시그널_안영인 박사의 기후탐사 보도

- 중요한 것은 오염물질 중의 철과 질소성분. 철은 생물체에 꼭 필요한 미량원소인데 일반적으로 육지와 접해 있는 연안을 제외한 넓은 해양에서는 철이 부족한 경우가 많다. 따라서 해양에 철이 충분히 공급될 경우 식물성 플랑크톤 같은 생물체가 더욱더 자 자라게 됨. 특히 질소는 대표적 영양염류다. 농부가 식물이 잘 자라도록 질소비료를 뿌려 주듯이, 오염물질에 포함된 질산염이 해양에 영양염류를 공급하는 것이다. 결국 대기 오염물질이 해양에 많이 떨어진다는 것은 한편으로는 해양의 식물성 플랑크톤이 대량 증식할 수 있는 여건이 형성된다는 것을 의미. 식물성 플랑크톤이 늘어나면 늘어날수록 광합성을 많이 하게 되고 대기중으로 내뿜는 산소는 증가. 문제는 광합성으로 많이 만들어진 유기물이 결국 바다 아래로 가라앉는다는 데 있음. 유기물이 바다 아래로 가라앉게 되면 바닥에 있던 박테리아가 유기물을 분해하게 되는 데 이 과정에서 바닷물에 녹아 있던 산소가 소비됨. 미세먼지가 공급하는 철과 질소가 늘어나면 식물성 플랑크톤이 늘어나고 식물성 플랑크톤이 광합성을 많이 하면 할수록 유기물이 늘어나게 됨. 결국 바다속에서 분해해야 할 유기물 또한 늘어나면서 바다 속에 녹아 있던 산소는 점점 더 줄어드는 것이다. 이 같은 현상은 태평양 모든 해역에서 일어나지만 적도 지역에서 가장 활발하게 나타나면서 적도 태평양 바다 속의 산소가 가장 크게 줄어드는 것으로 연구팀은 보고 있다
- 실제로 황사가 지구 생태계를 유지하는 데 결정적 역할을 한다는 연구결과가 나왔다. 지구상에서 발생하는 대표적 황사는 동아시아 지역에서 발생하는 황사와 사하라 사막에서 발생하는 황사인데 동풍을 타고 대서양을 건너 남미 아마존 지역까지 날아가는 사하라 황사가 아마존 지역의 열대우림에 필수 영양소를 공급하고 있는 것으로 밝혀짐. 나사와 메릴랜드대 등으로 구성된 연구팀은 07년부터 13년까지 위성과 라이다 관측자료를 이용해 사하라 사막에서 얼마만큼의 황사가 아마존 지역으로 날아오는지 계산. 특히 아마존 지역으로 날아오는 황사의 성분을 분석해 황사 가운데 식물의 필수 영양소인 인이 얼마나 들어 있는지 산출했다. 산출결과 아마존 지역에 연평균 2770만 톤의 황사가 떨어지는 것으로 나타남. 특히 이 황사의 0.08%인 2만2천톤은 인. 사하라 황사가 아마존 열대우림지역에 매년 2만2천톤의 인을 공급하고 있는 것이다. 사하라 사막에서 아마존 지역으로 매년 날아오는 인의 양을 구체적으로 산출한 것은 이 연구가 처음이다
- 연구팀이 모형을 이용해 시뮬레이션을 한 결과 기후변화로 인한 농업 생산성 감소와 바이오 연료의 수요 증가, 온실가스를 감축하는 데 들어가는 각종 비용이 증가하면서 온실가스를 적극적으로 감축하면 할수록 기아인구수는 더 늘어나고, 1인당 하루에 섭취할 수 있는 열량도 줄어드는 것으로 나타남. 특히 온실가스 감축 정책 실행으로 인한 각종 비용상승이 기아에 미치는 영향이 가장 크게 나타났는데 2050년에는 온실가스를 적극적으로 감축할 경우 온실가스 배출을 방치할 때보다 기아인구수가 12%나 더 증가할 것으로 전망. 온실가스를 적극적으로 감축하는 정책을 실행할 경우 한 사람이 하루에 섭취할 수 있는 열량도 온실가스 배출을 방치할 때보다 23킬로칼로리나 줄어들 것으로 예상됨. 특히 개도국이 많이 있는 아시아와 아프리카, 중동, 그리고 인도에서 기아인구수가 크게 늘어나고 영양섭취에도 어려움을 겪게 될 것으로 전망. 지구온난화로 인한 기후변화가 인간활동의 영향이라고 해서 모든 사람이 비난을 받아야 되는 것은 아니다. 지구 온난화의 원인인 온실가스를 많이 배출하는 국가나 사람이 있고 상대적으로 적게 배출하는 국가와 사람이 있다. 온실가스를 거의 배출하지 않고 기후변화나 온실가스가 무언지도 모르고 들어본 적이 없는 사람도 있을 것임. 하지만 기후변화로 인한 재앙은 반드시 온실가스를 많이 배출한 국가나 사람에게 더 많이 나타나는 것은 아님. 오히려 온실가스 배출과는 별 관계없이 살아온 사람들에게 더 가혹하게 다가올 수 있다. 남태평양 작은 섬이나, 아시아, 아프리카 어느 시골마을에서 하루하루 어렵게 살아가는 사람들에게 더욱더 가혹하게 다가온다.
