지구공학이 지구온난화를 막을 수 있을가?

 

최근 2년 연속  겨울이 추워지면서 일부에서는 지구온난화가 진행되는 것이 맞는지 의아해 한다. 그러나 2010년 지구 전체의 평균기온은 기상관측을 한 이후로 가장 더웠었다.

 

다만 최근  2년 겨울이 추워진 이유는  북반구로 흐르는 난류의 흐름이 약해져서  2010년부터 10년-20년 동안 북반구 전체의 평균기온이 2-3도 내려가는 "미니 빙하기"에 접어들고 있다는 의견으로 설명이 된다.  미니빙하기의 원인과 영향에 대한 자세한 것은 이 블로그의 글인 "미니빙하기" 참조 http://blog.daum.net/shkong78/885

 

지구의 기후는 많은 변화를 겪었다. 가장 최근의 빙하기는 약 8200년전에 끝났다. 그 이후 약 7000여년동안 서기 1300년도까지는 지구의 기온이 따스하였다. 그러다가 서기 1300년부터 1850년 사이에 지구 전체는 소빙하기를 겪는다. 그 기간동안 지구 전체에 극심한 기후변화가 있었다. 

 

캄보디아의 앙코르 와트를 처음 건설한 수르야바르만 2세(재위 1113~1150년)시기부터 약 200여년간은 지구 전체의 기후상태가 온화하였다. 그 동안 거대한 사원건축과 정교한 수로가 건설된 것이다.  앙코르 와트 부근의 지역도 소빙하기 초기의 14세기에  장기간 가뭄을 겪었고 그러다가 15세기초에는 장마로 심한 홍수를 겪으면서 도시의 기능이 파괴된 것이다 결국은 도시 자체가 버려지게 된 것이다.  이에 대해 더 자세한 것은 이 블로그의 글 "앙코르 와트는 지구 기후 변화를 극복하지 못하여 버려졌다." 참조 http://blog.daum.net/shkong78/573

 

 

 

 

 
1850년 이후에 지구 전체의 기온이 올라가는   간빙기를 겪고 있다.  인류의 온실가스 배출이 최근 기후 변화의 주된 이유인가 아닌가에 대해 논란도 있다. 간빙기는 태양과의 평균 거리 등 다른 천문학적 원인에 의하여 시작할 수도 있다. 그러나  이산화탄소를 포함한 온실가스의 배출은 지구온난화를 가속시킬 것이다. 위 사진에 보이는 캐나다 쟈스퍼 국립공원에 있는 아바다스카 빙하는 1842년에 최대의 크기로 지금의 큰 길 옆까지 있었다. 그러나  지금은 큰 길에서 1.2km를 올라가야 볼 수 있는 상황으로 수축을 하여 지구온난화 현상의 심각성을 실감하게 한다.

 

 

1896년 스웨덴의 과학자 스반테 아레니우스는 지구 대기의 이산화탄소 농도가 2배로 될 경우 지구 전체의 평균온도가 약 5도 올라갈 것으로 계산하였다. 그러나 그 당시의 화석연료 사용량이나 자연적인 이산화탄소 배출량으로 보면 지구 대기의 이산화탄소 농도가 2배로 되는데 수천년이 걸린 것으로 예상하였다.

 

그러나 지금 이대로 가면 2100년에 지구 대기의 이산화탄소 농도가 2배가 되고 지구 전체의 평균기온이 약 5도 올라가게 될 것이다. 그러나 이산화탄소 배출량을 줄이고 그러한 목적을 위하여 탄소세를 부가하는 것에 대해서는 개발도상국은 물론 여러나라에서 반대가 많아 실행이 어렵다.

 

그래서 한편에서는 "지구공학(geoengineering)"이라는 인위적인 방법으로 지구 기온을 낮추는 방안을 고려해야 한다는 주장도 있다. 이에 대한 자세한 내용이 미국 일간지 USA Today에 실렸다.  원문은 아래 링크 참조  http://www.usatoday.com/weather/climate/globalwarming/2011-02-25-geoengineering25_CV_N.htm

 

 지구공학에 관한 내용을 요약하여 소개한 후 필자의 의견을 이야기 하여 본다.

 

인위적으로 지구전체의 평균기온을 낮추는 방법으로 다섯 가지가 고려된다.

