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브런치북 나는 기후위기 행성에 살고 있다 08화

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by 정종오 Jul 11. 2021

물, 물, 물…물에 대한 10가지 사실

[기후변화 WITH YOU] 담수가 사라지고 있다

갈증이 납니다. 물을 마시고 싶습니다. 하루에 물을 한 모금도 마시지 않는 이는 드뭅니다. 지구에서 물은 가장 흔하게 볼 수 있는 기체이자, 액체이자, 고체입니다. 미국 항공우주국(NASA)이 ‘물에 대한 10가지 재미있는 사실’을 내놓았습니다. 물에 대한, 물에 관한 내용입니다. 우선 이 사실부터 알아보도록 하죠.

물은 생명체의 근원

그린란드 빙하가 녹으면 전 세계 해수면은 6m 상승한다.

첫 번째, 물은 생명체를 찾는 열쇠입니다. 물이 있는 곳엔 생명체가 있습니다. 물은 생명체를 이루는 기본 요소입니다. 모든 생명체에는 물이 있습니다. 깊은 바닷속에 있든, 가장 건조한 사막에 있든 다르지 않습니다. 지구는 물이 풍부합니다. 이 때문에 다양한 생명체가 살아 숨 쉽니다. 우주 생물학자들은 다른 행성에서 생명체를 찾는데 물의 존재 여부를 먼저 살펴봅니다. 물이 있으면 생명체가 있을 가능성은 충분하기 때문입니다.

두 번째, 지구 물의 대부분은 바다에 있습니다. 지구상에 존재하는 물의 96.5%는 바다가 차지합니다. 지구의 71%는 물로 채워져 있습니다. 이 중 0.001%는 대기권에 떠 있습니다. 바다 온도가 최근 급상승하고 있습니다. 이 때문에 산성화가 이뤄지고 바다 생태계가 무너지고 있습니다.

세 번째, 대부분의 담수는 얼음 안에 있습니다. 지구상의 3.5%의 물만이 신선합니다. 염분이 거의 없는 담수입니다. 이 같은 담수는 호수, 강, 개울 등에서 찾을 수 있습니다. 또한 지하수와 빙하에도 담수가 존재합니다. 지구상에 존재하는 담수의 68%는 얼음과 빙하에 들어있습니다. 나머지 30%는 지하수입니다.

네 번째, 소금물에 있는 소금의 양은 지역에 따라 모두 다릅니다. 평균 1갤런(약 3.8ℓ)의 바닷물에는 1컵의 소금이 들어있습니다. 그 비율은 천차만별입니다. 대서양은 태평양보다 염분 농도가 더 높습니다. 전 세계에서 가장 염분이 높은 물은 남극에 있는 돈 주앙(Don Juan) 연못입니다.

다섯 번째, 한 방울의 물에도 많은 생명체가 살 수 있습니다. 한 방울의 물에 수백만 개의 박테리아와 바이러스가 존재합니다.

여섯 번째, 어떤 물은 혜성으로부터 배달받은 것입니다. 지구를 형성하고 있는 바위 같은 물질도 물을 가지고 있습니다. 이 물 중에는 혜성이 지구에 전달해 준 것도 있습니다. NASA 측은 혜성이 지구에 정기적으로 물을 배달했을 것으로 해석하고 있습니다. 수십억 년 동안 혜성이 지구에 물을 공급하면서 지금과 같은 바다가 만들어졌다는 설명입니다.

일곱 번째, 얼음이 물에 뜨는 것은 신비롭습니다. 대부분 고체는 서로 가깝게 원자가 밀착하면서 밀도가 매우 높습니다. 이 때문에 고체는 물에 가라앉습니다. 신기하게도 물의 고체인 얼음은 덜 치밀합니다. 고체임에도 얼음은 물에 가라앉지 않습니다. 만약 얼음이 가라앉는다면 바다 전체가 단단해지고 말 것입니다.

여덟 번째, 우리 몸은 대부분 물로 돼 있습니다. 신생아의 경우 몸의 78%는 물입니다. 성인의 경우 약 55~60%가 물로 구성돼 있습니다. 우리 몸이 하는 모든 활동에 물이 관계합니다. 혈액은 영양분을 우리 몸 구석구석에 전달해 주는 역할을 합니다. 또한 몸 온도를 유지하는 데도 물은 중요합니다. 한 마디로 인간은 물에 의존해 사는 생명체입니다.

아홉 번째, 식물에서 물은 중력을 무시합니다. 물은 위에서 아래로 흐릅니다. 식물은 뿌리에서부터 시작해 물을 끌어 올립니다. 중력 법칙에 어긋납니다. 물의 특징 중 하나는 ‘끈적끈적함’에 있습니다. 이 때문에 물은 둥근 모습입니다. 이 ‘끈적끈적함’ 때문에 식물은 뿌리에서부터 잎까지 물이 아래에서 위로 이동할 수 있습니다.

마지막으로 물은 세 가지 다른 형태로 동시에 존재합니다. 고체(얼음), 액체, 기체(수증기) 등입니다. 장마가 끝나면 무더위가 찾아옵니다. 물의 소중함을 일깨우며 깨끗한 물을 마실 수 있는 행복을 만끽하시기 바랍니다. 그만큼 깨끗한 물을 유지하기 위한 노력도 잊지 말아야 할 것입니다.

