이상 기후를 어떻게 볼 것인가(성영은)

성영은(서울대학교 화학생물공학부 교수)

올해 장마 전선이 중국 남부와 일본 규슈 지역에 최악의 홍수를 불러와 엄청난 수의 이재민이 발생했다. 지구 온난화에 의한 기상 이변 외에는 이번 대홍수를 설명할 길이 없다고 한다. 우리나라는 2009년부터 아예 장마라는 용어를 쓰지 않고 있는데, 그 이유도 지구 온난화로 한반도가 아열대화되어 장마의 시작과 끝이 불분명해졌기 때문이다. 이로 인한 우리나라 생태계의 변화도 심각한데, 바다의 경우 한류성 어류가 급감하고 난류성 어종이 증가한 것은 익히 알려진 사실이다. 농작물이나 식생, 곤충이나 전염성 질환도 변해가고 있다. 기상청은 올여름 유례없는 극심한 더위가 찾아올 것이라고 예고한다. 폭염 일수는 매년 신기록을 달성하고 있다. 우리나라뿐 아니다. 세계 여기저기서 발생하는 이상 기후와 그로 인한 자연재해는 이제 일상이 되었다. 과학자들은 대체로 이런 이상 기후의 원인을 인간 활동으로 가속화된 지구 온난화로 보고 있다. 지구 온난화로 기후가 변하면, 시베리아 동토가 녹아 그동안 그 속에서 활동을 중지하고 있던 각종 미생물과 바이러스들이 깨어나게 되고, 그 결과 이번 코로나 사태와는 비교도 안 되는 대 재앙이 닥칠 것이라는 무시무시한 이야기도 심심찮게 들려온다.

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우리가 사는 지구의 모든 에너지는 태양으로부터 온 것이다. 태양 에너지가 대기와 땅과 바다와 생명체에 흡수되어 모든 창조물의 에너지원으로 이용된다. 모든 생명체는 식물과 식물성 플랑크톤이 태양 에너지로 광합성을 한 화합물을 먹고 살아간다. 태양 에너지를 받은 대기와 땅과 바다는 이 에너지를 지구 전체에 끊임없이 골고루 재분배하는데, 그 과정에서 날씨와 기후, 그리고 각종 기상 현상이 발생한다. 즉 지역에 따라 태양 에너지를 흡수하는 양이 다르기에 그 차이 때문에 대기가 이동하고, 바람이 불고, 해류가 이동하고, 또 물이 증발하여 비가 오는 것이다. 우리 신자는 이 땅의 모든 창조물이 유지·보존되고 활동하는 이 현상을 하나님의 통치와 섭리로 알고 감사하며 살아간다.

이렇게 지구의 모든 창조물의 에너지로 사용된 태양 에너지는 반사나 방출에 의해 다시 지구 밖으로 내보내져 지구는 항상 일정한 에너지를 유지하게 되어 있다. 그런데 어떤 원인으로 태양 에너지를 지구 밖으로 다 내보내지 못하게 되면, 지구의 총 에너지가 증가한다. 그 결과로 나타나는 현상 중 하나가 온난화다. 실제로 20세기 후반부터 이런 온난화 현상이 두드러지기 시작했다. 현재의 온난화는 화석 연료를 태우면 나오는 이산화탄소(CO₂)와 가축 등이 내뿜는 메탄(CH₄)이 그 주원인으로 지목되고 있다. 이 기체들은 태양 에너지, 특히 그중에서도 적외선(열)을 잘 흡수하여 보존하는 특성이 있다. 즉, 지구 밖으로 내보내야 하는 에너지를 열로 품고 있으면서 대기의 온도를 올리는 것이다. 마치 온실(Green house)처럼 열을 밖으로 내 보내지 않는다고 해서 이 기체들을 온실가스라 부르고 그 효과를 온실 효과(Green house effect)라 부른다.

우리가 사는 지구의 대기는 질소 78%와 산소 21%, 그리고 아르곤 등 기타 기체 0.9%로 구성되어 있다. 이 99.9% 기체들은 지구의 기후 변화에 별 영향을 주지 않는다. 그런데 대기 중 극미량으로 존재하는 수증기(H₂O), 이산화탄소, 메탄 등의 기체들이 온실 효과를 유발하여 기후 변화를 가져온다. 대표적인 이산화탄소는 100만 개의 공기 분자 중 300-400개 정도의 미량으로 존재한다. 측정단위로 말하면 300-400ppm이다. 그 양이 매우 적기 때문에 인간 활동으로 농도 변화가 쉽게 일어날 수 있다. 이산화탄소의 정확한 농도는 1957-8년부터 측정이 시작되어 측정 역사가 그리 길지 않다. 그래서 그 이전의 이산화탄소의 양은 빙하 속의 이산화탄소 농도를 측정하거나 이론적으로 추정하는데, 그렇게 추정한 18세기 말, 즉 산업혁명 직전의 대기 중 이산화탄소 농도는 280ppm 정도였는데 2020년 5월 현재 417ppm으로 증가하였다. 2010년 390ppm, 2015년 400ppm이었으니 매년 2ppm씩 중가하고 있는 셈이다. 2020년 현재로 대기 중 이산화탄소의 양이 산업혁명 직전에 비해 약 50% 증가했다. 동물과 인간이 숨을 쉬거나 석유나 석탄이나 천연가스 등 화석 연료를 태우면 이산화탄소가 발생한다. 대표적으로 화석 연료를 사용하는 자동차의 경우 2019년 전 세계가 생산 판매한 자동차의 대수는 약 1억 대에 이른다. 또 화석 연료를 사용하는 발전소와 공장들은 얼마나 많은지 그 수를 다 셀 수 없을 정도이다. 그래서 화석 연료 사용이 이산화탄소 증가 원인의 주범이라고 쉽게 말하는 것이다.