 

1. 화산효과

가장 효과가 확실한 것은 대기 상층권에 이산화황을 에어로졸이라는 미세한 방울 형태로 발사하는 것이다. 그 원리의 기초는  대규모 화산 폭발 후 그에 포함된 이산화황 개스가 성층권까지 올라가서 햇볕이 지구 표면에 도착하는 양을 줄여서 지구의 온도가 낮아지는 것이다. 예를 들어 1991년도 필리핀의 피나투보 화산의 대규모 폭발 이후 1992-1993년 사이 지구 전체의 기온이 0,5도 정도 낮아져서 지구온난화 현상이 약 10년정도 정체되었다고 한다. 인위적으로 그러한 것을 인류가 시도하는 것이다.

 

이러한 것을 시도할 경우 아프리카나 아시아 일부지역에서 냉해나 가뭄 등으로 예기치 아니한 큰 재해가 발생할 수 있다. 이산화황 에어로졸이 다시 지상으로 내려올 경우 국지적으로 산성비의 위험도 있다.

 

2, 바다의 부영양화

바다에서 현재 플랑크톤의 농도를 제약하는 것이 철분 농도이다. 따라서 바다에 철분을 인위적으로 더 첨가하여 플랑크톤의 양육을 조성하여 대기의 이산화탄소의 흡수량을 늘리는 것이다. 이와 관련하여 고래가 철분을 재생하여 지구온난화 방지에 도움을 주고 있다는 연구결과가 있었다. 이 블로그의 글  "고래가 지구 온난화 방지에 기여" 참조 http://blog.daum.net/shkong78/613

 

이 방법의 문제점은 플랑크톤 부영양화 (적조 현상을 생각하면 된다)로 물고기를 죽일 수 있고, 또한 다른 온실가스인 메탄의 발생량을 늘릴 수 있는 점이다.

 

3, 산림화

사막에 나무를 심거나 유전공학을 이용하여 대기의 이산화탄소의 포착량이 많은 나무를 개발하여 식수하는 것이다.

사실 이 방법이 사막으로부터 불어 오는 황사현상을 줄이는 장점도 있고 부작용이 가장 적어  현실적이다. 미국의 과학잡지인  "파퓰라 사이언스(Popular Science’s  )잡지에서 사막지역에서 나무를 자라는 것을 도와주는 간단한 물탱크와 같은 발명이  2010년 최고의 발명품으로 선정된 점도 이와 관련이 있다. 자세한 것은 이 블로그의 글 "지구녹화를  도와주는 발명" 참조 http://blog.daum.net/shkong78/854

 

 

 다만 탄소흡수만을  효율적으로 하는 유전자 조작된 나무를 도입할 경우  자연 생태계에 미치는 영향이나 다른 수종의 용도 즉 목재, 과실수 등의 문제가 있다. 따라서 전면적인 도입에는 신중을 기하여야 한다. 더 자세한 것은 이 블로그의 글 "유전자 개량된 나무가 지구온난화를 해결할 수 있다" 참조 http://blog.daum.net/shkong78/799

 

4, 구름 공학

지붕을 흰 색으로 칠하거나, 각종 식물 표면이 햇볕을 다시 반사하거나 또는 구름의 양을 늘려 지구 표면에 도달하는 햇볕 조사량을 줄이는 것이다. 이러한 방법은 비용대비 효과도 불확실하고 구름량을 잘 못 늘렸다가 지역적인 폭우나 홍수 피해가 예상되어 실제 실행하기 어렵다.

 

5, 우주 거울

 

지구와 태양사이에 거울을 두어 지구에 도달하는  햇빝의 조사량을 줄이는 것이다. 이 방법을 실행하기 위한 로킷 발사 비용이 과다할 뿐 아니라 잦은 로킷의 발사과정에서 지구 성층권에 축적되는 탄소입자가 지구 온난화를 촉진시키는 문제가 있다. 이와 관련하여 성층권에서 지구를 보는 우주관광이 실현되면 지구 온난화를 촉진시키는 원인이 될 것이라는 연구결과가 있었다. 그에 대한 자세한 것은 이 블로그의 글 "우주관광이 지구온난화를 가속시킨다" 참조 http://blog.daum.net/shkong78/833

 

결국 위 다섯 가지 방법 중 현실성이 있는 것은 세번째 산림화 방법뿐이다. 다른 것은 비용이나 다른 부작용 때문에 고려하기 어렵다. 그러나  산림화만으로 대기중의 이산화탄소 농도를 충분히 제어할 수 있다는 보장이 없으므로  지구온난화를 막기 위하여서는 이산화탄소 등 온실가스 배출량을 각국이 협의하여 줄이도록 하여야 한다. 따라서 대한민국도 장기적인 국가경쟁력을 고려하여 온실가스 배출을 줄이는 그린에너지 산업에 지속적인 투자가 필요하다고 본다.