- 밀란코비치 주기
(1) 세차운동 즉, 약 2만 6천년을 주기로 기울어져 돌고 있는 팽이처럼 운동하는 지구 자전축 방향의 변화
(2) 4만 1천년을 주기로 21.5도에서 24.5도로 오르내리는 지구 자전축 기울기의 변화
(3) 약 10만년을 주기로 원형에서 타원형태까지 나타나는 지구 공전궤도 모양의 변화, 즉 이심률의 변화로 지구와 태양사이의 거리에 변화가 나타나거나 지구가 받는 전체적 태양복사 에너지, 그리고 위도에 따라 받는 태양 복사 에너지에 변화가 생기면서 기후가 주기적으로 변한다는 이론
- 셰일가스 개발은 처음부터 여러가지 논란을 불러 일으킴. 셰일가스를 뽑아내는 과정에서 사용하는 막대한 양의 물과 화학물질이 지하수와 주변 토양을 오염시키고 셰일층을 깰때 주변 지층에 불필요한 진동을 일으킨다는 주장이 끊임없이 제기됨. 생산과 유통과정에서도 메탄이 누출돼 역시 온난화를 부추길 수 있다는 주장도 나옴. 특히 전 세계 곳곳에서 셰일가스를 개발할 경우 엄청난 환경문제를 일으킬 수 있다는 주장까지 나옴. 셰일가스가 친환경적 청정에너지가 아니라는 주장이다. 하지만 다른 한편에서는 셰일가스 값이 매우 저렴하고 매장량이 막대하기 때문에 세계 경제발전과 안정에 크게 기여할 것이라 주장. 특히 온실가스인 이산화탄소 배출을 크게 줄일 수 있기에 재생에너지를 비롯한 저탄소 에너지원이 전 세계 에너지 수요에 충분히 기여할 수 있을 정도로 발전할 때까지 징검다리 역할도 할 수 있다고 주장. 전반적으로 셰일가스 개발은 환경문제로 잃는 것보다 경제적으로 얻는 효과가 더욱 크기 때문에 적극적 개발이 필요하다는 주장을 한다
- 장기적으로 봤을 때 기후변화에 대한 특별한 정치적 결단 없이 석유나 석탄 같은 화석연료를 셰일가스로 대체하는 것만으로는 기후변화를 늦출 수 없다. 기대와 달리 셰일가스가 결코 온실가스 제로 산업시대로 넘어가는 징검다리 역할을 하지는 못한다. (네이처, 2014)
- 분석결과 우선 셰일가스 등장으로 2050년 인류가 소비하게 될 천연가스의 총량이 셰일가스가 등장하기 전에 예상했던 것보다 2.7배나 급증. 값싼 셰일가스가 단순히 석유나 석탄 같은 화석연료를 대체하는 데 그치는 것이 아니라 전반적으로 에너지 소비를 크게 부추길 가능성이 매우 높다는 뜻. 특히 석유나 석탄 대신 셰일가스를 사용하면 이산화탄소 배출량을 크게 줄일 수 있을 것이라는 기대는 완전히 빗나갈 것임. 셰일가스 소비가 급증하면서 2050년 석유와 석탄 등 화석연료 소비에서 배출되는 이산화탄소 총량은 전통적인 천연가스와 석유, 석탄 등 기존의 화석연료만을 소비할 때보다 최고 11%까지 증가할 것으로 전망됨. 경제발전과 에너지 시스템 전체를 고려할 경우 셰일가스 소비 확대가 온실가스 배출량을 줄이는 것이 아니라 오히려 온실가스 배출을 증가시키는 결과를 초래할 수 있다. 셰일가스의 등장이 앞으로 에너지 소비 형태에 큰 변화를 초래할 수는 있지만 지구 온난화를 누그러뜨리는 효과적 대안은 아니라는 의미