현재 지구의 연평균 기온은 대략 섭씨 13.9도이다. 이 값은 산업혁명 직전보다 이미 1도 이상 증가한 온도인데, 앞으로 5년 안에 1.5도 상승할 가능성이 높다는 뉴스가 나왔다(7월 9일 자 뉴시스). 2015년 제21차 유엔기후변화협약 당사국총회 이후 채택한 파리협약(파리기후협약)에서 연평균 기온 2도 상승을 지구에 대재앙을 불러올 마지노선으로 정하고, 21세기 말까지 1.5~2도로 제한하는 것을 목표로 각국이 적극적으로 온실가스 배출 감축 목표를 달성할 것에 합의했다. 지구 온난화의 주범이 과도한 화석 연료의 사용에 있다는 점에 전 세계적인 동의가 있었던 셈이다.

미국은 오바마 대통령 시절에 미국의 온실가스 배출을 2005년 기준으로 2030년까지 26∼28% 줄이는 내용을 골자로 한 파리협약에 서명했다. 협약에는 미국을 위시한 선진국을 비롯해 중국으로 대표되는 개발도상국까지 참여하였으므로, 전 세계가 기후 변화 대응에 동참한다는 면에서 의미가 컸다. 2017년 통계를 보면, 중국과 미국이 각각 전 세계 이산화탄소 배출의 27%와 15%로 1, 2위를 차지하고 있다. 우리나라도 결코 적다고 볼 수 없는 1.7%를 배출하는 나라이다. 그런데 작년 11월 미국 트럼프 대통령이 탈퇴를 통보함으로써 이 협약이 제대로 이행될 수 있을지 의구심을 갖게 만들었다.

도널드 트럼프 미국 대통령의 파리기후협약 탈퇴 선언을 보도하는 CNN. (출처: CNN 갈무리)

물론 온실가스 규제에 대한 이러한 전 세계적인 노력과는 별개로, 온실가스가 정말 지구 온난화의 주범인지 의심하는 반론도 있다. 그들은 지구 온난화는 온실가스 때문이 아니라 태양과의 거리 변화와 같은 자연적인 요인 때문이라고 주장한다.¹⁾ 온실가스가 지구 온난화의 주범이 아니라고 보는 또 다른 반론은 현재 우리가 살고 있는 시기는 1만 년 전 빙하기가 끝나고 시작된 간빙기라 빙하가 녹고 온도가 상승하고 있을 뿐 화석 연료의 과도한 사용 때문이 아니라고 보는 것이다.²⁾ 그들은 이런 이유들을 들어 온난화는 자연 현상에 불과하다고 보고, 현재의 기후 변화 문제 역시 과장되었기에 인류가 경제적 타격을 감수하면서까지 지구 온난화 대응에 나설 필요는 없다고 주장한다. 기후 변화에 대한 트럼프 대통령의 입장이 이 반론에 동의한 것인지는 알 수 없지만, 적어도 경제적 타격을 희생하면서까지 파리협약을 이행하지는 않겠다는 의지를 표명한 것으로 보인다. 중국 등 국제사회가 너도나도 할 것 없이 트럼프 대통령을 비판하지만, 실제 그 나라들도 경제적 타격을 감수하면서까지 온실가스에 의한 온난화 현상 이론을 지지하여 화석 연료 사용을 감축할지는 더 지켜볼 일이다. 우리나라도 감축하겠다는 말과 정책은 많지만 실제로 아직 감축이 이루어지지는 않고 있다.

