[글로벌 트렌드] "지구 깊은 곳 이산화탄소, 기후변화에 큰 역할 할 수 있어"
[글로벌 트렌드] "지구 깊은 곳 이산화탄소, 기후변화에 큰 역할 할 수 있어"
  • 김병호 기자 bhkim@dailyenews.co.kr
  • 승인 2023.01.09 13:20
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홍콩과기대 판 딩 교수, 연구서 밝혀내
용액이 그래핀에 의해 제한되는 모습(왼쪽)과 용액이 스티쇼바이트(SiO2)에 의해 제한되는 모습. 흰핵, 회색, 빨간색, 분홍색 동그라미는 각각 수소, 탄소, 산소, 실리콘 원자. (사진=홍콩과학기술대학교)
용액이 그래핀에 의해 제한되는 모습(왼쪽)과 용액이 스티쇼바이트(SiO2)에 의해 제한되는 모습. 흰핵, 회색, 빨간색, 분홍색 동그라미는 각각 수소, 탄소, 산소, 실리콘 원자. (사진=홍콩과학기술대학교)

지구 깊은 곳의 이산화탄소(CO2)는 이전에 생각했던 것보다 더 활동적일 수 있으며 기후변화에 대해서도 이전에 생각했던 것보다 더 큰 역할을 할 수 있다는 연구 결과가 나와 주목을 받고 있다.

최근 홍콩과학기술대(HUUST)의 판 딩(Pan Ding) 교수가 이끄는 이 연구는 물에 용해된 이산화탄소와 지하에서 대기로 탄소가 반환되는 것을 줄이는 잠재적 효과를 분석했다.

지구 탄소의 대부분은 내부에 묻혀 있다. 그 깊은 탄소는 표면 근처의 탄소 형태와 농도에 영향을 미치며 이는 다시 지질학적 시간에 걸쳐 지구 기후에 영향을 미칠 수 있다. 이에 따라 지하 수백 km의 깊은 곳에 얼마나 많은 탄소가 있는지 평가하는 것이 매우 중요하다는 것이 연구진의 생각이다.

판 교수는 "기존 연구는 지구 표면 위 또는 근처에 있는 탄소 종에 초점이 맞춰져 있었다. 그러나 지구 탄소의 90% 이상이 지각, 맨틀, 심지어 핵에 저장돼 있어 잘 알려지지 않았다"고 설명했다.

연구진은 물리학의 첫 번째 원리 시뮬레이션을 사용해 이산화탄소가 지구의 탄소 순환에서 이전에 생각했던 것보다 더 활동적일 수 있음을 발견했다.

이산화탄소와 물을 결합한 나노다공성 광물에 가두는 것이 지하 탄소 저장 효율을 향상할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 그것은 탄소 포집과 저장 노력에서 나노밀폐 상태에서 물과 함께 이산화탄소를 암석으로 바꾸는 것이 대기로 되돌아갈 위험이 낮은 탄소를 지하에 영구적으로 저장하는 안전한 방법을 제공한다고 제안한다.

판 교수는 "이산화탄소를 물에 용해시키는 것은 일상적인 과정이지만 그 중요성은 어디에나 있다. 그것은 지질학적으로 시간과 인간의 에너지 소비에 걸쳐 지구 기후변화에 깊은 영향을 미치는 지구의 탄소 순환에 큰 영향을 미친다"며 "극한 조건에서 이산화탄소 수용액의 비정상적인 물리적·화학적 특성을 이해하는 것은 중요한 단계"라고 설명했다.

이전 연구는 벌크 용액에서 용존 탄소의 특성에 중점을 뒀다. 하지만 지구 깊은 곳이나 지하 탄소 저장고에서 수용액은 종종 지구 물질의 기공, 입자 경계 및 균열에서 나노 크기로 제한되며 공간 제한과 계면 화학은 용액을 근본적으로 다르게 만들 수 있다.

판 교수는 "탄소를 함유한 유체는 수백 km까지 깊은 곳에 있을 수 있어 직접 관찰할 수 없다"며 "실험적으로 지구 깊은 곳에서 발견되는 극한의 압력-온도 조건에서 측정하는 것도 매우 어렵다"고 말했다.

판 교수 연구진은 nanoconfinement에서 물에서 이산화탄소의 반응을 연구하기 위해 시뮬레이션을 실행했다.

한편 이번 연구 결과는 최근 국제 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈에 실렸다.

[데일리e뉴스= 김병호 기자]


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