티핑포인트의 도미노
25_지금은 기후열파시대
25_지금은 기후열파시대
티핑포인트의
도미노
오스트레일리아의 기후 회복 연구센터(Breakthrough)
선을 넘은 티핑포인드
오스트레일리아의 기후 회복 연구센터(Breakthrough)는 2022년에 ≪기후 도미노: 티핑포인트 리스크(Tipping Point Risks for Critical Climate Systems)≫를 발표한다. 이 보고서에 의하면, 현재 지구의 주요 기후 시스템이 인간 활동에 의해 임계점을 넘어섰으며, 이로 인해 비가역적이고 급격한 변화가 연쇄적으로 발생할 수 있음을 경고하고 있다. 보고서는 특히 티핑포인트(tipping point)란 소규모 변화가 특정 임계점을 넘어서면서 시스템 전체를 질적으로 다른 상태로 전환시키는 과정을 지칭하며, 이는 복잡계적 연쇄작용(cascading effects)으로 확대될 수 있다는 점에서 중대한 우려를 불러일으킨다.
이러한 변화는 단일 사건이 아니라 상호 연결된 도미노 현상(cascading tipping points)으로 나타날 수 있으며, 지금과 같은 온난화 수준(약 1.2℃ 상승)에서도 이러한 변화가 현실화되고 있음을 강조한다. 이는 국제사회가 수립한 1.5℃ 혹은 2℃ 목표조차 이미 안전 기준을 초과했음을 의미하며, 기존 기후 정책과 모델에 대한 근본적인 재검토가 필요함을 역설한다. 이 보고서에서는 임계점을 초과한 기후시스템에 대한 메시지를 강하게 전하고 있다.
서남극 Thwaites 빙하: ‘심판의 빙하’가 의미하는 것
서남극의 Thwaites 빙하는 현재 인류가 마주한 해수면 상승의 가장 위험한 기점 중 하나로 지목된다. 이 빙하는 그 자체로도 방대한 양의 얼음을 포함하고 있지만, 더욱 우려스러운 점은 그 구조적 불안정성이 인접한 빙하들에 연쇄 붕괴를 유발할 수 있다는 점이다.
과학자들은 Thwaites의 해안 빙붕이 빠르면 향후 5년 이내에 붕괴될 가능성이 높다고 경고한다. 이 경우 빙하의 흐름과 해양 유입이 가속화되며, 단독으로도 해수면을 최소 65cm 상승시킬 수 있다. 나아가, 인접한 Amundsen 해 빙하들도 함께 무너진다면, 최종적으로 해수면은 최대 3~5미터까지 상승할 수 있다. 더 심각한 사실은, 이 지역이 이미 과학자들이 말하는 “돌이킬 수 없는 후퇴 지점(point of no return)”을 넘어섰다는 점이다. 이는 더 이상의 온난화가 없이도 시스템 내의 피드백만으로 빙하 붕괴가 자율적으로 진행될 수 있음을 의미한다.
북극: 가장 빠른 속도로 붕괴되는 지구의 최전선
북극은 현재 전 세계에서 가장 빠른 속도로 기후 변화가 진행되고 있는 지역이다. 평균적으로 지구보다 4배 빠른 속도로 온난화가 진행 중이며, 특히 여름철의 해빙 감소는 위기 수준에 이르렀다. 1980년대에 비해 북극 해빙의 면적은 약 75% 감소했으며, 다년빙은 거의 사라진 상태다. 이러한 해빙의 손실은 단순히 면적의 축소에 그치지 않는다. 얼음이 줄어든 자리를 검은 바다가 대체하면서 태양열 흡수가 증가하고, 이는 다시 주변 해빙의 융해를 가속시키는 강력한 양의 피드백 메커니즘으로 작동한다.
또한, 북극 온난화는 제트기류의 불안정성을 야기하여 북반구 전역에 이례적인 이상기후, 폭염, 혹한, 홍수 등의 발생 빈도를 증가시키고 있다. 과학자들은 이 지역에서 조만간 여름철 완전 해빙 상태(Blue Ocean Event)가 도래할 수 있다고 경고하고 있으며, 그 시기는 2020년대~2030년대 초로 예측된다.
그린란드 빙상: 지속 가능성의 문턱을 넘어서다
그린란드의 빙상 역시 이미 시스템 안정성의 임계치를 초과했다는 것이 과학계의 중론이다. 평균 기온 1.2℃ 상승 수준에서도 빙하의 손실은 지속되고 가속화되는 추세이다. 특히 고도가 낮아질수록 온도가 높아지는 물리적 특성상, 높이 감소 → 기온 상승 → 융해 가속이라는 전형적인 양의 피드백 고리가 형성되어 있다.
