해양은 열과 이산화탄소를 대량 흡수해 기후변화를 완충하는 핵심 역할을 하나, 실제로 어디에서 얼마나 CO2를 흡수·저장하는지에 대한 관측은 매우 제한적
- 해양은 생태계 유지뿐 아니라 대기 중 열과 이산화탄소를 흡수하며 지구 기후를 조절하는 핵심 역할을 수행. EU 자료에 따르면 해양은 매년 인간 활동으로 배출된 CO2의 약 3분의 1을 흡수
- 그러나 해양이 CO2를 어디에서, 얼마나 흡수·저장하는지에 대한 직접 관측은 전 세계 해양의 약 3%에 불과
- 기존 상선 기반 측정과 고정 계류 관측 방식은 넓은 해역과 심해를 포괄적으로 관측하는 데 한계가 있음
EU 지원 GEORGE 프로젝트는 해저부터 수면까지 전 수층에서 총알칼리도를 자율적으로 정밀 측정할 수 있는 세계 최초의 센서 개발
* 해양의 CO2 흡수·저장 능력과 해양 산성화를 이해하는 핵심 화학 지표
- 핀란드 해양과학자 Rintala는 통합탄소관측시스템(ICOS)를 기반으로 국제 연구팀을 이끌며 차세대 해양 센서 개발을 주도, EMSO, Euro-Argo 등 유럽 주요 해양 연구 인프라가 참여
- 프로젝트는 선박 항로 밖과 심해 등 접근이 어려운 지역까지 장기간 연속 관측이 가능한 센서를 개발해 해양 탄소 관측 역량을 확대하는 것을 목표로 함
- 연구를 통해 해저부터 해수면까지 총 알칼리도*를 자율적으로 측정할 수 있는 세계 최초의 센서를 개발
- 기존에는 선박 채수 후 육상 실험실 분석에 의존했으나, 연구진은 센서 내부에서 화학 반응을 수행하는 랩온어칩(lab-on-a-chip) 방식을 통해 심해에서 직접 측정 가능하도록 설계
- 센서 내부에서는 소량의 해수 시료를 농도가 알려진 산(acid)과 산도에 따라 색이 변하는 염료와 혼합하며, 이후 광학 센서가 색 변화 정도를 판독해 주변 해수의 총 알칼리도를 계산하는 방식으로 작동
- 센서는 최대 수심 6km의 고압 환경 시험을 거쳐, 북대서양 약 5,000m 수심의 해저 관측소에 실제 설치됨
연구는 해양 탄소순환의 연속적·고해상 관측 가능성을 확대했으며, 후속 연구를 통해 다양한 플랫폼에 센서를 탑재해 남극해 등 미관측 해역까지 확장하고자 함
- 본 센서는 장기간 자율 운용이 가능해, 기존의 산발적 관측을 넘어 해양 탄소 저장과 이동 과정을 연속적으로 파악할 수 있음
- 연구진은 후속 연구(TRICUSO)를 통해 자율 수중 글라이더, 태양·풍력 기반 수상 플랫폼, 부유식 관측 장비 등에 센서를 탑재해 관측 범위를 원격 해역까지 확대할 계획
- 센서의 소형화와 높은 정확도는 장기·대규모 배치를 가능하게 하며, 해양 변화가 빠르게 진행되는 지역과 임계점에 근접한 해역을 식별하는 데 기여할 것으로 기대
- 연구진은 이러한 관측 확대가 해양의 탄소 흡수 능력 변화와 기후변화 대응 이해를 심화하는 데 필수적이라고 강조
GEORGE 프로젝트
- 기간 : 2023.01∼2027.06
- 예산 : 약 7 705 725 유로 (EU 7 705 725 유로 지원)
- 총괄 : INTEGRATED CARBON OBSERVATION SYSTEM EUROPEAN RESEARCH INFRASTRUCTURECONSORTIUM (핀란드)