고산지대 눈 두께, 2050년엔 지금보다 40% 줄어들어

히말라야, 알프스, 안데스 등 고산지대 빙하가 빠르게 녹고 있다. 페루의 빙하호수. [WMO]

“파라모(Paramo)를 보전해야 한다. 이를 위해서는 국제 연대와 지원이 필요하다.”

이반 두케 콜롬비아 대통령이 최근 ‘파라모 보전’을 외치고 나섰습니다. 파라모(Paramo)는 남미의 수목한계선 위에 있는 열대 산악 초지를 말합니다. 파라모는 남미의 북안데스 지역에서 볼 수 있는 특별한 생태계로 알려져 있습니다. 콜롬비아 기후는 더운 곳에서부터 추운 곳까지 다양합니다 ‘더운 땅(해발고도 1000m 이하)'에는 열대작물이 자랍니다. 가장 비옥하고 많은 인구가 사는 ‘온화한 땅’은 고도 1000~2000m 사이 지역을 말합니다. 커피 재배에 가장 좋은 조건을 지녔습니다.

고도 2000~3200m는 ‘추운 땅’이라고 하는데 밀과 감자 농사를 짓는다고 합니다. 이어 3200~3900m는 ‘숲 지대’입니다. 3900m를 넘으면 수목한계선 위에 위치하고 ‘파라모스(paramos)’라고 명칭합니다. 해발고도 3900~4600m 사이입니다. 마지막으로 4600m 이상의 고도는 기온이 영하로 떨어지는 ‘언 땅’으로 만년설과 얼음이 있습니다.

콜롬비아에서 2020년 12월 11일 세계 고산 정상회의(World High Mountain Summit)가 열렸습니다. 4개 대륙에서 공공과 민간 전문가 50명 이상이 참여했습니다. 코로나19(신종 코로나) 확산으로 온라인으로 개최됐습니다.

고산지대는 지구 전체 지표면의 4분의 1을 차지할 정도로 큽니다. 지구 가열화(Heating)로 고산지대 또한 홍역을 치르고 있습니다. 산꼭대기에 있는 만년설과 빙하가 녹고 있습니다. 이 때문에 고산지대에 사는 인류는 담수 확보에 비상이 걸렸습니다. 생물 다양성과 생태계도 파괴되고 있어 대책 마련이 절실하다는 게 전문가 진단입니다.

안토니오 구테헤스(Antonio Guterres) UN 사무총장은 “산은 생물 다양성을 지탱하는 원천”이라며 “지구 생물의 4분의 1 이상이 산에 근거를 두고 있는데 최근 기후변화가 가속되면서 심각한 위기에 처해 있다”고 말했습니다.

그는 “고산지대 빙하가 전례 없는 속도로 녹고 있다”며 “무엇보다 고산지대 눈 두께가 오는 2031~2050년쯤엔 지금보다 10~40% 정도 줄어들 것이란 암울한 연구 결과도 나왔다”고 지적했습니다. 지탱 가능한 미래와 지구의 생태계 건강을 확보하기 위해서는 고산지대 기후변화 대책을 마련해야 한다고 강조했습니다.

이번 가상 정상회의에서는 고산지대에 미치는 기후변화 영향에 주목했습니다. 크게 세 가지 주제를 다뤘는데 ▲생물다양성과 생태계 서비스 ▲기후변화와 가변성 ▲정부와 사회의 관련 투자 등이었습니다.

이반 두케(Ivan Duque) 콜롬비아 대통령은 이번 회의에서 ‘파라모’ 보전을 위한 국제적 연대를 제안했습니다. 지구 가열화로 안데스 산맥 등에서 만년설과 빙하가 녹으면서 바로 그 아래에 있는 ‘파라모’가 위험에 처해있다는 판단에서입니다.

페테리 탈라스(Petteri Taalas) 세계기상기구(WMO) 사무총장은 영상 메시지를 통해 “WMO는 산악 생태계이면서 물과 생물 다양성의 원천인 ‘파라모’ 보존을 위한 국제 연대 제안을 적극적으로 찬성하고 지원할 것”이라고 말했습니다. 산악지역은 담수의 중요한 원천이면서 생물 다양성은 물론 문화 다양성의 중심지이기도 합니다. 이런 산악지대가 최근 지구 평균온도가 상승하면서 날씨, 수문, 생태계 등에 심각한 위협이 닥쳐오고 있습니다. 궁극적으로 인류를 파괴하는 흐름으로 이어지고 있습니다.

기후변화 등으로 산악지역의 물 가용성에 대한 불확실성이 급격히 증가했습니다. 이는 곧바로 고산지역은 물론 하류의 농업, 임업은 식량 생산에 영향을 미칩니다. 이어 일반 가정용 물 공급에도 심각한 차질을 빚으면서 인류 건강에 위협이 되고 있습니다.

