올여름 40℃를 넘는 기록적인 무더위가 영국 스페인 프랑스 등 유럽을 휩쓸고 있다. 예년 같으면 서늘한 여름날씨였을 영국 일부지역은 공식 관측 이래 최고치를 경신하는 고온에 노출됐다. 2003년 7만명이 넘게 사망했던 폭염이 재현될 수 있다는 예측마저 나온다.

특히 영국은 건물이 고온환경에 적합하도록 설계되어 있지 않다. 영국 가정에 냉방시설이 설치된 비중이 5% 미만이라고 한다. 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)에서 발간한 보고서에 따르면 가까운 미래에 유럽에서 폭염빈도가 증가할 것으로 예측하고 있다.

바다는 어떠한가? 바다도 폭염을 피할 수 없다. 작년 7월 동해 수온이 평년값보다 3℃이상 높아졌다. 극히 이례적인 현상이다. 장기간 비정상적으로 해수온도가 높아지는 현상을 '해양열파' 또는 '해양폭염'이라고 한다. 해양 폭염은 바다와 연안 생태계에 커다란 변화를 일으킨다. 최근 연구결과에 따르면 해양열파는 인간의 영향으로 20배 이상 더 자주 발생했다고 한다. 미래에 지구온난화가 가속화된다면 해양열파 빈도는 훨씬 더 자주 일어나게 될 것이다.

바다의 이산화탄소 흡수력에 지대한 영향

해양열파가 해양환경과 해양생태계에 미치는 영향은 무엇인가? 해양열파가 특정해역에 나타나면 표층의 온도가 급격히 증가하고 심지어 한달 이상 고수온이 지속된다. 해양생태계의 근간인 식물플랑크톤은 해양열파에 의한 수온상승 쇼크를 견디지 못해 집단폐사하게 된다. 해양열파의 직접적인 영향이다.

또 해양열파는 표층수온를 상승시켜 표층과 심층의 밀도 차이를 극대화시킨다. 밀도 차이 증가는 표층과 심층 사이에 혼합이 줄어 심층의 풍부한 영향염이 표층으로 올라오는 것을 차단하게 된다. 표층에 영양염이 공급되지 않으면 식물플랑크톤이 자랄 수 없어 결국 그 해역은 죽은 바다가 된다.

해양열파의 빈번한 발생은 해양의 이산화탄소 흡수력에도 지대한 영향을 끼친다. 해양은 거대한 이산화탄소 저장고다. 지구온난화를 일으키는 대기 이산화탄소를 모두 다 흡수할 수 있으며 흡수 후 해양의 이산화탄소 증가는 미미하다. 하지만 해양열파에 의해 표층수가 따뜻해져 밀도가 낮아지면 대기로부터 해양표층으로 유입된 이산화탄소가 심해로 침강할 수 없게 된다.

표층물이 심해로 활발하게 침강하는 지역은 해양표층에 축적된 대기 이산화탄소를 심해로 이동·격리시킨다. 해양의 이산화탄소 제거와 관련된 이와 같은 핵심 프로세스가 활발한 지역이 바로 동해다. 하지만 동해에서 수직순환이 약화되고 있다는 증거가 쌓이고 있다. 전지구적 온난화 가속화와 해양열파의 빈번한 출현도 동해 수직순환 약화의 원인이다.

해양열파가 연안 생태계에도 심각한 영향을 끼친다. 연안에 해양열파가 발생하면 어류와 패류 양식이 초토화된다. 해양열파의 출현을 예측하기가 어렵고, 영향이 광범위하고, 또 일주일 이상 지속되기 때문에 어민들이 대비하기가 쉽지 않다. 심각한 어민 손실로 이어지게 된다.

우리나라 남해 연안은 여름철 빈산소층과 무산소층이 광범위하게 발생하는데 두가지 원인에 기인한다. 첫째, 강으로부터 과다하게 유입된 영양염이다. 영양염은 연안 해역을 풍요롭게 하지만 과다 유입되면 플랑크톤의 대 번성을 일으키고 많은 유기물이 연안 바닥에 쌓이게 된다. 퇴적된 유기물은 지속적으로 박테리아에 의해 분해되면서 연안 바닥수의 산소를 고갈시킨다.

둘째, 연안 바닥수의 산소는 대기로부터 공급되어야 하는데 해양열파가 일어나면 연안 표층의 온도가 급격히 높아져 표층의 산소가 바닥으로 거의 공급되지 않는다. 즉 빈산소층과 무산소층이 더욱 더 확장될 가능성이 높다.

우리나라 남해 연안은 여름 태풍이 지나가면서 연안 수층을 강제로 섞어 산소가 고갈된 연안바닥수가 표층으로 상승해 연안 양식업에 피해를 주기도 한다. 해양열파는 다양한 방식으로 우리나라 연안환경과 연안생태계의 건강성을 악화시킨다.

연안생태계 건강성 유지·개선 고민할 때

산업혁명 이전에는 바다폭염이 흔하지 않았지만 지난 200년 동안 지구온난화가 진행되면서 발생빈도가 높아졌다.

향후 인간 활동에 기인한 온난화가 가속화된다면 바다폭염 또한 더 큰 강도로 더 자주 발생할 것이다. 바다폭염으로 위협받는 연안생태계의 건강성을 유지 및 개선시키는 방안에 대해 진지하게 고민할 때가 되었다.