전 세계 강에서 산소 감소 확인…열대 하천이 가장 큰 타격

전 세계 2만 개 넘는 하천에서 나타난 공통된 변화

연구팀은 위성 관측 자료와 환경 데이터를 활용한 머신러닝 모델을 통해 1985년부터 2023년까지 전 세계 21,439개 하천 구간의 장기 변화를 분석했다.

그 결과 대부분의 지역에서 용존 산소 농도가 감소하는 추세가 확인됐다. 평균 감소 속도는 10년마다 약 −0.045 mg/L 수준이었다.

같은 데이터에 대한 다른 분석에서는 1985년 이후 전 세계 강의 평균 산소 농도가 약 2.1% 감소한 것으로 추정된다.

숫자만 보면 작은 변화처럼 보일 수 있지만, 물속 산소는 원래 제한된 범위 안에서 유지된다. 따라서 작은 감소도 어류·수서곤충·미생물 등 수생 생물에게는 큰 생존 압박으로 이어질 수 있다.

강이 따뜻해질수록 산소는 줄어든다

이 현상의 가장 기본적인 이유는 물리적인 원리다. 차가운 물은 산소를 더 많이 녹여 둘 수 있지만, 따뜻한 물은 그렇지 않다. 즉 수온이 오르면 강이 담을 수 있는 산소의 양 자체가 줄어든다.

기후 변화는 이 과정을 여러 방식으로 강화한다.

• 평균 수온 상승 → 물의 산소 용해 능력 감소

• 폭염 증가 → 단기간에 강 수온이 급격히 상승

• 생물 활동 증가 → 호흡과 분해 과정에서 산소 소비 증가

결과적으로 산소 공급은 줄어들고 소비는 늘어나면서 하천의 산소 균형이 점점 깨지게 된다.

열대 지역 하천이 특히 취약한 이유

이번 연구에서 가장 두드러진 특징은 열대 지역 강이 산소 감소의 주요 ‘핫스폿’으로 떠오르고 있다는 점이다.

이유는 크게 두 가지다.

첫째, 열대 하천은 이미 수온이 높은 상태다. 물은 온도가 올라갈수록 산소 용해도가 급격히 떨어지기 때문에, 작은 추가 온난화만으로도 산소 농도가 크게 감소할 수 있다.

둘째, 많은 열대 생태계는 이미 생물학적 온도 한계에 가까운 환경에서 작동하고 있다. 따라서 추가적인 온난화가 발생하면 생태계가 버틸 수 있는 여유가 훨씬 적다.

연구진은 남아시아, 아프리카, 남아메리카 등 열대권 여러 지역에서 앞으로 담수 생태계의 산소 스트레스가 크게 증가할 가능성이 있다고 지적한다.

강에서도 ‘수중 데드존’이 늘어날 수 있다

용존 산소가 일정 수준 아래로 떨어지면 **저산소 상태(hypoxia)**가 발생한다. 흔히 ‘수중 데드존(dead zone)’이라고도 불리는 이 상태에서는 많은 수생 생물이 생존하기 어렵다.

이러한 환경은 다음과 같은 영향을 가져올 수 있다.

• 어류 질식 및 대량 폐사
• 먹이사슬 붕괴
• 수질 악화와 생태계 변화

이미 북미와 유럽의 수백 개 강을 조사한 연구에서도 약 70%의 하천에서 수온 상승과 함께 산소 감소가 동시에 나타난 것으로 보고됐다.

기온 상승이 계속된다면 일부 하천은 특정 시기에 어류에게 치명적인 수준의 산소 부족을 겪을 가능성도 제기된다.

온난화 외에도 영향을 주는 인간 활동

강의 탈산소화는 기후 변화만으로 설명되지 않는다.

농업, 도시 개발, 토지 이용 변화로 인해 강으로 유입되는 영양염과 유기물이 증가하면 미생물 분해 과정에서 더 많은 산소가 소비된다.

또한 댐 건설이나 하천 흐름 변화는 물의 이동 속도와 혼합 패턴을 바꾸어 산소 공급과 순환 구조에 영향을 줄 수 있다.

이처럼 온난화와 인간 활동이 동시에 작용하면서 담수 생태계의 산소 균형이 점점 더 불안정해지고 있다.

담수 생태계가 직면한 새로운 경고

이번 연구는 하나의 중요한 메시지를 강조한다. 탈산소화가 이제 바다나 호수뿐 아니라 강에서도 전 세계적인 현상이 되고 있다는 것이다.

강은 생물 다양성의 통로이자 수산 자원, 식수 공급, 농업과 지역 경제를 지탱하는 핵심 환경이다.

연구진은 앞으로 지구 평균 기온이 계속 상승할 경우 특히 열대 지역 하천에서 저산소 사건이 더 잦고 오래 지속될 가능성이 있으며, 이는 향후 수십 년 동안 담수 생태계의 구조와 생물 다양성에 큰 변화를 가져올 수 있다고 경고한다.