시간과 공간을 초월한 빅 히스토리 코스모스 (12) 지구의 메시지

시간과 공간을 초월한 빅 히스토리 코스모스 (12)

 지구의 메시지 

지구 온난화

지구를 위협하다

금성은 처음 10억 년 동안은 우리의 세상과 크게 다르지 않은 낙원 같은 곳이었을 겁니다. 그러다 상황이 지독히 악화되기 시작했습니다. 한때 천국 같았던 금성은 지옥에 가까운 곳으로 변해 버렸습니다. 미묘한 차이가 그런 변화를 만들 수 있습니다.

약간의 온실 효과는 유익하지만, 지구의 온실 효과는 심각한 속도로 빨라지고 있습니다. 그 주범이 인간이라는 증거들을 하나하나 확인해 보고, 지구 온난화에 대한 깊은 심각성을 깨달아봅니다.

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지옥으로 변한 금성

- 금성 대기의 짙은 이산화탄소가 온실효과 일으켜

금성의 바다는 사라진 지 오래됐고, 금성 표면은 납이 녹을 정도로 뜨겁습니다. 왜일까요? 금성이 지구보다 태양에 30% 더 가깝지만 그것 때문은 아닙니다. 금성을 완전히 뒤덮고 있는 황산 구름이 표면으로 들어오는 햇빛을 거의 차단하고 있습니다. 따라서 금성은 지구보다 훨씬 더 추워야 합니다. 그런데 왜 이토록 뜨거울까요? 구름을 뚫고 표면에 도달하는 적은 양의 햇빛이 빠져나갈 길이 없기 때문입니다. 짙은 대기가 에너지의 흐름을 막고 있습니다. 대기의 주성분인 이산화탄소가 숨 막히는 열기를 가두고 있는 겁니다. 금성에선 아무도 석탄을 태우거나 차를 몰지 않습니다. 지적 생명체의 개입 없이도 환경 파괴는 가능합니다. 금성은 걷잡을 수 없는 온실 효과의 포로입니다.

이산화탄소의 온실효과

- 심각한 이산화탄소 증가는 생명을 위협하는 기후 변화 일으켜

따뜻한 물체들은 육안으로 볼 수 없는 빛을 방출합니다. 바로 열적외선입니다. 태양에서 온 빛이 지표면에 도달합니다. 지구는 그 에너지의 많은 부분을 흡수하고 그로 인해 온도가 올라가 지표면이 적외선을 발합니다. 대기의 이산화탄소는 밖으로 나가는 열복사선을 대부분 흡수해서 많은 부분을 지표면으로 돌려보냅니다. 그 때문에 지구가 더 더워집니다. 그게 온실 효과입니다. 에너지 흐름의 기록일 뿐인 이 기초 물리학에 논란의 여지는 없습니다. 우리 대기에 이산화탄소가 전혀 없다면 지구는 커다란 눈덩이에 불과할 거고 우리도 존재하지 못했습니다. 약간의 온실 효과는 좋지만 심해지면 기후가 불안정해지고 생명에 해가 됩니다.

지구의 이산화탄소 급증

- 인류 문명이 발달하며 전례 없는 속도로 증가

오늘날 금성의 대기는 지구 대기보다 90배나 무겁습니다. 그 대부분이 열을 가두는 이산화탄소입니다. 이것이 금성이 생명이 살 수 없는 불구덩이가 된 이유입니다. 지구는 그와 반대로 살아 있습니다. 숨을 쉬고 있습니다. 아주 천천히, 한 호흡에 1년이 걸립니다.

지구 생물은 대부분 숲에 있고 숲은 대부분 북반구에 있습니다. 북쪽에 봄이 오면 숲은 대기 중의 이산화탄소를 들이쉬며 푸르게 우거집니다. 대기 중의 이산화탄소는 감소합니다. 가을엔 식물이 잎을 떨어뜨리고 낙엽이 부패하며 이산화탄소를 다시 대기로 내쉽니다. 계절은 반대지만, 남쪽에서도 같은 일이 일어납니다. 하지만 남반구는 대부분 바다입니다. 따라서 이산화탄소량의 연간 변화를 조절하는 건 북반구의 숲입니다. 지구는 수천만 년 동안 그렇게 호흡해 왔습니다. 하지만 1958년까지는 아무도 몰랐습니다. 해양학자인 찰스 데이비드 킬링(Charles David Keeling)이 대기 중 이산화탄소량을 정확히 측정하는 방법을 개발할 때까지는 아무도 지구의 정교한 호흡에 대해 몰랐습니다. 그는 이산화탄소 농도가 인류 역사상 전례 없는 속도로 급증하고 있다는 사실도 발견했습니다. 이산화탄소는 계속 증가해 왔습니다. 농업과 문명이 발달한 기간 동안 이산화탄소 농도는 급상승합니다. 사실, 지구는 300만 년 동안 이런 급변을 겪은 적이 없습니다.

