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세계가 놀란 ‘대단한 실험’

기후변화, 그 대재앙의 끝은?

“육지와 바다는 사막으로…극지방에서 소수 인류만 생존”

  • 이한음 과학평론가 lmgx@naver.com

기후변화, 그 대재앙의 끝은?

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식물 플랑크톤의 반란

기후변화, 그 대재앙의 끝은?

이산화탄소와 메탄은 지구 온난화의 주범이다.

그린란드 등 만년설이 쌓여 얼음층이 높이 형성된 다른 지역에서도 얼음 코어 시추 작업이 이뤄졌다. 2004년에는 남극대륙의 돔C라는 곳에서 시추 작업을 하던 유럽 연구진이 74만년 전까지의 기후 기록을 담은 논문을 발표했다. 거기에는 기후 주기가 두 번 더 추가되어 있었다. 그 연구도 보스토크 연구 결과를 확인시켜줬다. 기온과 온실기체가 놀라울 정도로 높은 상관관계를 보인다는 것을 말이다.

1850년경 산업화가 시작되면서 인간은 점점 더 많은 화석연료를 태웠다. 숲을 비롯한 자연 생태계를 없애고 개간하면서 생활공간을 넓혀나갔다. 이에 따라 기온이 서서히 올라가기 시작했다. 이윽고 지구의 장기 평균 기온보다 1℃ 더 높은 상태에 도달했다. 하루에도 기온이 몇 도씩 변한다는 것을 생각하면 그리 대단치 않게 보이지만, 이 장기적인 변화 추세가 우리를 거의 전멸시킬 기폭제라는 인식이 점점 확산되고 있다.

기후 변화를 우려하는 과학자들이 강조하고 있듯이, 문제는 양의 되먹임이다. 작은 변화가 좀 더 큰 변화를 일으키고, 그 변화가 더 큰 변화를 일으키는 식으로 점점 더 변화가 가속되는 양상을 말한다.

기온이 올라가면 바닷물의 온도도 올라간다. 주로 햇빛이 닿는 표면층의 온도가 더 올라가며, 표면층과 그 아래에 있는 바닷물 사이에 밀도 차이가 생기면서 양쪽이 층을 이룬다. 그러면 표면층과 그 아래층의 바닷물이 섞이지 않게 된다. 바다의 생산자는 식물성 플랑크톤이며, 그들은 주로 햇빛이 비치는 수면 근처에 산다. 한편 플랑크톤이 필요로 하는 영양염류는 아래쪽의 차가운 물에 많다. 따라서 위와 아래의 바닷물이 섞이지 않으면 곧 플랑크톤들은 죽고 바다는 사막처럼 변한다.



식물성 플랑크톤은 공기에 든 이산화탄소를 흡수, 광합성을 통해 동물들이 먹을 양분을 만든다. 플랑크톤이 사라지면 바다가 대기 이산화탄소를 흡수하는 능력이 줄어든다. 또 식물성 플랑크톤은 공기 중의 수분을 모아 구름을 만드는 응결핵 노릇을 하는 물질을 배출한다. 응결핵을 통해 생긴 구름은 태양에서 오는 햇빛을 반사시켜서 지구 기온을 낮추는 기능을 한다. 플랑크톤이 사라지면 구름도 줄어들어 온실 효과는 더 강해진다.

기온 상승은 빙하에도 비슷한 영향을 미친다. 이미 남북극지방을 비롯하여 전 세계의 빙하와 만년설은 녹아내리고 있다. 양의 되먹임을 통해 그 현상은 가속될 것이다. 새하얀 눈과 얼음이 땅 전체를 뒤덮고 있을 때에는 햇빛이 반사되어 기온이 낮은 상태로 유지된다. 하지만 얼음 가장자리가 녹아 거무스름한 땅이 드러나면 상황은 달라진다. 그곳은 햇빛을 흡수하여 따뜻해지면서 주위의 얼음을 녹인다. 얼음이 녹는 속도는 빨라진다.

유럽과 시베리아에서 벌어질 일들

대서양의 표면에서 바닷물은 북쪽으로 흘러간다. 흘러가면서 바닷물은 점점 증발해 염분 농도가 높아진다. 그러다가 북극해의 차가운 얼음과 만나면 갑자기 밀도가 커지면서 밑으로 가라앉는다. 이 침강이 대서양의 따뜻한 물을 북쪽으로 계속 흐르게 하는 원동력이다. 이 해류 덕분에 영국과 프랑스 같은 서유럽 지역은 같은 위도대의 다른 지역에 비해 평균 기온이 8℃ 정도 높게 유지된다.

그런데 현재는 남북극지방에서 녹은 얼음이 바다로 흘러들어 바닷물의 염분 농도를 낮추고 있다. 이처럼 북극해 주변의 염분 농도가 낮아지고 수온도 올라간다면 북극해에서 표층수의 침강이 중단된다. 대서양 해류도 멈추면서 기후에 큰 변화가 일어날 것이다. 가이아 이론의 주창자인 제임스 러브록은 이 가설을 논의하면서 “그래도 서유럽의 기온이 떨어질 걱정은 안 해도 좋을 듯하다”고 말한다. 그때쯤이면 이미 지구 온난화가 그 효과를 상쇄시킬 정도로 서유럽의 기온을 올려놓았을 것이라고 말이다.

이 같은 양의 되먹임 효과는 육지에서도 일어날 것이다. 시베리아를 비롯한 동토대(凍土帶)에는 많은 이탄과 메탄이 얼음 속에 갇혀 있다. 온난화로 시베리아의 얼어붙은 땅이 녹으면 엄청난 양의 메탄이 대기로 방출될 수 있다. 메탄은 이산화탄소보다 24배 더 강력한 온실기체다. 또 이탄 늪은 불이 붙으면 쉽게 꺼지지 않는다. 땅속에서 계속 불이 옮겨 붙으면서 이탄이 타기 때문이다. 그 결과 엄청난 양의 이산화탄소가 대기로 방출될 수 있다.

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이한음 과학평론가 lmgx@naver.com
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