최근 산불이 북극권에서도 빈발하는 가운데, 이들 산불로 배출되는 탄소가 예상보다 훨씬 클 것으로 분석됐다. 기존 기후모델이 이 영향을 간과하고 있다는 우려다.
최근 미국 UC버클리대학 연구팀은 알래스카, 캐나다, 스칸디나비아, 러시아 등 북극권 한대림에서 발생하는 산불이 기존 기후모델이 추정한 것보다 훨씬 많은 탄소를 배출하고 있을 가능성을 제기했다.
한대림 지역에는 수백에서 수천 년간 식물 잔해가 쌓여 만들어진 이탄 토양이 넓게 분포해 있다. 산불로 나무뿐만 아니라 지표 아래의 토양까지 불타면서 고대 탄소가 대량으로 대기 중에 방출될 수 있다는 것이다.
문제는 현재 널리 사용되는 산불 탄소배출 모델 상당수가 이러한 지하 토양의 상태를 충분히 반영하지 못한다는 점이다. 대부분의 모델은 위성 관측에 의존해 화염이나 연기를 중심으로 배출량을 추정한다. 또 이들 모델은 주로 저위도 지역 산불 데이터를 기반으로 개발됐다.
연구팀은 2018년 스웨덴에서 발생한 산불 324건을 분석했다. 국가 산림 기록과 현장 조사 데이터를 결합해 각 산불에서 배출된 탄소량을 재구성하고, 이를 토대로 산불 탄소 배출 지도를 제작했다.
분석에 따르면 산불로 방출되는 탄소량은 지역 기후, 식생, 토양 특성 등에 크게 영향을 받는다. 특히 토양 유기물층이 두꺼운 지역에서는 지하 연소로 인해 탄소 배출이 크게 증가했다. 이 데이터를 기존에 널리 사용되는 6개의 글로벌 산불 탄소 배출 모델과 비교한 결과, 토양층까지 연소된 지역 배출량이 크게 과소평가된 것으로 나타났다.
가령 스웨덴 예블레보리(Gävleborg) 지역 숲에서 발생한 산불은 위성에서도 명확히 관측됐고 모델 역시 높은 탄소 배출량을 예측했다. 하지만 인접한 달라르나(Dalarna) 지역에서는 강도가 낮은 산불이 두꺼운 유기 토양층을 천천히 태웠는데, 이 지역의 실제 탄소 배출량은 모델 예측보다 최대 14배 많았던 것으로 나타났다.
연구진은 현장 조사를 통해 토양 탄소 배출을 직접 측정했다. 2018년 산불 피해 지역 50곳에서 토양 유기층 두께를 측정하고 토양 샘플을 채취해, 불에 탄 토양과 인근 미연소 토양의 탄소 함량을 비교하는 방식으로 배출량을 계산했다.
연구를 이끈 UC버클리 에너지자원그룹의 요한 에크달 박사는 "기후에 가장 큰 영향을 미치는 산불 중 상당수는 위성에서 잘 보이지 않는다"며 "이탄지와 유기토양은 몇 주~몇 년에 걸쳐 서서히 타면서 막대한 양의 탄소를 방출할 수 있다"고 설명했다.
연구팀은 이번 연구가 한대림에서 최근 증가하고 있는 대형 산불의 기후 영향을 크게 과소평가하고 있을 가능성을 시사한다고 밝혔다. 연구팀은 향후 미국 서부 산림에서도 유사한 연구를 진행할 계획이다. 미국 서부 숲에는 북극권처럼 두꺼운 이탄 토양이 많지는 않지만 기후 조건, 식생 종류, 토양 특성 등이 산불 탄소 배출량에 중요한 영향을 미칠 수 있다는 설명이다.
이번 연구결과는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 게재됐다.
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