지구가 돌이킬 수 없이 악화된다면?

지구가 돌이킬 수 없이 악화된다면?

 기후변화의 위기에서 벗어나기 위하여 전세계는 유엔기후협약(UNFCCC), 기후변화정부간협의체(IPCC), 교토의정서 등 다양한 회의와 조직이 활성화 되어있다. 보고서를 제출하고 해결책을 제시하고 실행하지 못하면 벌금을 부과하는 방식은 아무것도 하지 않는 것보다 훨씬 나은 대책이지만, 이와같은 정치적 노력이 아닌 공학적으로 해결해 보는 방법에 대해 알아보고자 한다.

살짝은 말도 안될 수 있음에 유의하며, 지구온난화 속도를 늦추기 위한 지구공학(Geoengineering)기술을 소개한다.

 

*지구공학이란?

지구를 리모델링한다는 뜻으로 기후변화를 막기 위해 의도적이고 큰 규모로 인간이 개입하여 환경을 조작하는 기술이다.

 

*지구공학의 필요성?

[사진1.  지구온난화 현상으로 빙하가 호수로 바뀐 것]

출처:mbc 뉴스

 이산화탄소 및 온실가스로 인해 지구온난화가 점점 가속화 되고 있다. 현재와 같은 정책이라면 완화되고 온실가스 감축을 이끌어 내어 조금은 나아진 지구의 상태를 볼 수도 있으나 확실하게 지구의 온도를 떨어뜨려야한다면? 지구의 상태가 손쓸 수 없이 악화된다면? 이런 때를 대비하기 위하여 지구공학의 연구가 필요하다고 주장되고 있다. 지구공학 기술이라면 효과적으로 확실하게 기후변화 위기에 대응할 수 있다고 보여지는 것이다.

 

*지구공학을 사용하자!

지구공학기술에는 이산화탄소를 흡수하거나 태양열을 막아서 지구를 식히는 방법 등이 있다.

각각 땅에서, 바다에서 하늘과 우주에서 쓸 수 있는 기술을 소개한다.

[land]

- 땅은 자연환경이 다양할 뿐 아니라 인공물을 설치하기 쉬워 지구공학 기술을 활용할 수 있다.

1. 사막에 반사판을 설치한다.

지구에 들어오는 햇빛을 우주로 되돌려 보내기 위해 폴리에틸렌 알루미늄으로 반사판을 만들어 사막에 설치한 다음 전지구적으로 냉각효과가 나타나기를 기대하는 것이다.

다만, 약 10%의 지각표면에 반사판 설치 비용만 연간 1조달러가 들어 갈 수 있고 사막의 생태계가 변하며 애초에 단단하지 못한 사막 자체에 이런 인프라를 세우기가 어렵다.

 

2. 나무와 농작물을 기른다.

햇빛을 대기로 더 많이 반사시키는 다양한 농작물을 기른다면, 지구의 평균기온을 낮출 수 있는 물리학적 방법으로 활용할 수도 있다. 단순하고 특별한 기술이 필요하지 않아 지구공학으로 여겨지지 않았지만 지금은 지구공학에서도 유익한 방법이라고 손꼽힌다.

 

3. 지붕을 하얗게 칠하기

건물의 지붕과 도로의 반사율을 높여 태양열을 반사하는 기술이다. 한여름에 효과는 좋을지라도 페인트를 사서 많은 집들을 칠하는 비용이 어마어마하게 든다.

 

4. 에어캡쳐(대기에서 이산화탄소를 흡수함)

탄소 포집 및 저장 기술 CCS와는 조금 다르게 거리에 설치하여 일반대기에서 이산화탄소를 흡수하는 장치를 말한다. 공기 중에 존재하는 이산화탄소를 포집하는데 더 어려움이 있다.

[그림1. 에어캡쳐]

출처: LG사이언스랜드

[sea]

1. 바다에 철뿌리기

해양식물은 탄소를 가장 많이 묶어둘 수 있다. 따라서 바다에 철을 뿌려 해양식물의 성장을 돕는 영양분을 공급하는 것이다.

2. 해양분무기

소금입자를 하늘로 뿌려서 구름을 생성하게 하고 그 구름은 햇빛반사에 유용해진다.

3. 해양펌프

심해수를  표면 중으로 끌어올려서 표면에 서식하는 녹조류에 영양공급을 해서 광합성을 촉진하고 이산화탄소를 흡수하는 기술.

4. 빛나는 바다만들기

배를 띄워서 미세기포(microbubble)를 해수면에 주입해 햇빛 차단용 거울로 활용한다.

