모하비 사막 토양, 밤에는 탄소 흡착·낮에는 방출…연구진이 확인한 기온의 역할

미국 캘리포니아대 버클리 연구진이 모하비 사막의 토양이 밤에 대기 중 이산화탄소를 받아들이고 낮에는 다시 내보내는 현상을 실험으로 설명했다. 23일 온라인 공개된 국제학술지 《사이언스 어드밴시스》 논문은 식물과 미생물의 호흡뿐 아니라 토양 입자 표면의 물리적 흡착도 사막의 하루 탄소 교환에 영향을 준다고 밝혔다.

연구진은 모하비 사막의 현장 관측과 채취한 흙의 실험실 측정값을 결합했다. 이산화탄소 농도와 온도를 바꿔가며 흙 표면에 붙는 양을 측정한 결과, 기온이 낮을 때 흡착량이 늘었다. 낮에 온도가 오르면 붙었던 기체가 떨어져 대기로 돌아간다. 흡착은 탄소가 토양에 영구 저장됐다는 뜻이 아니다.

현장 관측과 실험을 잇다

버클리대 발표에 따르면 연구팀은 2017년부터 모하비에서 토양 센서 자료를 모았다. 밤에 지표 아래 5㎝ 지점의 이산화탄소 농도가 지표보다 낮아지는 관측이 출발점이었다. 채취한 시료를 온도별로 분석한 실험 결과는 이 야간 유입을 설명할 수 있었다.

논문 초록은 온도 변화가 두드러지는 토양층에서 연간 제곱미터당 탄소 16.7~19.3g의 흡착을 추정했다. 이를 전 세계 건조지로 확대하면 탄소 기준 최대 22억~25억t이 매년 대기와 토양 사이를 오갈 수 있다는 계산이다. 이는 연간 순흡수량이 아니다. 모하비 시료를 토대로 한 전 지구 추정치이므로 다른 사막의 실제 교환량을 직접 측정한 결과와 구분해야 한다.

다른 사막에 그대로 적용할 수는 없어

야간 이산화탄소 유입 자체는 새로운 관측이 아니다. 2023년 이스라엘 네게브 사막의 독립 연구에서도 밤 유입과 낮 방출이 관찰됐다. 다만 그 연구는 측정 장치의 테두리가 토양 온도를 바꾸면 유입량이 과소평가될 수 있다고 지적했다. 지역별 토양과 관측 방법에 따라 기작과 규모를 따로 검증해야 한다는 뜻이다.

이번 연구는 모하비 시료와 현장 자료를 바탕으로 흡착의 기여를 제시했다. 사막마다 광물 구성과 수분 조건이 다르므로 전 세계 환산치는 추정 단계에 머문다. 밤에 들어간 이산화탄소가 낮에 나오는 왕복 흐름을 곧바로 기후변화 대응용 탄소 제거로 해석해서도 안 된다.

원문: Science Advances 논문 메타데이터·초록 · UC 버클리 연구 발표 · Biogeosciences 독립 연구

대표 이미지: AI 생성 이미지 / 데이마크