얼음 코어는 북극 대기에 대한 오염의 영향을 보여줍니다.

알래스카와 그린란드의 얼음 코어에 대한 다트머스 주도의 연구에 따르면 화석 연료 연소로 인한 대기 오염이 먼 북극에 도달하여 기본적인 대기 화학을 바꿀 만큼 큰 양이 도달합니다. 이 발견은 화석 연료 배출의 긴 영향을 보여주고 청정 공기 규칙의 중요성을 뒷받침하는데, 연구팀은 이를 통해 효과를 역전시킬 수 있다고 밝혔습니다.

Nature Geoscience 의 보고서에 따르면, 북극에 대한 오염의 영향은 산업 시대에 화석 연료 사용이 널리 퍼지면서 시작되었습니다. 연구원들은 예상치 못한 곳에서 이 발자국을 발견했습니다. 그들은 대기 오염이 증가하기 시작했을 때 얼음 코어에 포집된 메탄설폰산 또는 MSA로 알려진 해양 식물성 플랑크톤 활동의 공중 부산물의 감소를 측정했습니다.

식물성 플랑크톤은 해양 먹이 사슬과 탄소 순환의 핵심 종으로, 기후 변화에 대한 해양의 반응의 풍향계로 여겨집니다. MSA는 과학자들이 식물성 플랑크톤 생산성 감소와 그에 따른 해양 생태계의 위기를 나타내는 지표로 사용해 왔습니다.

하지만 Dartmouth가 이끄는 팀은 식물 플랑크톤 수가 안정적이더라도 화석 연료를 태워서 발생하는 배출량이 많은 환경에서는 MSA가 급락한다고 보고했습니다. 그들의 모델은 이러한 배출량이 식물 플랑크톤이 생성하는 초기 분자인 디메틸 설파이드를 MSA 대신 황산염으로 바꾸어 MSA 수치가 기만적으로 떨어지는 것을 보여주었습니다.

연구자들은 산업화의 시작과 동시에 MSA가 급격히 떨어졌다는 것을 발견했습니다. 유럽과 북미가 1800년대 중반에 대량의 화석 연료를 태우기 시작했을 때, MSA는 그린란드 빙핵에서 급락하기 시작했습니다. 그런 다음 거의 1세기 후에, 같은 바이오마커가 동아시아가 대규모 산업화를 겪었을 무렵 알래스카의 빙핵에서 급락했습니다.

"우리 연구는 대기 오염이 수천 마일 떨어진 대기 화학을 크게 바꿀 수 있는 방법을 극명하게 보여주는 예입니다. 아시아나 유럽에서 배출된 오염은 그곳에 국한되지 않았습니다." 연구의 첫 번째 저자이자 Dartmouth 지구 과학 조교수인 수석 저자 Erich Osterberg의 연구실에 있는 대학원생인 Jacob Chalif가 말했습니다.

"이 모든 오염 물질을 세상에 방출함으로써 우리는 대기 과정을 근본적으로 바꾸고 있습니다." 샬리프가 말했습니다. "북극의 이 외딴 지역에 부인할 수 없는 인간의 흔적이 남아 있다는 사실은 우리가 만지지 않은 지구상 구석이 말 그대로 없다는 것을 보여줍니다."

새로운 연구는 MSA의 중요성을 둘러싼 수년간의 해양 미스터리를 해결했다고 연구자들이 분석에 사용한 데날리 국립공원 및 보호구역에서 700피트 길이의 얼음 코어 추출을 주도한 오스터버그는 말했습니다. 오스터버그는 2013년에 뉴잉글랜드 대학의 공동 연구 저자이자 교수인 카메론 웨이크와 메인 대학의 칼 크로이츠와 다트머스 동문인 도미닉 윈스키 '09(2018년에 다트머스에서 박사 학위를 받음)와 함께 코어를 수집했습니다.

데날리 코어에는 얼음에 갇힌 가스 거품, 입자, 화합물의 형태로 수천 년 분의 기후 데이터가 들어 있으며, 여기에는 얼음 코어 분석에서 일반적인 대상인 MSA도 포함됩니다. 수세기 동안 데날리 코어의 MSA는 "20세기 중반에 테이블에서 떨어질 때까지" 사소한 변동을 겪었다고 Osterberg는 말합니다.

Osterberg의 ICE 연구실의 연구원들은 처음에 연구 공동 저자이자 Dartmouth 동문인 David Polashenski '17이 이끌었고, MSA 수치의 급격한 하락이 북태평양에 대해 무엇을 나타내는지 조사하기 시작했습니다. Osterberg와 연구 공동 저자인 Dartmouth의 박사후 연구원이었던 Colby College의 교수인 Bess Koffman은 나중에 Denali MSA가 감소한 이유를 설명하기 위해 수많은 이론을 시험했습니다. Greenland 연구와 마찬가지로 그들은 먼저 MSA 하락이 해양 생산성의 폭락에 대한 증거인지 고려했지만 "아무것도 맞지 않았습니다."라고 Osterberg는 말합니다. "미스터리였습니다."