- 대기 중 수명이 수백 년이나 되는 이산화탄소와는 달리 메탄의 대기 중 수명은 9년 이내로 짧기 때문에 메탄 배출량을 줄이면 온난화를 누그러뜨리는 효과를 보다 빠르게 볼 수 있다는 것도 장점. 그러면 인간의 어떤 활동을 통해 메탄이 배출되고 또 어떻게 메탄 배출량을 줄일 수 있을까? 지구상에서 인간활동과 관련해 메탄을 가장 많이 배출하는 것은 산업체, 석탄, 자동차가 아니라 반추동물. 반추동물이 1년에 배출하는 메탄의 양은 이산화탄소로 환산할 경우 무려 2.3기가톤. 기후변화를 누그러뜨리고자 하는 사람들이 반추동물에 관심을 갖는 이유가 여기에 있다. 이어 천연가스와 석유산업, 쓰레기 처리과정, 석탄, 벼 재배과정 등에서 메탄이 발생. 반추동물 가운데 메탄을 많이 발생하는 것은 단연 소와 양이다. 소고기나 양고기를 생산하는 데 배출되는 온실가스의 양은 다른 동물의 고기를 생산하는 데 배출되는 온실가스보다 수십배나 많다. 고기 1킬로그램을 생산하는데 배출되는 온실가스 총량을 비교하면, 소고기나 양고기의 경우 돼지고기에 비해 30배 이상 많이 배출. 특히 소고기 1킬로를 생산하는데 배출되는 온실가스 총량은 콩을 생산할 때보다 100배 이상 많다
- 2011년 기준 전 세계에 살고 있는 반추동물은 30억 마리를 크게 넘는다. 이 가운데 소가 14억 마리, 양이 11억 마리, 염소 9억마리, 들소 2억마리 순이다. 특히 지난 50년간 연평균 2천 5백만 마리씩 반추동물이 증가하고 있음. 육류에 대한 수요가 늘어나면서 반추동물은 앞으로도 급증할 전망. 반추동물이 지구 온난화에 미치는 영향이 점점 더 커질 수밖에 없다. 급증하는 반추동물은 토지 사용도 왜곡시킬 수 있다. 반추동물을 기르기 위해 사용되는 땅이 지표면의 26%나 된다. 지표면의 1/4 정도가 소나 양을 기르는 데 사용됨. 반추동물의 먹이인 사료를 재배하는 것도 문제. 현재 경작 가능한 지역의 1/3은 사람이 먹을 식량을 재배하는 것이 아니라 가축사료 생산을 위해 사용됨
- 빙모가 녹아내리면서 솟아오르는 지각이 활화산이나 용암이 들어 있는 지각에 스트레스를 줄 경우 언제든지 화산이 폭발할 가능성이 있다. 연구팀이 우려하는 것이 이 점이다. 연구팀은 약 12000년 전 마지막 빙하기가 끝날 무렵 아이슬란드를 덮고 있던 빙하가 녹아내리며 화산활동이 30배나 증가했던 점을 지적한다. 아이슬란드에서 거대한 화산이 발생할 경우 아이슬란드뿐 아니라 북유럽, 나아가 세계적으로 영향을 미칠 수 있다. 지난 2010년 아이슬란드 에이야프얄라요쿨 화산이 폭발해 아이슬란드뿐 아니라 영국, 노르웨이 등 북유럽 하늘이 화산재로 뒤덮이면서 수 주 동안이나 항공대란이 이어졌고 세계경제에도 큰 피해를 준 바 있다. 지구온난화가 지속될 경우 아이슬란드뿐 아니라 세계 곳곳의 빙하나 빙모는 녹아내릴 수밖에 없다. 현재 빙하나 빙모가 존재하는 세계 곳곳에서 땅이 솟아오를 가능성이 있는 것이다. 지구온난화가 지구의 판 운동에가지 영향을 미치게 되는 것이다.
