Ocean Blue Carbon
In Situ Carbonate Parameter Measurements

해양 생태계에서 광합성을 통해 무기탄소를 유기물로 고정하는 해조류는 해양 표층의 이산화탄소 농도를 낮추어 대기로부터의 이산화탄소 흡수를 돕는다. 전 세계적으로 해조류 서식지는 350만 km²를 차지하며 순 일차생산량이 약 1520 Tg C yr^-1에 달해, 해양생물에 의한 이산화탄소 제거에 큰 기여를 할 것으로 보인다. 우리 연구팀은 해조숲이 조성되어 있는 우리나라 연안 지역의 (포항, 통영, 제주) 탄소 흡수 능력과 탄소순환 특성을 규명하기 위해 현장에서 장기 연속관측 실험을 진행하고 있다. 해수 염분, 온도, 산성도 (pH), 이산화탄소 분압 (pCO₂) 등의 관측 자료는 해조숲의 탄소 제거 능력 및 저장 메커니즘, 계절 변화 조절 기작을 규명하는 기초자료로 이용하여, 향후 우리나라 연안 탄소제거능력 증대를 위한 방안 모색에 활용 할 수 있을 것이다.

Human Footprint on the ocean
Anthropogenic Nitrogen Deposition

지난 30년간 동아시아 지역의 급속한 산업발달과 인구증가로 인한 화석연료와 비료의 사용 증가 때문에, 대기 중으로 배출되는 질소오염물질(NOx, NHy)이 약 3배 가량 증가했다. 대기로 배출된 질소오염물질은 대기미세입자 또는 강우를 통해서 연근해에 침적하게 되고 해양 질산염 농도에 영향을 미치게 된다. 실제로 본 연구실의 관련 연구결과,과거 30년간의 동아시아 해역의 해양질산염 농도가 증가해왔으며 대기를 통한 질소침적과 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 질산염은 해양의 물질순환의 중심에 있는 원소이기 때문에, 대기침적 등을 통한 해양 질산염 농도 증가는 해양생태계의 교란과도 맞닿아 있다.

Kim, T.-W., K. Lee et al., (2011), Science

Sulfur cycle and Climate feedback
Atmospheric DMS in the Arctic Ocean

극지방은 지구온난화의 영향이 가장 빠르게 나타나는 지역으로 기후변화에 의한 극지방의 환경변화(해빙감소, 수온증가 등)가 지속적으로 일어나고 있다. 극지방 인근 해역은 기후냉각가스인 dimethylsulfide(DMS)*의 발생이 가장 높은 지역으로 본 연구팀은 지속적인 기후변화가 극지방의 DMS 발생에 미치는 영향에 관한 연구를 진행하고 있다. 2010년 Zeppelin Station(78.5°N, 11.8°E)에 대기 DMS 분석 장비를 설치하여 세계 최초로 대기 중 DMS 농도를 연속 관측하였고, 2017년 아이슬란드의 Stórhöfði station(63.4°N, 20.3°W)에 대기 DMS 연속 관측 장비를 설치하여 현재까지 북극의 대기 DMS 농도 관측이 이루어지고 있다. 장기적인 극지방의 DMS 연속 관측을 통해 극지방의 DMS 발생 변화와 이로 인한 전지구적 Climate feedback 연구를 지속하고자 한다.

*Dimethylsulfide(DMS) : 식물플랑크톤, 동물플랑크톤, 박테리아 등 해양 생물들에 의해 발생되며 대기 중으로 방출된 후 산화과정을 거쳐 구름응결핵으로 작용함.

K-T Park, K. Lee et al., (2013), Geophysical Research Letters