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[이인식의 '멋진 과학']

#1 식물 플랑크톤의 성장 도와 대기중의 이산화탄소 흡수

#2 이산화유황·실리콘 거울로 우주공간에서 햇빛을 반사

지구 온난화를 막기 위해 발효된 기후변화협약 교토의정서가 이산화탄소 등 온실가스 배출량의 감축 의무를 규정하고 있지만 세계 곳곳에서 지구 온도 상승에 따른 환경 재앙이 속출하고 있는 실정이다. 따라서 일부 과학자들은 지구공학(geoengineering)에서 지구 온난화 대책을 모색하고 있다. 지구공학은 인류의 필요에 맞도록 지구의 환경을 대규모로 변화시키는 공학기술이다.

지구공학으로 지구 온난화를 해결하려는 방법은 크게 두 가지로 나뉜다. 첫 번째는 대기 중의 이산화탄소를 흡수하여 기후 변화를 저지하는 방법이고, 두 번째는 대기권이나 우주 공간에서 햇빛을 차단하여 지구를 식히려는 방법이다.

1990년 처음으로 제안된 첫 번째 방법은 바다에 철을 뿌려 식물 플랑크톤의 성장을 돕는 것이다. 바다 표면 근처에 부유하는 미생물을 통틀어 식물 플랑크톤이라 일컫는다. 어류의 먹이이며 광합성을 한다. 식물 플랑크톤은 광합성을 위해 수중에 용해된 이산화탄소를 사용한다. 광합성이 왕성해지면 대기권의 이산화탄소까지 흡수한다. 광합성에는 미량의 철이 필요하다. 철이 부족하면 광합성이 원활하지 못해 이산화탄소가 흡수되기 어렵다.

2003년 미국 해양대기국(NOAA)의 보고서에 따르면 태평양 갈라파고스 제도 부근 바다 속에 철이 부족해서 식물 플랑크톤의 수가 줄어들고 있다. 따라서 2007년 5월부터 이 부근에 적철광 50톤을 뿌리는 실험이 시작되었다. 똑같은 실험이 여섯 차례 실시되고 나면 지구 온난화 대책으로 효과적인 수단이 될 수 있을지 판가름 날 전망이다.

지구 상공에 햇빛을 차단하는 차양을 만들어서 지구를 식히는 방법은 두 가지가 검토된다. 하나는 대기 속으로 이산화유황 입자를 뿌려 햇빛을 반사시키는 것이고, 다른 하나는 우주에 실리콘 거울을 설치하여 가시광선을 분산시키는 방법이다.

이산화유황 입자로 대기권에 차양을 만드는 아이디어는 화산 폭발에서 비롯되었다. 1991년 6월 필리핀에서 피나투보 화산이 폭발한 결과 황화합물 기체와 분진이 성층권으로 유입되어 지구 전체에 2년 동안 기온 저하가 관측되었다. 이산화유황이 형성하는 황산염 입자는 지구로 들어오는 햇빛을 차단할 만큼 크지만, 지구로부터 복사열의 형태로 우주로 빠져나가는 적외선의 파장보다는 작기 때문에 차양 역할이 가능한 것이다. 이산화유황은 수직관을 통해 성층권 가까이 10㎞까지 간단히 퍼 올릴 수 있다. 이러한 방법은 비용도 적게 들고 기술적으로 걸림돌이 없지만 대기권에서 진행되는 일이므로 부작용을 염려하지 않을 수 없다.

2007년 '지구물리 연구통신'(Geophysical Research Letters) 8월 1일자에 발표된 논문에서 미국 대기과학자인 케빈 트렌버스는 유황 차양이 강우량에 심각한 영향을 미쳐 지구의 물 흐름이 교란되면 많은 지역에서 가뭄과 식수 부족으로 시달릴 것이라고 경고했다.

유황 차양의 결함이 예상되면서 비용은 더 많이 소요되지만 위험 요인은 거의 없는 방법으로 우주에 차양을 설치하는 아이디어가 제안되어 미국 항공우주국(나사)의 지원으로 소규모 실험이 진행되었다. 미국 애리조나대의 천문학자인 로저 에인즐은 우주 차양이 실현 가능하다고 확신했다. 2006년 '미국립과학원회보'(PNAS) 11월 14일자에 발표한 논문에서 에인즐은 지름 60㎝, 무게 1g의 실리콘 원반 100만 개를 금속 용기에 함께 담아서 우주로 발사시키는 방안을 제안했다. 이 금속 용기는 지구와 태양 사이에 머물면서 거울처럼 지구로 향하는 광선을 분산시킨다.

2007년 11월 9일 미국에서 개최된 지구공학 회의에서 인간에 의해 야기된 기후 변화가 인간에 의한 공학적 방법으로 해결될 수 있다는 결론이 도출되었다. 한 전문가는 "200년이 지나면 지구가 한 개의 인공물, 곧 인간이 설계한 작품이 될 것"이라고 말했다.

[이인식 과학문화연구소장]

2008년 어느 날 이 뉴스를 보았을 때는, 이미 자연재해, 환경오염 등으로 재난 또는 유전자변이로 인한 좀비 ㅋㅋㅋㅋ 같은 소재 투성이인 영화들이 즐비했을 때였다. 이 뉴스를 보고나서는 이 역시 과학으로 극복하려는가.. 인간의 능력이 이 정도이구나.. 태평양 근처의 철을 50톤을 뿌린다니.. 이걸 실험하는 미국이 정말 대국이구나, 나라 차원에서 이런 실험도 하는 거구나.. 환경오염의 시작인 산업혁명의 주역 유럽에서는 팔짱끼고 미국 비웃을 게 아니네.. 이럼서 미국 오오오.. 했었는데..

이 사업은 시작된건지, 없어진건지.. 미국은 자체 경제악화로 현재 트럼프 같은 정치인이 미 대통령을 할라고 하질 않나.. 영국의 브렉시트 투표가 정말 어이 없는 이유로 EU 탈퇴에 찬성하여 확정된 이런 상황에.. 미국이라고 트럼프가 안뽑힐쏘냐..

우리나라는 전 이명박 대통령때 난데없는 전력난을 야기시키더니 현 박근혜 대통령시절에 화력 발전소 허가로 퇴화 하질 않나.. 이로 인해 미세먼지가 나오질 않나.. 아.. 역시 환경문제는 과학이라는 인간의 도구로는 해결이 안되는 건가 싶다.

어쨌든, 올 해가 역사상 가장 더운 해가 될 것이며, 앞으로의 먼 미래에서 올 해의 여름은 시원한 축에 들거라는 누군가의 저주아닌 예상과 달리 2016년 7월 대서인 오늘, 예보된 날씨는 34도 이지만 버틸만하다. 아직 그렇게 덥지 않다. 정말 다행이다.