또한, 그린란드 빙하 표면에서는 조류 번식에 의한 반사율(알베도) 저하, 강수량 증가로 인한 표면 융해 등의 다중 피드백이 작용하고 있다. 이로 인해 현재의 기후 조건이 그대로 유지된다 해도, 빙상은 계속해서 질량을 잃을 것이라는 것이 주요 연구자들의 평가이다. 실제로 과거 20년간 그린란드의 빙하 손실은 1990년대에 비해 7배 이상 빠르게 진행되고 있으며, 일부 지역은 빙하 후퇴가 자가 지속되는 상태로 진입한 것으로 분석된다.
아마존 열대우림: 흡수원에서 배출원으로의 전환
아마존은 오랫동안 지구의 ‘녹색 허파’로 불려왔다. 약 1200억 톤 이상의 탄소를 저장하고 있는 아마존은 대기 중 이산화탄소를 흡수하는 중요한 육상 탄소 저장고였지만, 현재는 일부 지역에서 탄소의 순배출원으로 전환되고 있다.
그 이유는 단순히 온난화 때문만이 아니다. 산불, 가뭄, 무분별한 벌목, 강우량 감소 등 복합적인 인간 활동과 기후요인이 결합되어 열대림의 사바나화가 가속화되고 있다. 특히 최근 10년간의 관측에 따르면, 아마존 전체가 배출한 탄소량(166억 톤)이 흡수량(139억 톤)을 초과한 것으로 나타났다. 이러한 전환은 지구 탄소 순환 시스템의 균형을 무너뜨리는 중대한 변화이며, 향후 글로벌 온난화를 더욱 가속화하는 피드백 고리로 작용할 수 있다.
산호초 생태계: 회복 불가능한 붕괴의 소용돌이
산호초 생태계는 현재 회복할 수 없는 붕괴 궤도(death spiral)에 진입하고 있다. 산호는 이상기온이나 고온 해수 온도에 매우 민감하며, 한 번의 백화현상이 발생하면 회복에 최소 10~15년이 소요된다. 그러나 최근 수십 년 동안 3~5년 주기의 반복적인 대규모 백화현상이 발생하고 있어 회복이 불가능한 상태다.
호주의 그레이트 배리어 리프(Great Barrier Reef)는 40년 만에 전체 면적의 75% 이상을 상실했고, 산호 번식률은 약 89% 감소했다. 심지어, 일부 연구는 지구 평균 기온이 1.5℃만 상승해도 전 세계 산호의 99.8%가 사라질 것이라고 경고한다. 산호초는 해양 생물다양성의 핵심 기반일 뿐 아니라, 연안 생태계와 수백만 인구의 생계 기반이기도 하다. 이 생태계의 붕괴는 단지 해양 문제를 넘어 식량 안보, 해양 생물 다양성, 해안 재해 대응력에도 치명적인 영향을 미칠 것이다.
영구동토층: 북방의 보이지 않는 시한폭탄
북반구 고위도 지역의 영구동토층(permafrost)은 전 세계 육지 면적의 약 25%를 차지하며, 약 1.5조 톤의 탄소를 저장하고 있다. 이는 현재 대기 중 탄소량의 두 배 이상이며, 인류가 산업화 이후 배출한 양의 세 배에 달한다. 기온 상승으로 인해 동토층이 해빙되면, 그 속의 미생물이 활동을 재개하여 이산화탄소와 메탄을 방출하게 된다. 이러한 과정은 단지 화학적 반응이 아니라, 열을 만들어내는 피드백 메커니즘이기 때문에 더욱 위험하다. 일부 과학자들은 이 과정을 “멈출 수 없는 자연적 폭주 시스템”으로 묘사한다.
최근에는 일부 지역에서 100년 이상 앞당겨진 동토 해빙이 관측되었으며, 시베리아 연안 해저에서는 메탄 클레이트의 분출 징후도 보고되고 있다. 문제는 이러한 동토 피드백이 현재 대부분의 기후 모델과 온실가스 예산에 반영되어 있지 않다는 것이다. 이는 정책 결정의 허점을 만들고, 기후위기의 실체를 과소평가하게 만든다.
이처럼, 보고서에서 다룬 여섯 개의 핵심 기후 시스템은 모두 티핑포인트를 초과하거나 임계점에 매우 근접한 상태이며, 이들 각각은 독립적인 위험일 뿐 아니라 다른 시스템을 붕괴시키는 연쇄 작용의 일부이기도 하다. 이러한 현실은 기존의 “기후변화는 느리게 진행된다”는 관념을 완전히 뒤엎으며, 지금 이 순간이 행동의 분기점임을 강하게 시사한다.
