해양탈질작용 (marine denitrification)

해양학
한 줄 정의: 산소가 부족한 환경에서 미생물이 질산염을 질소 기체로 환원시켜 대기로 되돌려 보내는 과정입니다.

쉽게 풀면

산소최소대나 퇴적물의 산소가 부족한 층에서는 미생물이 산소 대신 질산염을 호흡에 이용하는데, 이 과정에서 질산염이 최종적으로 질소 기체로 환원되어 대기 중으로 빠져나가게 됩니다. 이 과정을 탈질작용이라 하며, 해양에 생물이 이용할 수 있는 형태로 존재하던 질소를 다시 대기 중 질소 기체로 되돌려 손실시키는 역할을 합니다. 해양질소고정이 질소를 새로 공급하는 과정이라면, 탈질작용은 그 반대로 질소를 없애는 과정으로, 두 과정이 균형을 이루며 전 지구 해양 질소 총량이 유지됩니다.

왜 중요한가

해양탈질작용은 해양의 질소 손실을 초래하는 핵심 과정으로, 전 지구 질소순환의 균형을 이해하고 해양 1차생산성을 제한하는 요인을 분석하는 데 필수적이며, 저산소 수역이 확대될 경우 이 과정이 강화되어 해양 생산성에 광범위한 영향을 미칠 수 있다는 점에서 기후변화 연구와도 연결됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"산소최소대 퇴적물 코어의 질소동위원소 분석을 통해 탈질작용에 의한 질소 손실량을 추정하였다."

산소가 부족한 바다 밑바닥 퇴적물의 질소 동위원소를 분석해 그곳에서 얼마나 많은 질소가 대기로 사라지고 있는지 추정했다는 의미입니다.

"해양탈질작용이 활발한 산소최소층에서는 해양 생태계에 필요한 질소 영양염이 손실되어 일차생산력에 영향을 줄 수 있다."

이 문장은 바닷속 산소가 매우 적은 층에서 탈질작용이 활발히 일어나면 생물이 자라는 데 필요한 질소 영양분이 줄어들어 바다의 생산성에 영향을 줄 수 있다는 뜻입니다.

조금 더 깊게 보면

탈질작용은 저산소·무산소 환경에서 활발하게 일어나기 때문에, 부영양화로 인한 데드존 확대는 역설적으로 탈질작용을 강화해 해당 해역의 질소 손실을 가속화하고 장기적으로는 생산성 저하로 이어질 수 있는 복잡한 되먹임 관계를 형성합니다. 탈질작용은 저산소, 무산소 환경에서 활발히 일어나기 때문에, 부영양화로 인한 데드존 확대는 역설적으로 탈질작용을 강화해 해당 해역의 질소 손실을 가속화하고 장기적으로 생산성 저하로 이어질 수 있는 복잡한 되먹임을 형성합니다.

주의할 점

해양의 탈질작용은 산소최소대가 확장될수록 함께 활발해지는 경향이 있어, 기후변화로 인한 해양 저산소화가 전 지구 질소 순환에 미치는 영향도 함께 주목해야 합니다.

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