 

[그림2. 해양에서 미세기포를 이용해 햇빛을 반사시키는 방법]

출처: LG사이언스랜드

[sky & space]

1. 태양반사 장치

지구로 들어오는 햇빛을 사전에 차단할 수 있으나 기후변화 패턴을 예측할 수 없고 일사량이 감소하여 생기는 부작용을 생각해야 한다.

2. 성층권에 황산입자 뿌리기

대류가 거의 없는 성층권에서 크기가 작고 반사를 잘 시키는 입자를 뿌려서 햇빛을 차단하는 방법이다.

[그림3. 성층권에 황산입자 뿌려 햇빛을 차단시키는 방법]

출처: LG사이언스랜드

3. 구름 반사도 높이기

낮은 고도에서 층운은 입자밀도가 높고 반사율이 높아서 햇빛을 차단하는데 효율적이다.

 

*지구공학은 위험한 치료법일까?

기후변화에 대한 문제는 사람들이 비교적 최근에서야 깨닫기 시작하였고 인류는 대략 50년 동안 기후변화 문제에 대해서 알고 있었다. 

환경과학자 데이비드 키이스는 “현재 북극 얼음이 녹고 있는 속도는 예측한 모델보다 훨씬 빠르다. 따라서, 비록 저 같은 전문가들이 전세계를 돌아다니며 비행연료를 소비하고 정치가들이 조약들에 서명하고 있음에도 불구하고 사실상 이 모든 것들의 결과는 부정적이었다고 말할 수 있다.”

[사진2. 지구공학 기술을 설명하는 환경공학자 데이비드 키이스]

출처:TED

“우리는 어떤 방법으로든 간에 기후의 변화를 일으키는 인간의 행동들과 기후변화 사이의 연결고리를 끊어야한다. 지구공학이라 불리는 아이디어는 부작용이 없지는 않겠지만, 효과가 있다는 걸 확실히 알고 있다. 그 이유는 과거에 일어난 적이 있기 때문이고 그것은 우리나 나 자신만에 의해서가 아니라 자연에 의해서 이루어졌기 때문이다” 

데이비드 키이스는 과거에 1991년 필리핀의 피나투보 화산이 폭발했을 때 하늘 가득 덮은 황산 입자가 햇빛을 반사해 지구의 온도를 낮춘 적이 있음을 덧붙이며 실제 효과 사례로 들었다. 몇몇 화산폭발에서, 화산폭발로 생긴 구름들이 대기를 둘러싸기 때문에 햇빛을 차단해 온도가 내려가는 걸 볼 수 있으며 세부적으로 부작용들이 있었지만 어찌되었든 명백히 온도는 내려갔다고 설명했다. 이와 같은 과거사례를 보면 온도를 확실하게 낮추거나 빠르게 처리하는데 있어서 지구공학 기술이 아예 뜬구름 잡는 소리는 아닌 것처럼 느껴진다.  

 

[그림4. 지구]

출처: columbus free press

물론 지구공학을 지지하는 입장에서도 지구공학은 최후의 대안으로 내어놓고 있다.

사실상 지구의 조건을 대규모로 조작한다는 것은 어떠한 부작용이 생길지 알 수 없는 노릇이고 소규모의 부작용이라 할지라도 이에 따른 과학적인 대처가 필요하기 때문이다. 이런 지구공학의 불확실한 예측은 비가역적인 지구의 물리시스템에 반하는 노릇이라며 기술의 책임 윤리면에서도 비판을 받는다. 즉 ‘결과의 모호성’ ‘규모의 방대함’은 지구공학의 안전함과 신뢰성을 뒷받침해주지 못한다는 것이다.

예를들어 제시된 지구공학 기술로 태양빛을 반사하여 인위적으로 햇빛 양을 줄이게 되면 지구의 물 순환체계에 교란이 생겨 강수량이 줄고 그것은 곧 식물 생장속도 저하로 이어지게 된다.

또한 해양식물의 생장을 돕고자 해양에 철을 뿌리는 해양비옥화 법은 부영양화(수중생태계의 영양물질이 증가하여 조류가 급속히 증식하는 현상)과 독성을 발생시키고 이는 해양 생태계를파괴하는 것으로 이어질 가능성이 있어 실제로 해양비옥화 실험은 금지되어있다. 

지금은 가볍게 살펴본 지구공학에 대한 이야기였지만 지구의 기온이 돌이킬 수 없을 만큼 상승하고 해수면이 상승하여 우리의 멸존 위기에 처한다면 그때는 지구가 걸린 병보다 위험한 치료법이라해도 불가피하게 적용되야하지 않을까 생각한다.

출처:

1. 한국에너지공단

2. TED 강연회

3.LG 사이언스랜드