▲사진은 1973년 Whitechuck 빙하 장면

▲사진은 2006년 빙하 장면으로 위 사진과의 기간 동안 빙하는 1.9km 후퇴하였다

(특별연재) 지구온난화 Global Warming(3)
인류가 이산화탄소를 어느 정도 감축해야 할까?

 
우리는 매우 위험한 도박을 벌이고 있다. 지금처럼 대기 중에 마구 온실가스를 퍼 붓고 살아도 우리는 변함없이 안전할 것인가? 아니면, 어느 순간 갑자기 방아쇠가 당겨질 것인가? 우리가 이 도박에서 이긴다면 천만다행이겠으나, 만약에 진다면 그야말로 파국을 맞을 것이다. 나는 이 사회가 이토록 중요한 문제에 관해서 무시하거나 외면하고 있다는 사실이 믿겨지지 않는다. 우리는 과학자들의 도움을 빌어 열띤 토론을 벌여야 한다. “인류가 문명이 발달되고 삶이 적응해 온 것과 유사한 행성을 고수하고 싶다면 대기 중 이산화탄소의 농도를 어느 수준에서 막아야 하는가?”
 
8,000년 전 남극과 그린랜드, 일부 고산지대를 제외한 모든 대륙에서 마지막 빙하가 물러가고, 호모사피엔스는 비로소 문명을 꽃피우기 시작했다. 그 무렵 ‘비옥한 초승달 지역’에서 먼저 목축과 농경이 시작되었고, 곧이어 전 지구적으로 급속히 확산되었다. 지표면의 평균 온도는 14℃로 안정되었고, 지구 기후 역사상 유례없이 장시간 동안 쾌적한 기후가 지속되었다.
 
지질학자들은 이 시기를 홀로세Holocene라고 부르는데, ‘holo’란 ‘완전한’이라는 뜻이다. 산업혁명 이전까지 홀로세 기간 동안 대기 중 이산화탄소의 농도는 280ppm으로 고정되어 있었다. 인류가 오랜 기간 안정된 기후에서 지내왔기 때문에, 우리는 400ppm이라는 수치를 보고도 별다른 감흥을 느끼지 못한다. 그러나, 과거 지구 기후의 역사를 살펴보면, 우리는 이미 매우 위험한 수준에 도달해 있음을 알 수 있다. 우리는 얼마나 위험해진 것일까? 이것은 과학의 문제이지 정치의 문제가 아니다. 
 

▲기후과학자 제임스 핸슨이 온실가스 감축을 요구하는 환경단체 집회에 참석하였다가 경찰에 체포되는 장면

기후과학자들의 경고


내가 개인적으로 가장 신뢰하는 기후과학자는 미국의 제임스 핸슨James Hansen이다. 그는 어릴 때 집 뒷산에 있는 나무에 올라가 낮잠을 자다가 떨어진 후, 우주 비행선을 타고 여행하고 싶다는 꿈을 갖게 되었다. 그는 꿈을 이루기 위해 나사NASA에 취직해 나사 부설 고다드 우주연구소에서 근무하던 중, 지구온난화 문제의 심각성을 깨닫고 기후과학으로 방향을 돌렸다.
 
내가 그를 신뢰하는 이유는, 무엇보다 뛰어나고 존경받는 과학자로서, 부시 대통령 자문위원을 할 때에도 대통령의 뜻을 거슬려가면서도 과학적 소신대로 직언을 하였으며, 근래에도 온실가스 감축을 요구하는 환경단체의 집회에 참석하였다가 경찰에 체포될 정도로 인류에 대한 애정이 뜨겁기 때문이다.
 
제임스 핸슨은 2008년 동료 과학자 8명과 공동으로 심각한 논문을 발표했다. 제목은 “인류가 목표로 해야 하는 대기 중 이산화탄소의 농도는 얼마인가?”이다. 핸슨은 이 논문에서 350ppm을 제시하고 있다. 논문은 연구 결과를 다음과 같이 요약하고 있다.
 
