Disturbances Increase Net Carbon Emissions in the Arctic-Boreal Zone - An Expert Assessment

북극과 광활한 북부 삼림 지역을 통칭하는 북극-보레알(Arctic-Boreal) 지대는 얼어붙은 토양과 고대 식생 속에 엄청난 양의 탄소를 가두어 두고 있습니다. 이 지역은 유기물이 부패하여 저장된 탄소를 대기로 방출하는 것을 막는 거대한 냉동고 역할을 합니다. 오랫동안 과학자들은 지구가 온난화됨에 따라 이 얼어붙은 땅이 서서히 녹으면서 그 안에 저장된 탄소를 일부 방출할 것이라는 사실을 알고 있었습니다. 하지만 이야기는 느리고 꾸준한 해빙보다 더 복잡합니다. 이 지형은 산불, 해충 발생, 극한의 폭풍, 그리고 인간의 건설 작업과 같이 단 한 시즌 만에 생태계를 관통할 수 있는 갑작스럽고 날카로운 교란(disturbances)에도 영향을 받습니다. 이러한 갑작스러운 사건들을 '교란'이라고 부릅니다. 느린 해빙이 배경이 되는 과정이라면, 이러한 교서들은 한꺼번에 엄청난 양의 탄소를 방출할 수 있는 날카로운 급증(spikes)입니다. 미래에 이러한 갑작스러운 사건들이 어떻게 변화할지 이해하는 것은 매우 중요한데, 만약 이들이 충분한 양의 탄소를 방출한다면, 현재의 기후 모델이 완전히 포착하지 못하는 방식으로 이 지역을 탄소 저장고에서 탄소 배출원으로 변화시켜 지구 온난화를 가속화할 수 있기 때문입니다.

향후 1세기 동안 어떤 일이 일어날지 이해하기 위해, 한 대규모 과학자 그룹은 현재의 컴퓨터 모델의 한계를 넘어서기 위해 그들의 집단적 지식을 모았습니다. 북부 전역에 걸쳐 이러한 갑작스러운 사건들을 직접 측정하는 것은 어렵고, 서로 다른 유형의 교란 사이의 상호작용 또한 복잡하기 때문에, 연구진은 전문가 평가에 의존했습니다. 그들은 생태학에서 원격 탐사에 이르는 다양한 분야의 전문가 180명을 초청하여 다섯 가지 특정 유형의 교란에 대해 상세한 질문을 던졌습니다. 다섯 가지 유형은 광업 및 벌목과 같은 인간에 의한 변화, 해충 떼와 같은 생물학적 사건, 산불, 녹는 얼음으로 인해 지표면이 갑자기 무너지는 현상, 그리고 극한 기상 현상입니다. 전문가들은 지구 온난화의 시나리오에 따라 이 사건들의 빈도, 규모, 심각도가 2100년, 나아가 2300년까지 어떻게 변할지 예측하도록 요청받았습니다. 또한 이 교란들이 오늘날과 비교하여 얼마나 많은 추가 탄소를 대기로 방출할 것인지 추정하도록 요청받았습니다.

전문가들 사이의 합의는 명확하고 일관되었습니다. 기후가 온난화됨에 따라 모든 유형의 교란이 더 흔해지고, 더 넓은 지역을 덮으며, 더 심각해질 것으로 예상된다는 것입니다. 이러한 증가는 단기적인 현상이 아닙니다. 전문가들은 이러한 변화가 인류가 화석 연료로부터 대기에 새로운 탄소를 더 이상 추가하지 않게 된 이후에도 수 세기 동안 지속될 것이라는 점에 동의했습니다. 연구진이 모든 전문가의 추정치를 결합했을 때, 2100년까지 이러한 교란으로 인해 북극-보레알 지대가 지구 온난화 정도에 따라 연간 154에서 427 단위의 탄소를 추가로 방출할 수 있다는 것을 발견했습니다. 지구 온도가 크게 상승하는 가장 극단적인 온난화 시나리오에서는 추가 배출량이 이 범위의 높은 쪽 끝에 도달할 수 있습니다. 이 추가적인 탄소 방출의 가장 중요한 기여 요인으로는 얼음이 녹아 땅이 가라앉고 부패하는 갑작스러운 지표면 붕괴와 식생 및 토양을 태워버리는 산불이 꼽혔습니다. 생물학적 사건인 해충 피해와 인간의 활동도 전체량에 기여하지만, 물리적인 지표면 붕괴와 화재보다는 적은 정도입니다.

이러한 발견이 특히 긴급한 이유는 이러한 배출량이 기후 목표를 설정하는 데 사용되는 글로벌 계산식에서 현재 누락되어 있기 때문입니다. 전문가들은 인류가 인간에 의한 배출량을 제로(zero)로 줄이는 데 성공하더라도, 이러한 자연적 및 인간 유발 교란에 의해 방출되는 탄소는 오랫동안 대기로 계속 흘러 들어갈 것이라고 언급했습니다. 이는 지구가 이러한 교란으로 인해 탄소를 계속 배출할 것이기 때문에, 지구 온난화를 제한하려는 현재의 목표를 달ante 달성하기가 이전에 생각했던 것보다 더 어려울 수 있음을 의미합니다. 또한 연구진은 이러한 사건들 사이의 상호작용이 문제를 더욱 예측하기 어렵게 만든다는 것을 발견했습니다. 예를 들어, 산불은 식물과 토양의 보호층을 제거하여 지표면을 더 뜨겁게 만들고 지표면이 붕괴할 가능성을 높이며, 이는 결과적으로 더 많은 탄소를 방출하게 합니다. 마찬가지로, 극심한 가뭄은 산림을 불에 타기 쉬운 상태로 만듭니다. 전문가들은 전반적인 추세가 배출량 증가를 향하고 있다는 점에는 확신을 가졌지만, 여로 여전히 지식의 공백이 크다는 점을 인정했습니다. 그들은 특히 시베리아와 같은 외딴 지역에서 이러한 사건들이 정확히 어디에서 발생할지, 그리고 지표면이 얼마나 빨리 회복될지에 대한 데이터가 아직 충분하지 않습니다.

예측을 개선하기 위해 연구 그룹은 세 가지 주요 연구 우선순위를 식별했습니다. 첫째, 이 지역 전체에서 이러한 교란이 정확히 어디서 얼마나 자주 발생하는지를 보여주는 더 나은 지도가 필요합니다. 둘째, 과학자들은 이러한 사건이 발생 중이거나 직후에 발생하는 탄소의 흐름을 측정해야 하는데, 현재의 데이터는 주로 교란되지 않은 지역에서 오기 때문입니다. 마지막으로, 미래의 기후를 예측하는 데 사용되는 컴퓨터 모델은 단순히 느리고 점진적인 변화가 아니라 이러한 갑작스럽고 파괴적인 사건들을 포함하도록 업데이트되어야 합니다. 이러한 공백이 채워질 때까지, 이 전문가 평가는 중요한 경고 역할을 합니다. 즉, 북극은 점점 더 불안정해지고 있으며, 그곳에 저장된 탄소는 현재의 기후 계획이 완전히 고려하지 못하는 방식으로 방출될 위험에 처해 있다는 것입니다. 이 지역은 단순히 천천히 온난화되고 있는 것이 아니라, 수 세기 동안 지구 기후 시스템을 변화시킬 수 있는 갑작스럽고 대규모적인 변화에 점점 더 취약해지고 있습니다.