니지만, 이 산업이 통제 없이 성장해서는 안 된다는 것을 의미합니다. 어떤 종을 양식할지, 어디에 양식장을 배치할지, 그리고 얼마나 빨리 확장할지에 대한 전략적 선택이 결정적일 것입니다. 연구진은 하나의 환경 위기에 대한 해결책이 또 다른 위기의 원인이 되지 않도록 세심한 모니터링과 선제적인 계획을 촉구합니다. 바다의 녹색 작물은 인류를 먹여 살릴 수 있지만, 그것들이 상호작용하는 섬세한 화학적 균형에 대한 명확한 이해를 바탕으로 관리될 때에만 가능할 것입니다.