- 현재 예상으로는 2100년까지 영구동토에 갇혀 있는 43-135기가톤의 이산화탄소에 해당하는 탄소가 대기중으로 방출될 것으로 예상됨. 이렇게 될 경우 영구동토층에서 방출되는 탄소만으로도 전 지구평균기온이 0.1-0.3도 올라갈 것임. 지잔 1906년부터 2005년까지 100년간 지구평균기온이 0.74도 상승한 것과 비교하면 앞으로 100년동안 영구동토가 녹는 것만으로도 지구평균기온이 최고 0.3도 상승한다는 것은 엄청난 변화다. 현재 추세대로 지구온난화가 진행될 경우 2100년에는 현재보다 최고 4도이상 기온이 더 올라갈 것으로 전망됨. 기온상승-->영구동토 해동-->온실가스 방출-->기온상승--영구동토 해동-->온실가스 방출이 반복되는 양의 되먹임 현상이 발생할 가능성이 크다. 지금부터 14600년전인 빙하기 말기 영구동토가 녹으면서 대량으로 방출된 온실가스가 빙하기에서 간빙기인 현 시대로 넘어오는 하나의 계기가 된 것처럼 최근 인간활동으로 인한 급속한 온난화가 가가운 미래에 영구동토를 급격하게 녹게 만들 경우 과거와 비슷한 방법으로 짧은 기간 동안에 갑작스런 기후변화를 초래할 가능성을 배제할 수 없다.
- 흔히 평균기온이 2도 이상 상승하는 경우를 위험한 상황이라 표현. 지구평균 기온이 4도 이상 상승하는 경우는 대재앙이란 단어를 사용. 그렇다면 채굴가능한 화석연료를 모두 사용해 지금보다 기온이 8-11도나 올라가는 지구는 어떤 세상일까? 대재앙을 넘어선 단계로 학계에서는 지금까지 상상할 수 없었던 세상, 지금까지와는 너무 달라 알아볼 수조차 없는 세상이 될 것으로 보고 있다. "석기시대가 끝이 난 것은 돌이 부족해 끝이 난 것이 아니다" 전 사우디 석유상 야마니가 한 말이다. 석유가 고갈되기 훨씬 전에 석유시대가 끝난다는 것을 경고한 말이지만 인류는 현재 화석연료가 고갈되기 훨씬 전에 화석연료 시대를 끝내지 않으면 안되는 상황을 맞고 있다. 돌을 대체한 청동처럼 화석연료를 대체할 수 있는 새로운 에너지 개발이 시급하다.
- 최근 덴마크 연구팀은 10년 내에 화석연료가 점차 자취를 감출 것이라는 전망을 내놓음. 과거에는 하나의 에너지원이 다른 에너지원으로 바뀌는데 수십 년에서 수백년, 아니 수천년이 걸리기도 했지만 이제는 그리 오래 걸리지 않는다는 것. 단적인 예로 지난 60-70년대 우리나라 시골에서는 난방용 연료로 나무를 주로 사용. 하지만 요즘은 시골에서도 나무를 난방용 연료로 사용하는 경우는 찾아보기 어려움. 잠시 연탄을 사용한 적도 있지만 오래 가지 않았다. 등유가 등장했고 곧이어 가스까지 이용하게 됐다. 수백년, 수천년을 이용해 오던 나무라는 에너지원이 석탄으로, 석탄에서 등유로, 그리고 가스로 전환되기 까지 40년이 채 걸리지 않았다. 에너지원이 급하게 바뀐 것. 다른 나라도 마찬가지임. 유럽에서 에너지원이 나무에서 석탄으로 바뀌는데 96-160년 걸림. 하지만 전기가 에너지원으로 널리 보급되는 데는 47-69년 밖에 걸리지 않음. 캐나다 온타리오 주에서는 11년만에 석탄 화력발전이 풍력이나 수력, 원자력으로 모두 대체됨. 03년 주 정부가 주민의 건강보호를 위해 석탄 화력발전소 폐쇄를 결정한 이우 전력 생산에서 25%를 담당했던 석탄 화력이 줄줄이 폐쇄됐고, 14년에는 드디어 모든 화력발전소가 문을 닫음. 인도네시아 가정의 2/3가 사용하던 등유 난로를 가스 난로로 바꾸는 데는 07-09년까지 단 3년밖에 걸리지 않음. 지난 70년 프랑스 전기공급에서단 4%를 차지했던 원자력 발전소의 비중은 82년 거의 40%까지 급등. 브라질의 경우 75년 11월 바이오 연료 정책을 시행한지 6년만인 81년에는 브라질에서 팔리는 신차의 90%가 바이오 연료인 에탄올을 사용하는 차량으로 대체됨