‘고기후 데이터는 이산화탄소가 2배가 될 때 단기적 피드백 과정만 포함하더라도 3도 상승할 것이라고 알려주고 있다. 지구 표면의 알베도 피드백을 고려하여 평형민감도를 산정하면 6도 상승할 것이다. 신생대 초기에 지구가 더웠다가 5천만년 전에 지구 냉각과정이 시작되었는데, 그 주요 요인은 이산화탄소의 감소였고, 그 농도가 450 ± 100 ppm 정도로 떨어질 때까지는 지구에 얼음이 거의 없는 상태였다. 수십년 내에 즉각적인 정책 변화로 빗장을 걸어 잠그지 않는다면 그 첨예한 수준을 통과하게 될 것이다. 비록 반대방향이긴 하지만. 인류가 문명이 발달되고 삶이 적응해 온 것과 유사한 행성을 고수하고 싶다면 350ppm으로 줄여야 한다.’ <“Target Atmospheric CO2: Where Should Humanity Aim?”, The Open Atmospheric Science Journal, 2008, 2, 217-231> 

 
즉, 지구 기후의 역사에 의하면, 이산화탄소의 농도가 560 ppm정도에 이르면 기온이 단기적으로는 3℃, 장기적으로는 6℃ 상승할 것이고, 350 ~ 550ppm 사이에서 지구의 얼음이 모두 녹을 것이다. 450ppm 수준이 장기간 지속된다면 지구는 얼음이 없는 행성이 될 것이다.
 
현재와 같은 400 ppm 수준에서도, 알프스 빙하, 히말라야, 안데스, 로키산맥에서 빙하의 퇴조가 명백하여, 여름과 가을에 그 빙하가 녹은 물로 살아가는 수억 명의 사람들에게는 이미 공포가 되었다. 또한, 고기후의 역사로부터 판단해 보건대, 400ppm 만으로도 해수면이 최소한 수 미터 상승할 것이다. 그린랜드와 남극대륙 서쪽 빙상의 유실이 가속화되고 있어서, 빙상의 안정화에 촉각을 곤두세워야 하고, 결국 우리의 목표는 350ppm이 되어야 하는 것이다.

우리의 목표는 350ppm
 
아라드나 트리파티라 등 4명의 과학자는 2009년 저명한 과학잡지인 ‘사이언스’에 위와 같은 결과를 담은 논문을 발표하였다. 그들은 과거 2000만년간 유공충에 있는 붕소/칼슘 비율을 사용하여, 주요 기후 변동 기간 동안의 이산화탄소량을 측정하였다. 그들은 다음과 같이 결론을 내리고 있다.
 
“대기 중 이산화탄소의 함유량은 과거 80만년 간에 걸쳐 기온 및 해수면 높이와 밀접하게 연동하면서 180ppm과 280ppm 사이에서 주기적으로 변화하여 왔다. 중기 마이오세(1,400 ~ 1,000만년 전) 기간 동안 현재 보다 기온은 3° 내지 6℃ 따뜻했고 해수면 높이는 25 내지 40 미터 더 높았는데, 이산화탄소는 현재 수준과 비슷했던 것으로 보인다. 이산화탄소의 농도가 현재와 유사한 수준이었을 때(즉, 350 ~ 400ppm), 대륙빙하, 북극빙하가 거의 없었고, 남극의 빙하도 소멸하였다. 이산화탄소 농도가 이 문턱값 밑으로 떨어졌을 때, 대서양의 빙모와 거대한 영구 빙상은 유지되었다. 남극 서쪽 거대 빙하가 성장하려면 250 ~ 300ppm 아래로, 그린랜드 빙하가 성장하려면 220 ~ 260ppm 아래로 이산화탄소의 농도를 떨어뜨리는 것이 필수적이다.” <“Coupling of CO2 and Ice Sheet Stability Over Major Climate Transitions of the Last 20 Million Years”, Aradhna K. Tripati,1,2* Christopher D. Roberts,2 Robert A. Eagle3, Science 326, 1394(2009)>
 
과학자들의 고기후학 연구에 의하면, 이산화탄소의 농도가 현재와 비슷한 수준일 때, 이 행성에는 얼음이 없었고, 기온은 3℃ ~6℃ 따뜻했고, 해수면은 25 ~ 40m 높았다는 것이다. 우리가 즉각적인 정책 변화로 빗장을 걸어 잠그지 않는다면 돌이킬 수 없는 지점을 통과하게 될 것이다.
 
인류가 문명이 발달되고 삶이 적응해 온 것과 유사한 행성을 고수하고 싶다면 350ppm으로 줄여야 한다. 이 목표치는 이산화탄소가 포집되지 않는 한 화석연료를 완전히 추방해야 달성할 수 있다. 우리가 이렇게 하지 않는다면 돌이킬 수 없는 파국적 결과를 초래할 가능성이 있다.
 
이치선/ 서울대 물리학과･변호사
재창간 212호