그 증거는 물에 남아 있습니다. 과거에 내린 눈에 지구의 자세한 일지가 기록돼 있습니다. 기후학자들이 그린란드와 남극의 빙하에서 얼음 기둥을 채취했습니다. 그 얼음 층들에 고대의 공기가 갇혀 있습니다. 우리는 지난 80만 년에 걸친 지구 대기의 기록을 읽을 수 있습니다. 그동안 대기 중 이산화탄소량은 0.03%를 넘은 적이 없습니다. 20세기로 접어들 무렵까지 그랬습니다. 그 후, 이산화탄소 농도는 급증해 왔고 지금은 산업 혁명 전보다 40% 이상 높습니다. 석탄과 석유, 가스를 태우며 우린 지구가 흡수하는 것보다 빠른 속도로 이산화탄소를 내뿜고 있습니다. 따라서 이산화탄소는 대기에 쌓이고 지구는 더워집니다.

이산화탄소의 온실효과, 빙하와 영구동토대를 녹이다

- 이산화탄소에 의한 온난화를 확대하는 많은 자연 작용

오늘날 기후 변화의 주된 요소는 화석 연료에 의해 발생하는 이산화탄소로 더 많은 열을 가두는 역할을 합니다. 그 추가된 에너지의 일부는 대기를 데우고 대부분은 바다로 갑니다. 전 세계의 바다가 따뜻해지고 있습니다. 그 영향은 북극해와 그 주변 지역에서 뚜렷이 나타납니다. 사람들이 거의 찾지 않는 외딴 지역에서 여름에 바다 얼음이 줄어들고 있는 겁니다. 북극 얼음이 녹는 것이 우리와 무슨 상관일까요?

얼음은 지구의 표면 가운데 가장 밝은 부분이고 대양은 가장 어두운 부분입니다. 얼음은 쏟아지는 햇빛을 우주로 반사하지만 물은 햇빛을 흡수해 더 따뜻해지고 그 때문에 더 많은 얼음이 녹게 됩니다. 그럼 햇빛을 흡수할 바다 면적은 더욱 넓어집니다. 이를 '양성 순환 고리'라고 합니다. 이산화탄소에 의한 온난화를 확대하는 많은 자연 작용 중 하나입니다. 북극해 가장자리인 미국 알래스카 주의 드루 포인트는 약50년전만해도 해안선은 16km 밖에 있었고 1년에 6m 가량 떨어져 나갔습니다. 그런데 지금은 1년에 약 15m씩 후퇴하고 있습니다. 북극해는 갈수록 점점 더 빠르게 따뜻해집니다. 1년 중 바다에 얼음이 없는 기간도 더 길어지고 있습니다. 그 때문에 해안이 폭풍우에 침식되는 기간도 늘어났는데 기후 변화의 영향으로 폭풍우 또한 더욱 강력해지고 있는 실정입니다.

알래스카와 시베리아 캐나다 북부 지역은 대부분 영구 동토대입니다. 수천 년 동안 내내 얼어붙어 있던 땅입니다. 그 땅에는 수천 년 전의 식물이 남긴 나뭇잎과 뿌리 등 많은 유기물이 들어 있습니다. 북극 지방은 세상 어디보다 빠르게 따뜻해지고 있기 때문에 영구 동토대가 녹으면서 그 함유물들이 썩어 갑니다. 냉장고 플러그가 뽑힌 것 같은 상황입니다. 녹아가는 영구 동토대는 이산화탄소와 더불어 더 강력한 온실가스인 메탄을 대기로 뿜어냅니다. 그 때문에 세상은 더 더워집니다. 양성 순환 고리의 또 한 예입니다. 영구 동토대는 대기 중의 이산화탄소를 두 배로 늘리고도 남을 탄소를 지니고 있습니다. 이런 속도면 세기 말까지 그 대부분이 배출될 수도 있습니다. 우리는 지금, 기후를 되돌릴 수 없는 단계로 내몰고 있는지도 모릅니다.

* 본 포스팅은 내셔널지오그래픽 채널의 제공으로 네이버캐스트(오늘의 과학 - 다큐사이언스)와 함께 연재되며, 사이언스북스 블로그에는 일부 내용이 추가되어 있습니다. 

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글·영상/사진 제공 : 내셔널지오그래픽채널 http://www.ngckorea.com  

[관련 방송] 내셔널지오그래픽채널 “시간과 공간을 초월한 빅 히스토리, 코스모스 12부. 지구의 메시지”

2014년 5월 31일 토요일 밤 11시 방송(매주 토요일 밤 11시 방송)

1980년, 전 세계 7억 5천만 명의 시청자를 열광시킨 칼 세이건의 [코스모스]. 2014년, 내셔널지오그래픽채널에서 더욱 화려하게 부활한다. 총 제작비 450억, 총 에피소드 13편, 전 세계 180개국 동시 방송! 과거에도 있었고, 현재에도 있으며, 미래에도 있을 그 모든 것!