북극해의 메탄이 다시 지구 온난화의 방아쇠가 될까? "스위치"는 어디에 있는가 - 북극해, 미생물, 온난화의 위험한 연쇄

도입: 보이지 않는 레버가 기후를 변화시키다

지구 온난화를 가속화하는 기체로 이산화탄소(CO₂)가 주역이라면, 또 다른 강력한 조연인 메탄(CH₄)의 행동에 따라 기후 시스템이 갑자기 다른 기어로 전환될 수 있다. 2025년 10월 18일에 보도된 새로운 연구는 **북극해에 "메탄 스위치"**라고 부를 수 있는 메커니즘이 존재하며, 약 5600만 년 전의 급격한 온난화(PETM: 팔레오세-에오세 열 최대기)에 북극해가 CO₂의 "발생원"으로 전환되었을 가능성을 제시했다. 논문의 중심 주장은 다음과 같다: 해저의 혐기적 메탄 산화(AOM)에서 수주 내의 호기적 메탄 산화(AeOM)로 주역이 바뀌면, 메탄은 CO₂로 빠르게 변하고, 산소를 소비하며, 해양 산성화를 촉진하여 온난화를 지속시킨다. 이 "스위치"는 현재 북극이 온난화와 담수화로 산소를 줄이는 만큼 다시 쉽게 활성화될 수 있다.Nature

무엇이 "스위치"를 전환시키는가

1) 스위치의 정체: AOM → AeOM

• **AOM(혐기적 메탄 산화)**는 해저 퇴적물에서 황산 환원균 등이 담당하며, **메탄을 가두는 "생물 필터"로 작용한다. 부산물로 탄산수소이온(알칼리성)**을 생성하여 해양의 pH 안정화에 기여한다.

• AeOM(호기적 메탄 산화)는 수주에서 산소를 사용하여 메탄을 CO₂로 빠르게 변환한다. 산소를 소모하고, CO₂ 배출과 산성화를 촉진한다.
  PETM에서는 해양의 황산 농도가 낮았을 가능성이 높아, AOM의 처리 능력이 **"메탄의 대량 섭취"를 따라잡지 못했기 때문에 메탄이 수주로 넘쳐 AeOM이 주역으로 전환되었다는 것이 메탄 스위치**다.Live Science

2) 어떻게 밝혀냈는가?

연구팀은 북극해 중앙부의 시추 코어(약 15m)에서 유기 분자(바이오마커)를 추출하고, 탄소 동위원소 비율로 당시 미생물의 식성을 복원했다. 특히 호파노이드 "hop-17(21)-ene"의 동위원소 지문이 호기적 메탄 산화의 활성화를 나타냈다고 한다. 이는 PETM기의 수주에서 AeOM이 우세했던 증거선 중 하나이다.Natureenglish.cas.cn

5600만 년 전부터 현대까지: 재발 위험은?

주저자인 김범수 씨는, "현대의 북극에서도 일어날 수 있으며, 일어날 가능성이 높다"며 신중한 경고를 보낸다. 북극해는 온난화와 담수 유입으로 산소가 줄어들기 쉬워, AeOM이 우세해질 조건이 갖춰진다는 메커니즘의 견해다. 한편, 당시와 현재의 해양 화학 및 해분 형태의 차이를 이유로 직선적인 유추에 의문을 제기하는 연구자도 있으며, 복잡한 탄소 순환 피드백은 2100년 이후의 전망에서 과소평가되기 쉽다는 점만은 일치한다.Live Science

또한, 북극의 탄소 수지가 최근 싱크에서 소스로 기울고 있다는 보고도 있다. 예를 들어 2024년의 **NOAA "Arctic Report Card"**는, 북극 툰드라가 CO₂를 초과 배출하기 시작한 조짐을 보였다(광역 화재 및 영구 동토 해빙 등의 복합 요인). **온난화의 "북극 증폭"**과 함께, 메탄 스위치가 활성화되기 쉬운 배경이 확실히 쌓이고 있다.가디언

SNS의 반응: 과학 클러스터의 열점과 "메탄 폭탄" 회의론

• 학술계 및 사이언스 커뮤니케이션 커뮤니티(X)
  Nature Geoscience 공식 계정이 논문을 소개하며, **"AeOM이 PETM 후반의 CO₂ 공급을 지속시켰을 가능성"이라는 포인트가 널리 공유되었다. 과학 작가들도, "탄소 순환 피드백의 경시는 위험하다"**는 요지를 강조하는 게시물로 확산되었다.X (formerly Twitter)

• 일반 대중을 위한 과학 미디어 발행(Live Science)
  **"북극해는 한때 온실가스의 큰 발생원이었다"라는 제목이 X 및 뉴스 애그리게이터에서 회람되며, "지금 다시 같은 스위치가 켜질 것인가"**라는 논의가 파생되었다.Live Science

• Reddit(r/climate/r/climatechange 등)
  메탄 주제는 비관론(둠머)과 회의 및 검증파가 충돌하기 쉽다. **"과거의 대규모 방출을 현대에 너무 적용하는 것 아니냐"는 냉정한 목소리, "관측 기록의 짧음으로 인해 불확실성이 크다"는 지적, "그래도 메탄 관리는 시급하다"**는 현실주의적 요약 등으로 반응이 수렴되고 있다.Reddit

• 과장 보도에 대한 브레이크(팩트 체크)
  **"메탄 폭탄이 지금 당장 폭발"형의 제목은 과거에도 비판의 대상이었으며, 제한된 관측에서의 과대 결론은 피해야 한다고 전문가들은 반복해서 지적한다. 이번에도 "불확실성을 올바르게 전달해야 한다"**는 입장이 재확인되었다.Climate Feedback
  
  

연구의 "새로움": 방법과 의의의 요점

1. 고대 해양 "범죄 현장"의 지문 채취
   바이오마커(hop-17(21)-ene)와 탄소 동위원소의 조합으로, 누가(어떤 미생물 군이) 무엇을 먹었는가를 소급. AeOM 우세기를 지층의 화학적 흔적에서 특정.Nature

2. 지구화학 모델에서의 일치
   저황산·담수화·산소 감소라는 경계 조건이, AOM→AeOM의 전환을 합리화. CO₂ 발생원화와 산성화의 장기화를 시사.Nature

3. 현대 북극에의 적용 가능성
   산소 감소와 담수화의 진행은 관측에서도 진행 중이다. **"과거로부터의 경고"**로서, 기후 모델의 탄소 순환 피드백 표현을 재검토하는 자료가 된다.가디언
   
   

현대에의 함의: 정책과 비즈니스에 유용한 체크리스트

• 해양 산소(O₂) 모니터링 강화: 북극의 표층~중층 O₂를 상세히 추적. AeOM으로의 전환 징후를 조기 감지.

• 황산염 공급 및 성층의 재검토: 대하천 유입이나 해빙 해빙에 의한 담수 렌즈화가 황산 농도·성층·환기에 미치는 효과를 정밀 평가.

• 메탄 관측의 "크로스 방법": 위성·항공기·해저 플럭스계·수주 CH₄/CO₂ 연속 관측의 멀티 방법 통합.

• 모델의 갱신: 2100년 이후도 시야에, 탄소 순환 피드백의 정식화(AOM/AeOM의 동적 스위치)를 포함