원문 출처: http://peakoilbarrel.com/are-we-headed-for-global-warming-collapse/
우리는 지구 온난화의 파국으로 가고 있는가?
론 패터슨, 2015. 6. 26
이 글은 내가 앞으로 지구 붕괴에 관해서 올리게 될 몇 개의 기고문 중 첫 번째 글이다. 나는 지금 우리가 알고 있는 문명이 파국을 맞을 것이라고 말하는 것이 아니라 “파국을 피할 수 있는가?” 라고 질문을 하는 것이다. 이 기고문은 지구 온난화와 지구 온난화로 인한 기후변화에 관한 내용이다.
과거 65만년 동안 지구의 이산화탄소 농도는 300ppm을 넘지 않았다. 지금은 400ppm이다.
지금 이산화탄소 농도는 지난 2천만년 기간 중 어느 때 보다 높다. 그것도 상당히 더 높다. 아래의 차트는 고다드 우주 연구소가 제공한 데이터를 근거로 작성된 것으로 Worldwatch Institute가 발행한 “2015년 세계 상황 (State of the World 2015)”에 실린 것이다.
1951-1980 기준값과 비교한 2008-2013 위도별 지표면 온도 평균 상승
이 차트에서 확실히 알수 있는 것은 지금까지 지구 온난화는 주로 북반구에서 일어났는데, 대부분 북위 60도 이북 지역에서 발생하고 있는 현상이다. 북극은 지구 다른 지역 보다 여전히 2배 빠른 속도로 가열되고 있다. 북위 60도 이북 지역의 상황을 최근 분석한 결과 최근 지구 온난화 속도가 둔화되었던 와중에도 이지역의 연평균 온도는 전체적으로 계속 상승하고 있다.
대양, 특히 북극해는 대기 보다 더 빠르게 데워지고 있다. 실제로 최근 수십 년 동안 북극 온도가 지구 평균 온도보다 3배 빠르게 증가한 이유 중 하나는 태양빛을 반사하는 바다 얼음이 감소했기 때문이다. 북극 증폭 (Arctic amplification)으로 알려진 이 현상으로 인해서 부근의 육지 얼음에도 영향이 미치고 있다. 그런데 왜 북극인가? 한가지 이유를 들라면 대부분의 사람들이 북반구에 살기 때문이다. 대부분의 이산화탄소가 북반구에서 배출된다. 하지만 북반구와 남반구의 대기는 섞이지 않는가? 북반구의 대기 중에 있는 것이 남반구의 대기 중에 나타나는데 걸리는 시간이 얼마나 될까? 내가 말할 수 있는 최상의 답변은 약 6개월이다. (하지만 6개월이 정확한 답인지 자신할 수는 없다.) 어쨌든 이산화탄소가 북반구와 남반구 간 그 정도의 온도 차이를 초래하기에는 6개월은 너무 짧은 기간이다. 그렇다면 메탄은 어떨까?
파멸적 메탄 방출에 대한 우려
NASA/AIRS가 작성한 2011년 지구의 평균 메탄 분포도이다. 북극 지역에서 농도가 아주 높다. 이 지도에서 러시아의 예도마 (Yedoma) 지역의 농도가 가장 높은데, 이 지역의 동토대와 융해호 (融解湖: Thermokarst lake)에서 많은 양의 메탄이 방출되고 있다. (자료 제공: NASA/AIRS)
분포도에서 메탄의 혼합비는 ppm (백만분율) 단위이며 전지구적으로 혼합비는 1.71 - 1.85 ppm이다. 이것은 큰 차이는 아니지만 북반구에 있는 메탄이 남반구로 이동해서 섞이는데 평균적으로 6개월이 걸린다면, 이는 북극 지역에서 틀림없이 메탄이 계속해서 방출되고 있다는 것을 의미한다.
다음은 미국 에너지부 이산화탄소 정보 분석센터가 2014년 2월 메탄 농도를 ppb (십억분율) 단위로 측정한 값이다:
선사시대: 722 ppb (얼음 기둥에 갇힌 메탄의 농도를 측정)
북반구 : 1893 ppb (아일랜드 메이스 헤드에서 측정)
남반구 : 1762 ppb (태즈매니아 케이프 그림에서 측정)
Law Dome, Antarctica이 제공한 과거 2000년 동안의 기록과 이산화탄소 정보 분석센터가 수집한 대기 중 미량 가스 데이터에 의하면 선사시대에도 메탄은 대기 중에 분명히 있었다. 스플라인 함수 (spline function)를 이 데이터에 적용하면 1750년 대기 중 메탄 농도는 697 ppb 인데, 북반구에서 농업 활동으로 배출되는 메탄이 이미 적지 않게 기여하고 있다면 이 값은 지구 평균 보다 낮을 수 있다. 다음은 2천년 동안의 메탄, 이산화탄소, 아산화질소 농도 그래프이다:
기원 이후 스플라인 함수의 50년 평균값을 이산화탄소, 메탄, 아산화질소 농도에 적용했다. 50년 단위로 표시했고 이산화탄소는 ppm 단위로, 메탄과 아산화질소는 ppb 단위로 표시되었다.
