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브런치북 지극히 중요한 지속가능성 02화

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계정을 잊어버리셨나요?

by 호서아빠 Mar 20. 2024

지극히 중요한 지속가능성②

2) 지구 온난화, 무엇이 문제인가요?

지구 온난화, 무엇이 문제인가요?

지구온난화(Global Warming)는 대기에서 햇빛을 이 전보다 더 많이 흡수하여 지구의 온도가 지나치게 더워지는 현상을 일컫는 용어입니다. 온도가 높아진 대기는 더 활발하게 운동하기 때문에 활동 변경(부피)이 넓어져요. 그래서 상대적으로 더 많은 수증기를 보유할 수 있습니다. 과학자들의 연구 결과를 보면 대기의 온도가 1℃ 상승할 때, 대기에 머물 수 있는 수증기량은 약 7% 정도 증가하게 된다고 합니다. 그러니까 지구온난화는 곧 더 많은 수증기가 대기로 공급될 수 있는 환경을 만들어 주는 거예요.

물의 순환 과정에서의 증발

지구온난화로 온도가 높아진 대기에 필요한 수증기를 공급하기 위해서는 당연히 지상이나 바다에서 더 많은 물이 증발(액체 → 기체)되어야 해요. 증발된 수증가가 대기로 올라가면서 온도가 차가워지면 구름에 응축(기체 → 액체)됩니다. 따라서 더 많아진 구름 때문에 고온 다습한 지역의 강우량은 더 늘어나게 되고, 강한 태풍이 발생하는 비율도 높아지게 됩니다. 동남아시아와 같이 온난한 기후에서 집중 호우가 자주 발생하는 이유도 대기의 온도가 다른 곳보다 더 따뜻하기 때문에, 대기 중의 수증기량이 많아지기 때문인 거예요.

비행기가 만드는 구름인 비행운도 응축 현상으로 만들어져요.

※ 증발(蒸發, Evaporation) : 액체의 온도와 상관없이 액체가 기체가 되는 기화(氣化)하는 현상입니다. 비슷한 말로 '끓음'이 있는데, 끓음은 액체가 뜨거워져 끓는점 이상의 온도에서 일어나는 기화 현상이에요.

※ 응축(凝縮, Condensation) : 증발과 반대 과정으로 기체가 액체가 되는 현상입니다. 일반적으로 온도가 내려가면서 응축 현상이 발생해요. 대기로 증발한 수증기가 차가운 공기와 만나 응축되면서 매우 작은 물알갱이가 되는데 이게 바로 구름이에요.

※ 호우(豪雨(호걸/뛰어날(호)), downpour) : 짧은 시간에 많은 양의 비가 내리는 것을 말하며, 일반적으로 12시간 이내에 80mm 이상 내리는 비를 호우라고 하고, 더 짧은 시간에 더 좁은 지역에 내리는 비를 집중호우라고 해요.

오존층이 구멍 나면, 지구온난화는 더 심각해집니다.

게다가 온실가스는 대기권의 오존층에 구멍을 냅니다. 이 구멍으로 태양광이 오존층에서 걸러지지 않고, 지면으로 들어오기 때문에 우리는 더 강한 태양광을 마주할 수밖에 없어요. 그래서 지면의 온도가 상승하게 되면 상대적으로 증발할 물이 별로 없는 폭염 지역은 토양이 더욱 건조해지면서 가뭄이 더 자주 발생하고, 건조해진 초목 지대에서 산불 발생이 증가하게 되는 것이죠. 게다가 강한 자외선은 우리의 피부를 상하게 하고요.

다시 말해 지구 온난화로 인해 지표면 온도가 상승하면 대기와 지표면 간의 물순환(증발-응축-강수 등)의 속도가 더 빨라진다는 겁니다. 그래서 같은 시기에 대기에서 지표면으로 이동하는 물 순환인 비(홍수)와, 지표면에서 대기로 이동하는 증발하는 물 순환으로 인해 생기는 가뭄이 동시에 발생할 수 있게 되죠. 이런 이론적 사실을 뒷받침하듯 최근 미국 동부에서는 집중호우로 인해 홍수가 발생하고, 서부에서는 지속적인 폭염으로 가뭄이 심화되어 대형산불이 발생하는 일이 자주 일어나는 것도 지구온난화로 인한 문제입니다.

오존층 구멍

1980년대 오존층에 구멍이 난 것을 관찰하고, 냉장고와 에어컨 냉매, 스프레이 등에 쓰는 프레온가스(CFCs, 염화불화탄소)가 원인으로 밝혀졌어요. 그래서 우리는 '오존층 파괴 물질에 관한 몬트리올 의정서’를 체결하고, 프레온가스를 더 이상 사용하지 않기로 했지요. 이후 35년간 세계 각국의 노력 끝에 지금은 오존층 파괴 물질(Ozone Depleting Substances, ODS)의 99%가 지구상에서 단계적으로 제거됐다고 합니다. 우리의 노력이 계속된다면 2040년 정도에는 1980년 수준의 오존층으로 돌아갈 수 있다고 해요.