도미노가 된 티핑포인트 효과
≪기후 도미노: 티핑포인트 리스크≫ 보고서는 기후 시스템의 위기가 단일 사건의 축적이 아니라, 상호 연결된 복합계적 연쇄 붕괴(cascading collapse)로 작동하고 있음을 강조한다. 즉, 하나의 시스템이 임계점을 넘어서면, 인접하거나 연결된 다른 시스템들도 연속적으로 붕괴할 수 있으며, 이는 각 시스템의 안정성을 약화시키고 임계온도를 낮춰 폭발적인 전환을 유발하는 도미노 효과를 낳는다.
대표적인 사례는 북극 해빙의 감소에서 시작된다. 북극 지역의 해빙이 줄어들면, 태양에너지를 반사하던 밝은 얼음 표면이 어두운 바닷물로 대체되면서 더 많은 태양열을 흡수하게 된다. 이로 인해 해수 온도가 상승하고, 이는 그린란드 빙상의 표면 온난화를 가속화하여 빙하 융해가 더욱 빠르게 진행된다. 그린란드에서 녹은 담수는 북대서양으로 대량 유입되며, 바닷물의 염분과 밀도 균형을 무너뜨려 북대서양 해류, 즉 대서양 자오선 순환(AMOC: Atlantic Meridional Overturning Circulation)의 흐름을 둔화시키는 결과를 낳는다.
AMOC의 약화는 단지 북대서양 지역만의 문제가 아니다. 이 해류는 지구 전역의 기후 균형에 영향을 미치는 ‘기후의 대동맥’ 역할을 한다. AMOC가 둔화되면 남미 아마존 지역의 강우 패턴도 변화하여 건조화가 심화되고, 이는 아마존 열대우림의 생태적 안정성을 무너뜨린다. 열대림은 거대한 탄소 흡수원이지만, 가뭄과 산불, 생물다양성의 붕괴로 인해 오히려 탄소를 배출하는 순배출원으로 전환될 수 있다.
이러한 일련의 과정은 단절된 사건이 아니라, 서로 연결되어 강화되는 기후 시스템 간의 피드백 루프이다. 중요한 점은, 이 연쇄 작용이 진행될수록 각 시스템의 티핑포인트 도달 임계온도는 더욱 낮아진다는 것이다. 즉, 단독으로는 2℃ 이상에서만 붕괴하던 시스템이, 다른 시스템과 연결되어 작동할 경우 1.5℃ 이하에서도 붕괴가 유도될 수 있다.
이러한 복잡한 상호작용은 기후위기의 예측을 더욱 어렵게 만들며, ‘임계점 이후’에 어떤 일이 벌어질지 알 수 없게 만든다. 그리하여 보고서는 “기후위기 대응은 단순한 선형적 대응을 넘어, 시스템 전체의 연결성과 상호작용에 주목해야 한다”고 강조한다. 이는 곧, 지연 없는 대응과 복합적 위기관리의 시급성을 의미한다.
기존 기후모델의 한계 지적
보고서는 현재 국제기구와 각국 정부가 의존하고 있는 기후 모델의 구조적 한계와 실패를 강도 높게 비판한다. 특히 IPCC(기후변화에 관한 정부간 협의체)가 사용하는 기존 모델들은 기후 시스템 내에서 발생하는 급변적 변화(abrupt change)와 복합적 상호작용(cascading feedbacks)을 충분히 반영하지 못하고 있다는 점을 지적한다.
예를 들어, 2001년 IPCC 제3차 평가보고서(AR3)를 인용하면서, 당시 IPCC는 “2100년까지 그린란드와 남극의 빙상이 실질적인 손실을 겪지 않을 것”이라고 예측했다고 설명한다. 그러나 실제로는 그보다 수십 년 앞선 시점에서 이미 그린란드와 서남극은 임계점(tipping point)을 초과했으며, 대규모 빙하 손실과 해수면 상승이 가속화되고 있다.
뿐만 아니라, 영구동토층(permafrost)의 해빙으로 인한 탄소 방출 문제도 기존 기후 모델에서 거의 무시되거나, 극히 제한된 변수로만 반영되고 있다. 이는 지구 시스템에서 대규모 탄소의 자발적 배출을 간과하게 만들며, 기후변화의 가속화 가능성을 실제보다 낮게 평가하는 오류를 낳고 있다. 마찬가지로, 최근 빈번해진 극단적 기상이변(heat dome, 초강력 폭우, 산불 등) 역시 기후모델이 예측한 범위를 넘어선 양상으로 나타나고 있지만, 이에 대한 모델링도 여전히 미흡하다.
이러한 과소평가는 탄소 예산(carbon budget) 계산에 직접적인 영향을 미친다. 탄소 예산이란 특정 온도 상승 목표(예: 1.5℃ 이하)를 달성하기 위해 앞으로 배출 가능한 탄소의 총량을 의미하는데, 모델의 부정확성과 누락된 피드백 요인은 이 예산을 실제보다 느슨하게 설정하게 만든다.
