출처: https://www.fmkorea.com/8309480223
10년 전만 해도, 해양 생지화학자 카이 슐츠는 "공장에서 CO₂ 내뿜고, 또 다른 공장 만들어서 CO₂ 빨아들이자고?"라며 비웃던 사람이었다.
하지만 상황은 달라졌다. 지구는 점점 더워지고, 배출만 줄여서는 1.5°C 상승 막을 수 없다는 게 IPCC 보고서로 확인됐다. 그래서 과학자들은 바다를 더 활용할 방법을 찾기 시작했다. 바다는 매년 인간이 배출하는 이산화탄소의 4분의 1을 흡수하는 거대한 탄소저장고이기 때문이다.
이 인상적인 바다의 능력은 바다의 표면에서 일어나는 탄산염의 화학에 그 비결이 있다. 물과 대기 사이에서 이산화탄소가 교환되는 과정에서, 일부 용해된 이산화탄소는 물과 반응해 탄산(carbonic acid)을 형성한다. 이 약한 산은 중탄산염 이온(HCO₃⁻)과 탄산염 이온(CO₃²⁻)으로 분해되어 해양의 자연 pH를 8 이상으로 유지하는 완충 체계를 이룬다. 탄소가 이 이온들에 포획되면 수만 년 동안 그 상태로 머물렀다가 다시 이산화탄소로 방출된다. 탄산이 분해되면서 수소 이온이 방출되어 물이 더 산성화된다.
하지만 자연에 존재하는 알칼리성 광물이 녹아 음이온을 방출하면, 일부 산성이 중화된다. 이 과정은 탄산 시스템을 중탄산염 쪽으로 밀어주며, 대기 중 이산화탄소가 더 많이 바다에 흡수될 수 있는 공간을 만들어준다.
바다를 탄소의 저장고로 이용하는 방법 중 현재 주목받는 방법 중 하나가 "해양 알칼리도 강화(OAE)"다. 쉽게 말해, 바다에 알칼리 성분(석회석, 올리빈 같은 광물이나 수산화나트륨 같은 액체)을 뿌려서 바닷물의 pH를 높이고, CO₂를 더 빨아들이게 하겠다는 것. 이론적으로는 바다 속 탄산 시스템이 강화되면서, 수천년 동안 탄소를 가둬둘 수 있다.
문제는 효과 측정이 빡세다는 것. 물이 이동하면서 어디서 CO₂를 얼마나 빨아들였는지 직접 잴 수 없다. 그래서 모델링(시뮬레이션)으로 예측하는 방법을 쓰고 있다.
실험은 세 가지 방식으로 진행 중이다:
1. 미니어처 바다 실험 (메조코즘, 마이크로코즘)
카이 슐츠와 독일 Geomar 연구팀은 바닷물 통에 플랑크톤 담아놓고 알칼리 투입 실험 중. 다행히 플랑크톤이 전멸하는 일은 없었지만, 봄철 개화(플랑크톤 폭발) 타이밍이 살짝 밀렸다.
Geomar 연구팀의 해양 실험장. 이 장비는 거대한 시험관처럼 주변과 격리되지만 환경의 모사가 가능하다
2. 고체 알칼리를 뿌린다
호주 타스마니아 해변에선 다이버들이 석회가루 뿌려놓고, 바닥 생물(벌레 같은 거)이 멀쩡한지 관찰 중. 현재까진 큰 문제 없음.
3. 액체 알칼리 투하 실험 (LOC-NESS 프로젝트)
미국 마사추세츠 해역에선 연구팀이 대형 연구선 타고 수산화나트륨을 대규모로 뿌릴 준비 중. 실험 전부터 환경단체가 "고래랑 거북 죽을지도 모른다"며 반대 중이지만, 연구팀은 "양 적어서 문제 없다"고 설명 중.
그럼 이게 기후위기 해결책이 될까?
솔직히, 아직 갈 길 멀다.
현재 기술 수준으로는 매년 40억 톤 넘게 나오는 CO₂ 중 극히 일부분만 제거 가능. 비유하면, 1년 열심히 해서 "13분" 과거로 돌아가는 수준.
하지만, 온실가스 배출을 줄이는 것과 병행해야 한다는 건 분명하다.
마지막으로, 이 분야 연구를 지원하는 민간 재단도 꽤 생겼다. 'Carbon to Sea Initiative' 같은 곳은 이미 3000만 달러 이상을 연구비로 쏟아붓고 있다.
요약하면:
"바다에 알칼리 뿌리는 거, 아직은 실험 중. 대박 날지, 망할지는 두고 봐야 한다."
그래서 지금 환경영향 테스트중임. 문제 없으면 스케일업