비교적 이해가 쉬워 보이는 온실가스에 의한 지구 온난화라는 과학적 주장만 놓고 볼 때도, 지구는 우리가 생각하는 것보다 훨씬 더 거대하고 복잡한 시스템이라 어느 하나의 원인으로 모든 것을 설명하기는 어렵다. 과학으로 기온 상승과 같은 관측 결과는 얻을 수 있지만 정확한 원인까지 과학으로 규명하기는 쉽지 않은 것이다. 명백해 보이는 한 가지 원인으로 어떤 문제를 간단하고 명쾌하게 설명하고 싶은 유혹이 들 때, 우리 신자들은 무한한 지혜의 하나님이 만드신 창조 세계의 이런 특성들을 잘 기억할 필요가 있다. 그런 점에서 위에서 언급한 온실가스가 지구 온난화의 주범이라는 의견에 대한 반론들 역시 무시해선 안 된다. 과학계에서도 여전히 온실가스가 정말 지구 온난화의 주범인지 확인하기 위한 많은 연구를 진행하고 있고 한 발 더 나아가 기후 변화가 정말 과학적 사실인가도 묻고 있다. 가장 큰 난점은 기후 변화는 긴 시간을 필요로 하는 일인데 반해 인류가 기온이나 공기 중 온실가스 양을 정확히 측정하고 기록한 역사는 길지 않기 때문에 그 원인을 정확히 파악하기 어렵다는 것이다. 그것이 과학의 한계다.

그럼에도 불구하고 좀 더 상식적으로 접근해 보면, 화석 연료는 사실상 산업혁명 이후 인류가 이룩한 놀라운 발전의 토대이자 풍요한 인류 문명을 유지해 온 원천이라 할 수 있다. 더 많은 연구 결과를 지켜봐야겠지만 적어도 현재까지의 엄청난 화석 연료 사용에 기반한 인간 활동이라는 인위적 요인을 도외시한 채 자연적 요인만으로 지금의 이상 기후를 설명하기 어렵다는 점은 분명해 보인다. 그렇게 볼 때, 현재 나와 있는 지구 온난화 방지를 위한 실천 사항들이나 지구를 구하는 방법들에 대한 많은 제안들에 우리 신자들이 관심을 기울일 필요가 있다. 보다 뛰어난 에너지 사용과 자원의 효과적 활용, 그리고 환경 보호 윤리를 추구하자는 것이다. 그렇지만 지구 온난화나 이상 기후 문제는 개인적인 실천으로는 그 한계가 분명한 범지구적 문제이다. 필자는 연료 전지, 배터리, 태양 전지 등 소위 청정에너지를 연구하는 과학자다. 보다 깨끗하고 친환경적인 에너지를 찾는 것은 쉬운 일이 아니다. 범지구적 차원에서 지구를 구하는 방법들로 제안되는 자동차 연비 향상, 발전소 효율 향상, 석탄 발전소 중단, 풍력이나 태양광 증가, 수소나 전기 자동차 사용, 전기 사용량 감축 등은 결코 말처럼 쉬운 일이 아니다. 인류가 지금처럼 화석 연료로 누려왔던 풍요로운 삶을 그대로 유지하려 할 것이기 때문이다. 각국의 이해관계가 첨예하게 대립하리라는 것은 불을 보듯 뻔한 일이다. 이제 막 개발의 단맛을 보기 시작한 수많은 개발도상국들이 환경을 위해 발전 속도를 늦추는 정책을 따를지 의문이며, 선진국들 역시 자국의 화석 연료 산업을 그대로 개발도상국으로 옮겨 경제적 이득은 취하면서 자국 내에서는 친환경을 추구하는 식으로 이 협약을 준수하는 시늉을 할 뿐, 근본적인 문제 해결에는 동참하지 않을지도 모른다. 결국 우리는 이 문제 앞에서도 계속해서 부를 추구하고 멈추지 못하는 인간의 탐욕의 문제에 직면하게 된다. 그러므로 이상 기후 문제는 단순히 지구 온난화와 같은 과학적인 수준만의 문제가 아니라 하나님의 통치 섭리를 거스리는 일과 관련된 신앙 수준의 문제이기도 하다. 이런 인간 탐욕의 정체를 폭로하고 창조 세계에 대한 청지기 정신을 가르치는 성경으로 돌아가는 것만이 이 문제의 유일하며 근본적인 해결책인 이유가 여기에 있다. 어떤 식으로 그것이 가능할지 모르지만 그 정신으로 출발해서 그것을 각 영역에 적용하고 실천할 지혜를 모으는 일이 이 시대 우리 신자들에게 주어진 중요한 사명이 아닐까.

1) 지구의 타원 공전 궤도가 10만 년을 주기로 변화하고 있고, 지구 자전축이 2만 6천 년을 주기로 회전하고 있고, 태양에 대해 23.5도 비스듬히 기울어진 지구 자전축이 4만 1천 년을 주기로 22.1도에서 24.5도로 변하고 있는 것이 원인이라는 것이다. 즉, 이런 천문학적 현상에 의해 지구와 태양의 거리가 약간 변하여 지구에 공급되는 태양 에너지가 증가하므로 현재 기온이 상승하는 것이지 온실가스가 주원인은 아니라는 것이다.

2) 2만 년 전 빙하기 때 지금보다 평균 기온이 5도 정도 낮아 남극의 2배 규모의 빙하가 북아메리카, 북유럽, 시베리아에 쌓여 있었는데 그 빙하가 지금 간빙기의 온도 상승으로 계속 녹고 있다는 것이다.