빙하기 때 해수면이 낮아지면서 해저 화산 활동이 활발해졌고, 여기서 방출된 철분이 플랑크톤 성장을 촉진해 해양의 탄소 저장 능력을 높였을 수 있다는 연구 결과가 나왔다.
미국 보스턴 칼리지 연구팀은 9일(현지시간) 국제학술지 '네이처 지오사이언스'에 이 같은 내용의 연구 결과를 발표했다.
일부 해양 지역은 질소나 인과 같은 주요 영양분은 풍부하지만, 철분이 부족해 식물성 플랑크톤의 성장이 제한된다. 연구팀은 기존 통념이었던 바람에 날린 먼지 외에, 심해 열수구에서 방출된 철분이 해수면까지 도달해 플랑크톤의 '비료' 역할을 했을 가능성에 주목했다.
연구에 따르면 빙하기 동안 해수면이 낮아지면서 해저 중앙 해령에 가해지는 압력이 줄어들었다. 이는 화산 활동과 열수 활동을 증가시켜 더 많은 철분을 바다로 방출하는 결과로 이어졌을 수 있다.
연구팀은 식물성 플랑크톤 성장이 철분에 의해 제한되는 동태평양 적도 지역의 지난 20만년간 퇴적물 샘플을 분석했다. 해저 퇴적물에 보존된 유공충 화석의 질소 동위원소를 측정한 결과, 마지막 두 차례의 탈빙기 동안 플랑크톤의 영양분 소비가 급증한 시기가 동태평양 해저 산맥의 열수 철 방출이 증가한 시점과 일치하는 것을 발견했다.
연구팀은 또한 해양 모델링을 통해 심해에서 방출된 철분이 실제로 햇빛이 드는 바다 표면까지 이동할 수 있는지 검증했다. 모델링 결과, 강한 열수 활동 조건에서는 심해의 철분이 해류의 혼합 및 용승 작용을 통해 표층수까지 도달할 수 있는 것으로 나타났다.
연구를 이끈 왕싱천 보스턴 칼리지 조교수는 "이번 연구는 해수면, 해저 화산 활동, 해양 생물, 탄소 저장, 대기 중 이산화탄소, 기후를 연결하는 되먹임 고리의 가능성을 시사한다"고 설명했다. 연구팀은 향후 남극해 등 다른 해역에서도 이 같은 현상이 일어났는지 확인할 계획이다.