용존무기탄소 (dissolved inorganic carbon)

해양학
한 줄 정의: 해수 속에 녹아 있는 이산화탄소, 탄산, 중탄산이온, 탄산이온의 총량을 가리키는 탄산염계의 핵심 변수입니다.

쉽게 풀면

용존무기탄소는 바닷물 속에 화학적으로 여러 형태로 존재하는 무기 탄소를 모두 더한 값으로, 해양 탄소 순환을 정량적으로 다룰 때 가장 기본이 되는 측정값입니다. 해양은 대기 중 이산화탄소를 흡수하면서 이 값이 서서히 늘어나고 있으며, 생물학적 펌프에 의해 표층에서 심층으로 유기물이 가라앉아 분해되면 심층수의 용존무기탄소 농도가 표층보다 높게 나타나는 경향이 있습니다. 이 값은 통상 해수 킬로그램당 마이크로몰 단위로 표시됩니다.

왜 중요한가

용존무기탄소는 탄산염계를 구성하는 핵심 변수로, 해양의 이산화탄소 흡수량을 정량화하고 해양산성화의 진행 정도를 추적하는 데 필수적인 관측 변수이며, 전 지구 탄소수지 산정의 기초 자료로 활용됩니다. 용존무기탄소는 탄산(H2CO3), 중탄산이온(HCO3-), 탄산이온(CO3^2-) 세 화학종의 합으로 정의되며, 해수 pH에 따라 이 세 화학종의 상대적 비율이 크게 달라집니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"연구선 관측을 통해 심층수의 용존무기탄소 농도가 표층보다 높게 나타나는 수직 분포를 확인하였다."

배를 타고 나가 여러 수심에서 물을 채취해 분석한 결과 깊은 곳의 탄소 농도가 표층보다 더 높다는 사실을 확인했다는 뜻입니다.

"표층 해수의 용존무기탄소 농도를 측정한 결과 대기 중 이산화탄소 증가와 함께 점진적으로 상승하는 추세가 확인되었다."

해수에 녹아 있는 탄산염계 성분의 총량이 대기 중 이산화탄소 변화와 연동된다는 점을 보여준다.

조금 더 깊게 보면

용존무기탄소 농도는 생물학적 과정(광합성, 호흡)과 물리적 과정(혼합, 용해)이 모두 영향을 미치기 때문에, 이 값만으로는 특정 해역의 탄소 변화가 생물학적 원인인지 물리적 원인인지 구분하기 어려워 다른 화학적 지표(알칼리도, 산소 등)와 함께 분석하는 것이 일반적입니다. 표층수의 용존무기탄소는 여름철 광합성이 활발할 때 낮아지고, 겨울철 혼합층이 깊어지며 심층수가 섞여 들어올 때 다시 높아지는 뚜렷한 계절 주기를 보입니다.

주의할 점

용존무기탄소는 총알칼리도와 함께 측정되어야 pH나 탄산이온 농도 같은 다른 탄산염계 변수를 계산할 수 있으며, 단독으로는 해수의 산성도를 알 수 없습니다.

용존무기탄소 농도만으로는 그 해수가 최근에 대기와 접촉했는지 오래전에 가라앉은 물인지 구분하기 어려워, 방사성탄소나 클로로플루오로카본 같은 별도의 연대 추적자가 함께 필요합니다.

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