오존층 파괴 물질을 제거하는 것은 지구의 기온 상승도 억제할 수 있기 때문에 더 큰 의미가 있어요.

게다가 기후변화에 따른 물순환의 변화는 인류가 담수를 확보하는 데에도 영향을 미치기 때문에 생존에 물이 필수인 인류 사회와 생태계에 큰 위협이 될 수 있습니다.

※ 담수(淡水, 맑을(담)), fresh water) : 바다가 아닌 호수, 강 등의 민물을 뜻하는데, 일반적으로 생명체가 마시기에 적합한 정도의 물을 말합니다. 지구 전체 물 중에서 약 2.5%가 담수예요. 그리고 무려 97.5%가 해수, 즉 바닷물이죠.

온실가스가 확실한 지구온난화의 범인인가요?

지금 모습과 많이 다른 모습의 빙하기 시대 육지.

지구온난화에는 여러 가지 다양한 자연적 요인들도 있겠으나, 인간의 활동으로 인해 온실 가스가 증가하는 것이 가장 큰 요인으로 꼽힙니다. 지구 온난화의 실체에 대해 의견이 분분한 적이 있었습니다. 지구온난화는 자연적인 현상이고, 크게 문제가 없을 거라고요. 물론 지금도 그렇게 생각하는 사람이 있을 수도 있겠지요. 사실 미국의 전 대통령이었던 트럼프도 이러한 지구 온난화의 허구설을 기반으로 파리기후 협정을 탈퇴하면서 큰 논란이 되기도 했지요.

지구의 기후는 오랜 기간 동안 여러 가지 요인으로 인해 변화해 왔습니다. 특히 빙하기(Glacial Period)와 같은 전 지구 차원의 거대한 기후 변화가 발생하기도 합니다. 태양흑점 폭발과 같은 태양의 활동 변화나 지구 궤도의 변화와 같은 우주 스케일의 문제가 생길 수도 있고, 화산 분출, 지각판의 충돌과 같은 지구 내부의 자연적 요인이 그 이유일 수도 있어요.

빙하기에 대한 흥미로운 가설도 있습니다. 열대지방에서 발생한 대륙판과 해양판의 충돌 때문에 빙하기가 왔다는 MIT 지구대기행성과학과 교수인 Oliver Jagoutz팀의 새로운 가설이에요. 빙하기는 남반구와 북반구의 빙하의 영역이 확장되는 시기를 말합니다. 이 이론에 의하면 열대지방에서의 지각변동(판 충돌)으로 인해 해양판이 대륙판을 타고 산맥을 만들면서 바닷속에 있던 암석들이 대기 중으로 노출되었어요. 이 암석들에게 풍부하게 있었던 칼슘과 마그네슘이 대기 중의 이산화탄소와 반응해 암석을 석회암으로 바뀌게 되었던 것이죠. 다시 말해 대기 중의 이산화탄소를 바닷속에 있었던 암석이 포집한 거예요.

이러한 탄소 포집 과정이 수백만 ㎢에 걸쳐 일어났고, 대기 중의 이산화탄소 농도가 감소하여 지구의 기온이 낮아지는 빙하기가 시작되었다는 거예요. 실제 지질학적으로도 대양판과 해양판의 충돌 이후 겨우 수백만 년 후 (지구의 일생인 45억 년에 비하면 거의 실시간으로) 빙하기가 왔으니 꽤 그럴듯한 이론인 것 같습니다.

해양산성화 과정

하지만 대기 중 온실가스 농도가 증가함에 따라 점점 대기와 해양은 따뜻해지고, 눈과 빙하의 양은 줄어들고, 해수면은 상승하고, 해양산성화(Ocean acidification)가 진행 중인 것은 데이터로도 확실하게 확인할 수 있어요. 따라서 온실가스의 증가와 지구온난화간에는 상당한 연결고리가 있으며, 지구온난화는 명백하게 진행되고 있다는 것을 알 수 있습니다.

해양산성화 (Ocean acidification)

바닷물의 수소 이온 농도가 증가하는 현상을 말합니다. 대기 중의 온실가스인 이산화탄소(CO2) 양이 많아지면 바다가 흡수하는 이산화탄소 양 또한 증가하게 됩니다. 연구 결과에 따르면 해양은 연간 CO2 배출량의 약 23%를 흡수하여, 기후변화의 영향을 완화시키는 데 기여한다고 해요. 하지만 바다가 흡수된 이산화탄소는 물(H2O)과 만나면 탄산이 발생하게 되고, 해양이 점점 산성화가 되는데 이로 인해 해양의 화학적 특성도 바뀌게 되어 해양생물이 살아가는데 문제가 됩니다.