2001/02 남극 하계 드레이크해협에서 표층 pCO2 분포와 주요 영향 요인

Abstract

2001년 12월, 북서 웨델해(웨델정선(WS Line), 서경 52.0 , 남위 55 ∼60 )와 드레이크해협(드레이크정선(DP Line), 서경 65.3 , 남위 55 ∼61 )에서 탄소계 성분(pCO2, TA, TCO2, pH)을 관측하였다. 표층해수의 pCO2 와 영양염 등은 극전선을 경계로 남쪽으로 갈수록 증가하는 경향을 보였으며, 특히 웨델정선에서는 56S과 58S를 경계로 급격히 변동하였다. 두 정선에서 표층 pCO2 변화에 영향을 끼치는 요인(수온과 염분변화, 대기-해양 교환, 생물생산과 유기물분해, 물리적 혼합 등)에 대해 각각 살펴보았다. 웨델정선의 경우, 극전선 북쪽에서는 수온변화가 주요 요인으로 작용하는 반면, 극전선 남쪽에서는 순생물생산과 물리적 혼합이 주요 요인으로 나타났다. 드레이크정선에서는 전 해역에서 수온상승이 가장 큰 요인으로 나타났으나, 극전선 남쪽이 북쪽에 비해 순생물생산과 대기-해양 교환에 의한 pCO2 변화가 다소 크게 나타났다. 그러나 물리적 혼합에 의한 pCO2 변화는 10 atm이하의 낮은 값을 보여, 드레이크정선해역에서는 심층수와 웨델해 기원의 수괴 같은 pCO2가 높은 물과 수평·수직적 혼합이 크지 않은 것으로 보인다. 이에 비해, 웨델정선에서는 남쪽으로 갈수록 물리적 혼합의 영향이 급격히 증가하였는데, 이것은 스코티아전선(SF) 남쪽에서 일어나는 웨델해 기원 수괴와의 활발한 수평혼합의 영향인 것으로 생각된다. 해양-대기 교환 요인에 의한 표층 pCO2 변화에 의하면, 겨울에서 초여름(12월)동안 웨델정선은 CO2의 공급원으로 작용하는 반면, 드레이크정선은 CO2의 제거원으로 작용함을 알 수 있었다. 결론적으로, 드레이크 해협에서 2001년 겨울에서 초여름동안의 표층 pCO2 는 전반적으로 수온상승에 의해 증가하지만, 극전선 남쪽에서는 순생물생산에 의한 감소가 크게 일어났으며 수평혼합에 의한 증가도 상당하였다. 결국 극전선 북쪽의 탄산염 해양(Carbonate Ocean)보다 남쪽의 규산염 해양(Silica Ocean)에서 biological pump가 더욱 활발하여, 대기 CO2 흡수잠재력이 더욱 큼을 확인할 수 있었다.