샬리프는 연구 공동 저자이자 다트머스 동문인 우르술라 종게블로드 18년 졸업생이자 현재 워싱턴 대학교 대학원생인 그가 그린란드의 얼음 코어에 대한 2019년 연구를 재평가하고 있을 무렵에 이 프로젝트를 시작했습니다. 이 연구에서는 그곳의 MSA가 1800년대부터 꾸준히 감소했다고 보고했습니다. 이 연구는 해류가 느려져 아북극 대서양의 식물성 플랑크톤 개체 수가 급격히 감소한 데 따른 감소를 연관시켰습니다.

하지만 Jongebloed의 연구는 작년에 발표된 연구로 이어졌는데, 이 연구에서는 그린란드 빙핵에서 발견된 MSA 감소가 해양 생태계 붕괴의 결과가 아니라고 보고했습니다. 대신, MSA 생성을 처음부터 방해하는 오염으로 인해 발생할 수 있습니다.

샬리프와 융게블로드는 2022년 스위스에서 열린 한 컨퍼런스에서 만나 그린란드와 데날리 MSA 기록에 대해 논의했습니다. 샬리프는 "우리는 이전의 모든 가정을 다시 생각해 보았습니다."라고 말합니다. "데날리의 MSA 감소가 해양 생산성 때문이 아니라는 것을 알고 있었기 때문에 대기 화학에 어떤 종류의 변화가 관련되어야 한다는 것을 알았습니다."

그들은 화석 연료를 태울 때 일반적으로 배출되는 질산염 오염의 가능한 영향에 대해 논의했습니다. 찰리프는 그날 저녁 MSA에 대한 질산염의 영향을 파헤치기 시작했습니다.

"데날리에서 MSA가 감소하는 해와 거의 비슷하고, 질산염이 급등합니다. 그린란드에서도 매우 비슷한 일이 일어났습니다." 찰리프가 말했습니다. "데날리에서 MSA는 500년 동안 비교적 평평했고, 주목할 만한 추세는 없었습니다. 그러다 1962년에 급락했습니다. 질산염은 비슷했지만, 그 반대 방향이었습니다. 수세기 동안 기본적으로 평평하다가 급등했습니다. 그걸 보고 저는 유레카 순간을 맞았습니다."

연구 결과에 따르면 화석 연료 연소로 인한 대기 오염이 대서양과 태평양에 걸쳐 확산되어 북극에서 MSA 생성을 억제합니다. 광범위한 해양 생태계 붕괴를 배제하는 것 외에도 연구자들은 MSA 수준을 사용하여 대기 오염을 측정하는 새로운 문을 열었으며, 특히 명확한 배출원이 없는 지역에서 그렇다고 보고했습니다.

"해양 생태계 붕괴는 이 MSA 감소를 설명하는 데 적합하지 않았고, 이 젊은 과학자들은 실제로 무슨 일이 일어나고 있는지 알아냈습니다."라고 Osterberg는 말합니다.

"저에게는 오염이 대기에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 새로운 방식입니다."라고 그는 말합니다. "좋은 소식은 우리가 생각했던 것처럼 해양 생태계가 붕괴되지 않는다는 것입니다. 나쁜 소식은 대기 오염이 이를 일으키고 있다는 것입니다."

하지만 그린란드 핵심의 데이터는 유럽과 미국의 대기 오염이 더 규제되기 시작하면서 지역 대기가 안정화되기 시작했다는 것을 보여준다고 오스터버그는 말합니다. MSA는 1990년대에 질소 오염 수준이 떨어지면서 회복되었습니다. 그 이유는 MSA에 영향을 미치는 오염 유형인 질소 산화물이 수세기 동안 대기에 남아 있는 이산화탄소와 달리 며칠 안에 사라지기 때문입니다.

"이 데이터는 대기 오염을 줄이는 규제의 힘을 보여줍니다. 수도꼭지를 잠그면 즉시 효과가 나타날 수 있습니다." 오스터버그가 말했습니다. "저는 젊은이들이 환경 위기에 처해 있다고 걱정합니다. 우리가 듣는 건 나쁜 소식뿐이거든요. 좋은 소식이 들리면 인정하는 게 중요하다고 생각합니다. 여기서 우리는 규제가 효과가 있다는 걸 봅니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/09/240925143912.htm