WMO는 2021년부터 2027년까지 페루, 볼리비아, 아르헨티나, 콜롬비아, 에콰도르 등을 대상으로 기후변화에 따른 예측 가능성을 높이고 문제 해결을 위해 적극적으로 지원할 계획입니다. 이 지원에는 ‘돌발홍수 가이드 시스템(Flash Flood Guidance System, FFGS)도 포함됩니다. WMO 관계자는 “고산지대의 경우 눈과 빙하가 녹으면서 예측 불가능한 위험이 급격히 증가하고 있다”며 “그런데도 아직 관련 관찰과 감시 시스템을 비롯해 경보, 분석 시스템이 부족한 게 남미 현실”이라고 지적했습니다.

NASA, 처음으로 전 세계 물 변동성 조사 완료

콜로라도강의 미드 호수. [사진=National Park Service]

전 세계 물 변동성에 대한 첫 번째 조사가 2021년 3월 완료됐습니다. 시간에 따라, 계절에 따라, 날씨와 기후에 따라 담수가 주기적으로 어떻게 변동하고 있는지를 알아낸 것입니다. 이번 조사에는 지구촌의 호수와 연못, 저수지 물의 변동에 대한 자료가 담겼습니다. 그 전에는 너무 작아 우주에서 측정하기 어려웠던 작은 곳까지 포함됐습니다. 이번 연구에는 미국 항공우주국(NASA)의 인공위성 아이스샛(ICESat-2)이 동원됐습니다.

아이스샛은 1초에 1만번의 레이저 펄스를 지구로 보냅니다. 이를 위성에서 되받아 지표면의 정확한 고도를 계산해 낼 수 있습니다. 이에 대한 데이터를 정기적으로 과학자들이 분석하면 작은 호수와 연못의 변화까지 확인할 수 있습니다. 이번 연구를 진행한 과학자들은 22개월 동안 이 같은 데이터를 통해 22만7386개의 수역 등을 살펴봤습니다. 계절이 바뀔 때마다 추적 연구했습니다. 연구 결과 자연적 호수와 연못 등의 변동성은 약 22cm에 달했습니다. 댐 설치 등 인간이 관리하는 저수지의 경우 그 변동성은 자연 변동성보다 4배 정도 더 컸습니다. 약 86cm에 이르렀습니다.

전 세계적으로 자연 호수와 연못은 인간이 관리하는 저수지보다 24배 더 많습니다. 그런데도 저수지가 전 세계 물 저장 변동성의 57%를 차지한다고 연구팀은 진단했습니다. 인위적 물 관리가 이뤄지고 있다는 것을 의미합니다.

사라 쿨리(Sarah Cooley) 스탠퍼드대 원격감지 수문학자는 “물 관리에 있어 변동성과 그 유형을 찾는 것은 전 세계 물 순환을 우리가 어떻게 바꿀 수 있는지를 보여주는 데이터”라며 “물 저장에 있어 인류의 영향은 우리가 생각했던 것보다 훨씬 크다”고 분석했습니다.

자연 호수와 연못에서 수위 변화는 계절에 따라 달라집니다. 비가 많이 오면 수위가 높아집니다. 반면 덥고 건조할 때는 줄어들기 마련입니다. 저수지의 경우는 다릅니다. 자연적 변화가 아닌 인간에 의해 인위적으로 조절되기 때문입니다. 댐의 대표적입니다. 댐은 장마철에 비가 많이 오면 인위적으로 수위 조절을 위해 물을 방류하기도 합니다.

연구팀은 지역에 따라 물 변동성에 대한 유형도 발견했습니다. 저수지의 경우 중동, 아프리카 남부, 미국 서부에서 가장 다양하게 나타났습니다. 호수와 연못의 자연적 변화는 열대 지역에서 더 두드러졌습니다. 이번 연구 결과는 앞으로 인간 활동과 기후변화로 담수의 가용성을 어떻게 변화시켜야 하는지에 대한 후속 연구의 기본이 될 것으로 기대됩니다. 인구가 증가하면서 전 세계는 더 많은 물이 필요하기 마련입니다. 지금도 물 부족을 겪는 곳이 많습니다. 앞으로 물 부족은 더 심각해질 것으로 전망되고 있습니다.

쿨리 박사는 “전 세계 지구촌의 물 변동성이 정확히 어떻게 되는지를 파악하는 것은 매우 중요하다”며 “앞으로 예상되는 물 부족 등 여러 악조건 상황에 대비할 수 있는 길을 찾을 수 있다”고 강조했습니다. 쿨리 박사는 이번 연구 결과의 의미를 세 가지로 정리했습니다. 우선 미래에 물 관리가 어떻게 변해야 하는지를 가늠할 수 있다는 것입니다. 둘째, 가장 큰 변화가 있는 곳은 어딘지 알 수 있다고 했습니다. 셋째, 물 저장에 어떤 위협이 존재하는지를 파악할 수 있다고 설명했습니다.

NASA 측은 “인공위성이 모든 호수와 연못, 저수지 등에 대해 앞으로 계속해 정밀 추적해 측정할 것”이라며 “이 기본 데이터를 통해 수문학은 물론 다른 과학 연구에도 응용될 수 있을 것”이라고 덧붙였습니다.

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