뜨거워진 바다에 산성화까지…해양생물 ‘이중 고통’ 덮쳤다 [기후 리포트]

▲(자료=AGU Advances, 2026)

지구온난화로 바다가 점점 뜨거워지는 가운데 '해양열파(marine heatwave)'와 '산성화 극한현상(ocean acidification extremes)'이 예상보다 훨씬 자주 동시에 발생한다는 연구 결과가 나왔다.

두 환경 스트레스가 한꺼번에 닥치면서 해양생태계의 부담도 커질 수 있다는 경고다.

스위스 취리히연방공대 연구팀은 최근 국제학술지 'AGU 어드밴시스(Advances)'​에 이와 관련된 연구 결과를 발표했다. 연구팀은 1982~2024년 43년간의 관측 기반 자료를 바탕으로 해양열파와 산성화 극한현상이 동시에 발생한 사례를 조사했다.

◇'우연한 동시 발생'보다 4배 많았다

해양열파는 일정 기간 바닷물 온도가 평년보다 비정상적으로 높아지는 현상이다. 연구진은 해수면 온도가 장기 추세를 제외한 기준에서 상위 5%에 해당할 정도로 높을 때를 해양열파로 정의했다.

산성화 극한현상은 수소이온 농도가 평소보다 극단적으로 높아진(즉, 산성도가 강해진) 상위 5%의 경우로 정의했다.

두 현상이 실제 관측에서 함께 나타나는 빈도는 단순한 확률로 예상한 것보다 훨씬 높았다.

해양열파와 산성화 극한현상이 서로 독립적이라면 같은 장소와 시기에 동시에 나타나는 횟수도 일정한 수준에 그쳐야 한다. 그러나 실제 관측에서는 저위도와 중위도 해역에서 단순한 우연으로 예상되는 경우보다 약 4배 더 자주 함께 발생했다.

이는 두 현상이 우연히 겹치는 것이 아니라 바다의 물리·화학적 조건에 의해 서로 연결돼 있음을 의미한다. 반면 동부 적도 태평양과 고위도 해역에서는 이런 복합 극한현상이 상대적으로 드물었다.

대부분은 규모가 작고 약 한 달 지속됐지만, 일부는 수백만㎢의 바다를 수개월 이상 뒤덮었다.

▲헤양열파과 산성화 극한 현상이 동시에 나타난 해역과 시기. (자료=AUG Advances, 2026)

◇왜 뜨거워지면 산성화까지 심해질까

연구진은 이런 현상이 주로 바닷물이 층을 이루고 위아래가 잘 섞이지 않는 저·중위도 해역에서 나타난다고 분석했다.

해양열파가 발생하면 수온 상승 자체가 바닷물의 수소이온 농도를 높이는 방향으로 작용한다는 것이다.

일반적으로 해양열파가 발생하면 용존무기탄소(DIC)가 감소하면서 이러한 영향을 일부 상쇄한다. 그러나 이 상쇄 작용이 충분하지 않으면, 오히려 바다를 뜨겁게 만든 해양열파가 산성화 극한현상까지 불러올 수 있다.

특히 해수면이 강하게 따뜻해지면 따뜻한 표층수가 차가운 심층수와 분리되면서 바닷물의 상하 혼합이 약해진다.

이렇게 되면 심층의 물질이 표층으로 올라오는 흐름이 줄어들고, 표층에서 축적되는 이산화탄소와 수소이온 농도를 낮춰주는(즉, 희석해주는) 생물학적·물리적 완충작용도 약해질 수 있다.

결국 해양열파로 높아진 수온과 산성화가 서로 맞물리면서 같은 해역에서 두 극한현상이 동시에 나타날 가능성이 커지는 것이다.

◇북태평양 '블롭'도 산성화와 겹쳤다

대표적인 사례가 지난 2014~2015년 북동태평양에서 발생한 '블롭(The Blob)'​이다.

블롭은 북태평양에 거대한 '따뜻한 물 덩어리'가 장기간 자리 잡은 현상을 가리킨다. 당시 비정상적으로 높은 수온이 광범위한 해역에서 장기간 이어졌는데, 일부 지역에서는 평년보다 약 2.5℃ 높은 수온이 나타났다.

이번 연구는 블롭이 단순한 해양열파에 그치지 않았음을 보여줬다. 블롭이 절정에 이른 시기에는 해양열파와 산성화 극한현상이 겹쳤고, 그 규모는 약 1260만㎢(남한 면적의 126배 규모)에 달했다.

지난 2023년에도 북대서양에서 거대한 복합 극한현상이 나타났다. 중앙대서양과 온대 북대서양을 합친 영향권은 약 1930만㎢로 연구기간 중 가장 컸다. 서호주 연안에서는 2011년 가장 강력한 복합 극한현상이 관측됐다.

◇'더 뜨거운 바다' 넘어 '복합 위험'의 시대

이번 연구는 해양온난화와 산성화를 별개의 문제로 볼 수 없다는 점을 보여준다. 이른바 '환경신데믹(Eco-syndemic)' 현상의 한 사례다.

지금까지 해양열파는 수온 상승과 산호 백화, 어류 이동·폐사 등의 문제로, 산성화는 별도의 환경 문제로 다뤄왔다. 그러나 실제 바다에서는 두 현상이 동시에 나타날 수 있으며, 특히 저·중위도에서는 그 빈도가 우연히 예상되는 수준보다 약 4배 높았다.

이렇게 되면 해양생물은 뜨거워진 바다와 산성화된 바다라는 두 가지 스트레스를 동시에 견뎌야 하는 셈이다. 연구진은 이런 이중 스트레스, 즉 '복합 극한현상'은 각각의 극한 현상보다 생태계에 더 큰 부담을 줄 가능성이 있다고 지적했다.

강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr