생물학적 펌프
생물학적 펌프 (Biological pump)는 해양에서 일어나는 탄소 순환 과정의 하나로, 대기 중의 이산화탄소가 해양 표층으로 흡수된 후, 생물학적 활동을 통해 심해로 운반되어 장기간 격리되는 현상을 말한다. 이는 해양 생태계의 중요한 기능 중 하나이며, 지구 기후 조절에 상당한 영향을 미친다.
작동 원리:
생물학적 펌프는 크게 다음과 같은 단계로 구성된다.
- 광합성: 해양 표층에 서식하는 식물성 플랑크톤은 햇빛을 이용하여 광합성을 통해 이산화탄소를 흡수하고 유기물을 생성한다.
- 먹이 사슬: 식물성 플랑크톤은 동물성 플랑크톤에 의해 섭취되고, 동물성 플랑크톤은 더 상위 포식자에 의해 섭취되는 먹이 사슬을 통해 유기물이 전달된다.
- 침강: 식물성 플랑크톤의 사체, 동물성 플랑크톤의 배설물, 그리고 이들이 뭉쳐진 해양성 스노우(marine snow) 등의 입자들은 중력에 의해 해저로 침강한다.
- 분해 및 격리: 해저에 도달한 유기물은 미생물에 의해 분해되면서 일부는 다시 이산화탄소로 전환되어 해수 내에 용존하지만, 상당 부분은 해저 퇴적물에 묻혀 장기간 격리된다.
영향:
생물학적 펌프는 대기 중의 이산화탄소 농도를 낮추고, 해양 생태계의 영양분을 순환시키는 데 중요한 역할을 한다. 이러한 과정을 통해 지구 기후를 조절하고, 해양 생물의 생존 환경을 유지하는 데 기여한다. 하지만 해양 산성화, 수온 상승, 해양 오염 등의 환경 변화는 생물학적 펌프의 효율성을 저하시켜 기후 변화를 가속화시킬 수 있다.
연구 동향:
생물학적 펌프의 정확한 메커니즘과 효율성을 파악하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 기후 변화 시나리오에 따른 생물학적 펌프의 변화를 예측하고, 이를 활용한 탄소 격리 기술 개발에 대한 관심도 높아지고 있다.