결과적으로, 정책결정자들은 위험을 과소평가한 수치와 시나리오를 기반으로 목표를 설정하고 있으며, 이는 파리협정 등 국제 협약의 실행력에도 부정적 영향을 미친다. 보고서는 이러한 점을 지적하며, 과거 기후 데이터, 준경험적 모델(semi-empirical models), 전문가 판단(elicitation) 등을 보완적으로 적극 활용할 필요성을 강조한다. 현재 모델에 대한 무비판적 의존은, 위험을 회피하기보다 그에 눈감는 행위라는 것이 보고서의 분명한 메시지이다.
온실지구(Hothouse Earth)의 경고
이 보고서는 지구 시스템이 도달할 수 있는 가장 위험한 시나리오 중 하나로 ‘온실지구(Hothouse Earth)’ 상태를 경고한다. 온실지구란, 기후 시스템이 외부의 추가적인 인간 활동이나 온실가스 배출 없이도 스스로를 가열하는 피드백 고리를 통해 지속적이고 자율적인 온난화가 계속되는 상태를 의미한다. 다시 말해, 한 번 그 임계점에 도달하면 인간의 개입으로는 되돌릴 수 없는 자기 지속적인 가열 경로에 접어드는 것이다.
과거에는 이러한 임계점이 2℃ 이상의 온도 상승에서나 가능할 것으로 여겨졌으나, 최근 연구들은 그보다 훨씬 낮은 온도 상승 수준인 1.5℃에서도 이러한 피드백 체계가 작동할 수 있음을 시사하고 있다. 이미 여러 주요 시스템들(북극 해빙, 그린란드, 아마존, 서남극 등)이 임계점에 도달하거나 근접한 상태이므로, 온실지구로의 전환은 단지 이론적 가능성에 머무르지 않고 점차 현실적 위협으로 다가오고 있다.
이 시나리오가 현실화될 경우, 지구는 스스로를 가열하는 폐쇄 피드백 루프에 갇히게 되며, 인간이 기후 시스템에 미칠 수 있는 통제력은 사실상 상실된다. 탄소 감축, 기술 개발, 생태 회복 등의 기존 대응 전략만으로는 이러한 기후 시스템의 자율적 가열을 막기에는 역부족일 수 있다.
따라서 보고서는, 온실지구의 가능성을 막기 위해서는 단순한 탈탄소화 이상의 조치, 즉 탄소 제거(drawdown)와 능동적 지구 냉각(active cooling) 전략까지 포함하는 급진적이고 통합적인 대응이 반드시 요구된다고 강조한다. 이 시점은 단순한 환경 문제가 아닌, 인류 문명의 생존 가능성을 판가름하는 임계 시점이라는 것이 이 보고서의 핵심적 경고이다.
우리는 무엇을 해야 하는가
이 보고서는 현재의 기후위기를 막기 위해 단순한 탄소 감축만으로는 부족하다고 지적하며, 세 가지 전략을 동시에 추진해야 한다고 강조한다.
첫째는 급진적인 탈탄소화로, 이는 화석연료의 조속한 퇴출과 함께 산업, 교통, 농업 등 모든 분야의 구조 전환을 포함한다. 둘째는 탄소 흡수 및 제거 전략으로, 숲과 토양, 해조류 같은 자연 기반 해결책과 함께 직접공기포집(DAC)이나 바이오에너지탄소포집저장(BECCS) 같은 기술 기반의 접근이 필요하다. 셋째는 능동적 냉각 기술로, 북극 해양의 반사율을 높이기 위한 해양 구름 밝히기, 성층권 에어로졸 주입과 같은 기후공학적 수단이 제안된다.
이러한 전략들은 아직 완전히 검증되지는 않았지만, 티핑포인트를 이미 넘은 현재의 위기 상황에서는 진지하게 논의되고 준비되어야 할 시급한 대응 옵션으로 간주된다.
≪기후도미노≫는 현재의 기후위기를 선형적 관리 대상이 아닌, 복잡계적 위기이자 실존적 도전으로 간주한다. 보고서는 “우리는 지금 이 순간, 지구 시스템의 전환점들을 지나고 있다”고 경고하며, 기후 정의, 생태 윤리, 문명적 책임에 기반한 새로운 대응 패러다임의 필요성을 강조한다.
더 이상 "몇 년 남았다"는 식의 안일한 수치는 의미가 없으며, 지금은 전 지구적 각성과 정치·사회적 혁신이 요구되는 시점임을 이 보고서는 말하고 있다.
<참고문헌>
Spratt, D., & Dunlop, I. (2022). Climate Dominoes: Tipping Point Risks. Breakthrough National Centre for Climate Restoration.
https://www.breakthroughonline.org.au/tippingpoints
IPCC. (2001). Climate Change 2001: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (AR3). IPCC.
https://www.ipcc.ch/report/ar3/syr/