- 열대지방을 여행하거나 열대지방에서 온 사람들을 보면 왠지 몸이 작아 보인다는 생각이 들 때가 있다. 실제로 대대로 열대지방에 사는 사람은 온대지방이나 한대에 사는 사람에 비해 몸이 작은 경향. 유전적 영향일수도 있지만 주변 기후에 적응한 결과일수도 있음. 더운 지방에 사는 사람의 몸이 작은 것은 몸의 부피를 줄이는 대신 상대적을 피부가 차지하는 면적의 비율을 늘려 몸에서 열이 밖으로 잘 빠져 나가도록 변화된 것이고, 반대로 추운 지방에 사는 사람의 몸이 큰 것은 몸의 부피대비 피부가 차지하는 면적의 비율을 줄여 밖으로 빠져 나가는 열을 줄일 수 있도록 변화된 것. 크고 뚱뚱한 사람이 더위를 많이 타고, 마른 사람이 추위를 많이 타는 것은 이런 원리다. 체온을 늘 일정하게 유지하는 새나 포유동물 같은 항온동물은 같은 종일지라도 고위도에 살수록 몸이 크고 저위도에 살수록 대체로 몸이 작다. 19세기 독일 생물학자 베르그만이 주장한 이른바 베르그만의 법칙이다. 사람도 예외가 아니다
- 연구팀은 아마존 열대우림 13개 지점에서 나무의 성장률과 광합성 정도를 측정. 측정 결과 기록적 가뭄이 강타한 지역의 경우 나무의 성장률에는 변함이 없는 것으로 나타난 반면 광합성 작용은 크게 떨어진 것으로 조사됨. 가뭄이라는 극한 상황에서 나무는 광합성이라는 에너지 생산과정을 줄이는 대신 성장이라는 에너지 소비과정을 택한 것이다. 연구팀은 극한 상황 속에서 나무가 주변 다른 나무보다 수분이나 빛 같은 양분을 더 많이 얻기 위해 성장에 우선순위를 둔 것으로 분석. 결국 가뭄이라는 극한 상황에서 광합성을 억제하고 성장에 집중함으로써 흡수하는 이산화탄소는 줄어들고 대신 배출하는 이산화탄소는 크게 늘어나는 상황이 발생한다는 것. 실제로 가뭄이 심했던 지난 2010년 아마존 열대우림에서는 광합성이 크게 줄어들면서 가뭄이후인 11년에 비해 이산화탄소 흡수량이 8억톤-20억톤 줄어든 것으로 나타남. 2000년대 아마존 열대우림의 연 평균 이산화탄소 흡수량이 14억톤인 것을 고려하면 가뭄이 심할 경우 아마존 열대우림에서 흡수하는 이산화탄소는 없거나 오히려 배출하는 양이 더 많을수도 있다. 특히 가뭄으로 말라죽는 나무가 늘어나고 또 죽은 나무가 분해되면서 아마존 열대우림에서는 이산화탄소를 흡수하는 양보다 배출하는 양이 많아질 가능성이 더 높아지는 것이다. 연구팀은 실제로 가뭄기간 동안 식물이 세포유지 같은 건강에 에너지를 쓰지 못하고 성장에 에너지를 집중적으로 사용하면서 가뭄이나 가뭄이 지난 뒤에는 말라 죽는 나무가 크게 늘어남을 확인. 연구팀은 가뭄이 발생할 경우 식물체내 탄소 가용성이 떨어지면서 물관이나 체관이 막히거나 물관에서 기포가 발생해 물 흐름이 끊어질 수 있는데 이 때문에 나무가 말라죽는 것으로 보고 있다. 연구팀은 특히 아마존 지역에서 발생한 05년과 10년의 기록적 가뭄은 기후변화의 영향이 큰 것으로 보고 있다. 문제는 기후변화가 지속될 경우 열대우림지역의 가뭄은 더 심해지고 더 자주 나타날 가능성이 높아진다는 것. 앞으로는 열대우림에서 이산화탄소를 흡수하는 것보다 이산화탄소를 더 많이 배출하는 경우가 잦아질 수 있다.