CO2 흡수하는 암석 먼지로 작물 수확량 최대 16% 증가

쇄석을 농경지에 적용하면 온실가스를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 농작물 수확량을 최대 16%까지 늘릴 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 이는 미국 셰필드(Sheffield)대학 레버헐름 '기후변화 완화센터'의 과학자들이 수행한 새로운 연구 결과이다. 

이 연구는 실제로 2020년에 수행한 이전의 일리노이드대 연구를 기반으로 한다. 당시 과학자들은 강화 암석 풍화라는 기술의 효과를 분석하고 있었다.

자연 상태의 암석은 환경 속에서 분해되면서 대기 중 이산화탄소(CO₂)를 자연적으로 흡수한다. 암석이 분해되는 조각의 수가 많을수록 탄소 격리를 위해 사용할 수 있는 총 표면적이 커지고, 따라서 흡수할 수 있는 이산화탄소의 양도 많아진다.

그러나 대부분의 암석은 스스로 작은 조각으로 부서지는 데 오랜 시간이 걸린다. 또한, 모든 조각이 CO2를 흡수하려면 넓은 지역에 걸쳐 대기에 노출되도록 배치해야 한다. 이것이 바로 강화된 암석 풍화가 필요한 이유다.

이 과정에는 암석을 기계적으로 분쇄하여 먼지의 농도가 될 때까지 만든 다음 농경지에 뿌리는 작업이 포함된다. 농부들은 이미 농지에 뿌려지고 있는 비료나 기타 첨가제와 함께 먼지를 뿌릴 수 있기 때문에 추가 시간을 들일 필요가 없다.

2020년 연구에서는 전 세계적으로 암석 풍화를 강화하면 매년 최대 20억 톤의 이산화탄소를 대기에서 끌어낼 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 이는 전 세계 항공과 해운을 통해 연간 배출되는 이산화탄소의 양을 합친 것보다 훨씬 많은 양이다.

암석은 채굴 작업과 같은 출처에서 얻을 수 있으며, 농부들은 자신의 밭에 먼지를 사용하도록 재정적 인센티브를 받을 수 있다. 그리고 그 자체만으로 충분하지 않다면 더 높은 수확량을 약속하는 것이 도움이 될 수 있다.

이 새로운 연구는 미국 일리노이대 에너지 농장에서 옥수수와 콩을 번갈아 가며 재배하는 밭에서 4년에 걸쳐 진행됐다. 일부 밭은 대조군으로 삼기 위해 아무것도 처리하지 않은 채로 두었고, 다른 밭은 매년 헥타르당 50톤의 비율로 현무암 먼지를 살포했다.

그 결과, 처리된 밭의 수확량이 대조군보다 12~16% 더 높은 것으로 나타났다.

이러한 결과는 현무암이 토양의 pH를 높여 식물이 토양에 이미 존재하는 영양분을 흡수하는 능력을 향상시켰기 때문이다. 또한 현무암이 토양에서 분해되면서 인, 칼륨, 칼슘과 같은 영양분을 자체적으로 방출했다.

현무암을 처리한 농지의 식물은 미량의 영양소와 다량의 영양소 함량이 높아져 사람과 가축 모두에게 영양가가 높아졌다. 탄소 격리 효과도 확인되었는데, 파쇄된 암석 먼지를 살포하면 연간 헥타르당 약 3~4톤의 대기 중 이산화탄소를 제거할 수 있는 것으로 알려졌다.

수석 과학자인 셰필드대의 데이비드 비얼링 교수는 "우리는 어렵게 얻은 데이터를 통해 실제 세계에서 강화된 풍화 작용을 통해 탄소 제거 잠재력을 보여줬다"며 "이는 기후 변화를 완화하는 동시에 수확량과 토양 건강을 개선할 수 있는 이 기술의 엄청난 잠재력을 이해하는 데 큰 진전을 보여준 것"이라고 말했다.

이 연구에 대한 논문은 1일자 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재됐다.