해외신기술
열대 지하수, 기후 복원력 있는 담수자원
영국·호주 대학 공동연구진, 열대지역 지하수 어떤 방식 보충되는지 연구
지하수·강우 화학적 특성도 평가 …심한 강우시 지하수 충전 불균형 발생
농업용수 및 가정용수 요구를 충족하기 위해 지하수에 대한 의존은 2050년까지 전 세계 인구의 50% 이상이 거주할 것으로 예측되는 열대지역 전역에서 상당히 증가할 것으로 기대된다. 열대지역에서 장기적인 수준의 지하수 기록은 지하수의 재충전이 한계치를 초과하는 호우에서 불균형적으로 발생할 수 있다는 것을 암시한다.
열대지역은 담수의 재충전을 선호하므로 열대 지하수(tropical groundwater)는 열대지역에서 기후 복원력이 있는 담수자원이 될 수 있다고 『Environmental Research Letters』에 발표된 새로운 연구는 밝혔다.
기후 관측에 따르면 전 세계적으로 온난화는 더 적지만 보다 더 강력한 강우로 이어지고 있다. 이에 기후변화를 고려한 하천 방출과 강우에서 자원의 보충 방식에 대해 보다 명확한 이해가 요구되며, 가변성에 쉽게 적응하는 지하수 사용에 대한 전략 개발이 필요하다.
자원이 어떤 방식으로 보충되는 지를 조사하기 위해 영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL, University College London) 소속의 Richard Taylor 교수와 호주 캘거리 대학(University of Calgary) 소속의 Scott Jasechko 박사는 열대지역의 15곳에서 지하수와 강우의 화학적 특성을 평가했다.
열대지역에서 지하수와 강우의 안정적인 동위원소 조성(isotope composition) 관계를 조사하기 위해 연구진은 △열대 전역의 동위원소 자료 합성 △현대적 재충전을 대표하는 관찰을 격리하기 위한 지하수 동위원소 자료의 스크리닝 △지하수 재충전을 생성하는 강우에서 가능한 바이어스를 평가하기 위한 강우 동위원소 함량 및 지하수 동위원소 함량 비교 등을 수행했다.
그러나 집중 강우에 대한 열대 지하수 재충전에서 편향성 정도는 알려지지 않았으며, 강우와 지하수로부터 얻은 물분자에서 산소와 수소의 안정적인 동위원소를 비교한 결과 15개 지역에서 지하수 충전은 심한 강우에서 불균형하게 발생하는 것으로 나타났다. 호우는 지역적 강우 강도의 50%를 초과하는 강우로 조사되었다.
동위원소 비율을 이용할 수 있는 장기적인 기록을 결부시킴으로써 연구진은 지하수 재충전이 초과하는 강력한 월 단위 강우에 대한 바이어스를 기반으로 15개 지역 중 14곳에서 거의 균일하다는 것을 규명했다. UCL 지리학과 교수인 Richard Taylor는 지구 온난화에 의해 초래된 극심한 강우로 지하수 자원이 강하게 재생을 선호한다는 사실을 밝혔다.
2050년까지 전 세계 인구의 절반 이상이 열대지역에 거주할 것으로 예측되므로 지하수에 대한 자원 의존성은 지속적으로 증가할 것으로 예상된다. 또한 단순히 극단적인 강수량의 증가가 아닌 지하수 재충전에 대한 경형을 시사한다는 점에 주목해야 한다. 전체 강우에서 지하수 저장에 끼치는 다양한 영향은 약화될 수 있으며, 기후변화에 대해 열대지역의 지하수 자원의 복원력을 압도할 수 있다.
지하수는 안전한 음용수에 대한 접근을 가능하게 하고 농업 관개에 종종 사용되는 등 열대지역 전역에서 귀중한 담수 자원이다. 따라서 지하수 자원의 장기적인 실행 가능성과 지하수에 의해 지원되는 생태계 등은 자원 보충에 의존하게 된다.
연구를 주도한 Scott Jasechko 박사는 지하수는 열대지역에서 많은 사람들을 위한 생명을 지속시키는 자원이며, 기후변화와 양수의 조합이 열대지역 전역의 지하수 공급 유효성에 어떻게 영향을 끼칠 것인가를 조사하는 방안이 될 것이라고 전망했다. 해당 연구 결과는 지구 온난화에 의해 유래된 강우의 강화가 열대지역에서 지하수 재충전에 유리하다는 점을 시사한다. 그러나 지하수 시스템으로 강력한 강우를 전달하는 공정과 열대 지하수 저장에 대한 복원력 강화는 규명되지 않고 남아 있다.
[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015년 12월 17일 / 원문출처: http://www.sciencedaily.com/releases/2015/12/151211130105.htm]
[『워터저널』 2016년 1월호에 게재]