초록 ▼

북극해, 특히 캐나다분지는 기후변화의 영향으로 해빙의 감소가 가장 두드러지게 나타나고 있으며 이에 따라 탄소순환 양상이 급격히 바뀔 것으로 예상되고 있다. 하지만 장기적인 변동을 파악할 수 있는 자료와 연구는 세계적으로 부재한 실정이다. 본 연구에서는 북극해 캐나다분지 중심부에서 침강입자 트랩을 이용하여 침강입자를 채집하고, 침강입자유기탄소의 생지화학적 성질과 방사성탄소동위원소 함량을 분석하여 유기탄소의 순환양상 및 근원지(최근에 생산된 유기물과 대륙주변부에 퇴적되어 있다가 재부유된 유기물)를 이해하고, 2004년부터 2013년까지

북극해, 특히 캐나다분지는 기후변화의 영향으로 해빙의 감소가 가장 두드러지게 나타나고 있으며 이에 따라 탄소순환 양상이 급격히 바뀔 것으로 예상되고 있다. 하지만 장기적인 변동을 파악할 수 있는 자료와 연구는 세계적으로 부재한 실정이다. 본 연구에서는 북극해 캐나다분지 중심부에서 침강입자 트랩을 이용하여 침강입자를 채집하고, 침강입자유기탄소의 생지화학적 성질과 방사성탄소동위원소 함량을 분석하여 유기탄소의 순환양상 및 근원지(최근에 생산된 유기물과 대륙주변부에 퇴적되어 있다가 재부유된 유기물)를 이해하고, 2004년부터 2013년까지 10년간 침강입자유기탄소 순환의 장기변동을 파악하여 기후 변화에 대한 북극해의 반응을 이해하고 미래 기후를 예측하는데 중요한 자료를 제공하고자 하였다.
이 연구에서는 2004-2005, 2007-2009, 2010-2011 의 총 4년에 걸쳐 캐나다 분지 중심부에서 침강 입자를 채취하고 침강유기탄소 플럭스와 방사성탄소, 금속원소 등을 분석하였다. 시료 획득은 총 4개 정점에서 이루어졌는데 두 정점은 계절적으로 해빙의 진퇴가 나타나는 해역에, 나머지 두 정점은 연중 해빙으로 덮여있는 해역으로 선정하였다. 특히 한 정점에서는 3개의 수심에 침강입자트랩을 설치하여 수심에 따른 침강입자 플럭스의 변화를 보고자 하였다.
2004-2005년 시료 분석 결과와 유사하게 시공간적으로 확대된 시료의 분석에서도 침강입자유기물의 방사성탄소 값이 낮게 나타나 캐나다분지로 공급되는 입자유기물의 대부분은 표층에서 광합성에 의하여 생산된 유기물이 아닌 대륙주변부로부터 수평적 이동에 의하여 공급되는 유기물로 나타났다. 정점 A (북위 75도, 서경 150도)에서 침강입자유기탄소의 플럭스가 가장 변화가 심하였으며 다른 정점들에서는 플럭스도 낮고 변화폭도 낮게 나타났다. 특히 정점 A에서 2008년 여름에 갑작스런 침강입자유기탄소의 플럭스 증가가 있었는데 방사성탄소 결과는 이 플럭스의 증가가 표층의 일차생산 증가에 의한 것이 아니라 수평적으로 공급되는 유기탄소의 공급이 어떤 기작에 의하여 갑자기 증가하였기 때문임을 보여주었다.
침강입자 유기물의 특성의 공간적인 변화를 보기 위하여 정점 A, B, D에서 침강입자플럭스와 방사성탄소동위원소 값을 분석한 결과, 특히 정점 A에서 입자플럭스의 변화가 컸으며 정점 B와 D에서는 2008-2009 기간 동안 일정하게 낮은 값을 나타내었고 시간적인 변화가 크지 않았다. 방사성탄소동위원소 값은 정점 B와 D에서도 낮았으나 정점 A에서 가장 낮았고, 시간적 변화 또한 가장 컸다.
깊이에 따른 침강입자 유기물 특성의 변화를 보기 위하여 정점 A에서 3개 깊이에서 침강입자 플럭스와 방사성 탄소동위원소 값을 분석하였다. 침강입자 플럭스는 깊이가 깊어짐에 따라 증가하였으며, 방사성탄소 동위원소 값은 깊이가 깊어짐에 따라 감소하는 경향을 나타냈다. 이 결과는 분지 중심부로의 침강입자의 공급이 어떤 형태로 이루어지는지에 대한 단서를 제공하였다.
본 연구의 결과는 캐나다분지 중심부에서의 침강입자유기탄소의 플럭스 및 생지화학적 성질에 대한 유일한 자료이며 가장 긴 시계열 자료이기도 하다. 본 연구의 결과는 향후 급격하게 변화를 겪을 것으로 예상되는 북극해의 물리적 환경변화에 따른 생지화학적, 생물학적 변화를 감지하고 경향을 파악하는 데 결정적인 근거자료로 이용될 것이다.