위의 차트는 2000년 까지의 그래프이다. 최근 15년 동안 대기 중 메탄 농도는 400 ppb 급등했다. 2014년 2월 북반구 아일랜드 메이스 헤드에서 측정된 메탄 농도 1893 ppb는 2011년에 측정된 최고 농도 1885 ppb 보다 높다. 그렇다면 이 모든 메탄은 어디에서 방출되는 것인가? 메탄은 대양 지각의 메탄 하이드레이트 (불타는 얼음)와 북극의 영구 동토에서 방출되고 있다.
뉴질랜드 인근에서 발견된 거대한 분화구 처럼 보이는 알 수 없는 구조들
GNS Science의 대양지구 물리학자 브리언 데이비 박사가 이끄는 다국적 연구팀은 뉴질랜드 크라이스트처치에서 약 310마일 떨어진 해저에서 세계 최대로 보이는 우묵하게 파인 구멍들(pockmarks)을 발견했다.
위는 해저의 우묵한 구멍을 예술적으로 연출한 것이다.
과학자들인 구멍들이 고대에 해저에서 대양으로 가스가 활발하게 분출되어 생긴 결과라고 믿고 있다. 이 구조물들은 (가장 큰 구멍의 장축과 단축의 지름은 각각 6.8마일과 3.7마일이고, 깊이는 328 피트이다) 수심 약 0.6마일 깊이에 있고 현재 가스가 분출되는 구멍은 없다. 연구팀은 독일 탐사선 존네(Sonne) 선상에서 더 큰 해저 구조물들을 조사했다. 조사연구 논문의 제목은 “뉴질랜드 해안의 가스 분출 흔적: 하이드레이트에서 메탄이 대량으로 방출된 증거 (Gas escape features off New Zealand: Evidence of massive release of methane from hydrates)” 이며, 다음은 연구논문 초록이다:
초록
뉴질랜드 채텀 라이즈 남서단 해역에서 다중빔 수심측정기로 수집한 데이터에 의하면 최소한 2만 평방 킬로미터 지역에 걸쳐서 가스가 방출된 흔적이 있다. 가스 하이드레이트가 해리(解離)되어 유발된 것으로 보이는 가스 방출 흔적들 중에서 a) 지름이 8-11km 인 것이 10개, b) 지름이 1-5km 인 것이 1천개 정도로 추정되며 모두 800-1,100m 수심에서 발견된다. 지름이 150m 이하인 것들도 500-700m 수심에서 발견된다. 500-700m 수심의 해저 지층을 탐사한 결과 과거 해수면이 낮았다는 증거인 평행 부정합(不整合)이 발생했던 지역에서 유사한 가스 방출 흔적(우묵한 구멍)들이 보인다. 가장 큰 축에 속하는 각각의 구멍에서 방출된 것으로 추정되는 메탄량은 7 x 10¹²g이다. 지름이 8-11km 정도인 구멍 하나에서 방출되어 대기 중에 유입된 메탄량은 현재 자연 상태에서 연간 대기 중으로 방출되는 지구 전체 메탄량의 3%에 달한다.
하나의 구멍에서 방출된 메탄량이 자연 상태에서 연간 대기 중으로 방출되는 지구 전체 메탄량의 3%에 달한다. 그런데 해저에는 이러한 구멍들이 수천개가 있다:
로즈볼 (Rose Bowl) 만한 크기의 펜만 (Pen Bay) 지역 구멍들
시어스포트 (Searsport) 준설 프로젝트가 제안된 후 최근 페노브스콘 만(Penobscot Bay) 해저가 상당한 뉴스거리가 되고 있다. 준설 제안서에서 논의되었던 한 가지 내용은 육군공병 부대가 “pockmark(우묵한 구멍)” 라고 불리는 페노브스콘 만 서부 해저에 있는 툭 트인 동굴에 준설 폐기물을 쌓아두자고 제안하고 있다는 것이다.
바렌츠 해(북극해의 일부)에 있는 우묵한 구멍들은 마지막에 있었던 빙하시대 말기인 1만-1만 2천년 전에 생긴 것으로 여겨진다. 이곳 해저의 길게 파인 부분들은 얼음이 해저를 밀고 지나가면서 생긴 것이다. 따라서 얼음이 녹은 후 구멍들이 생긴 것이다.
때때로 이러한 구멍들이 건조한 육지에서도 생긴다. 아래에 있는 구멍은 지름이 100피트로 작은 것이다.
그런데 2014년 다른 것이 나타났다. 재앙을 초래할 수 있는 규모의 메탄 방출이었다. 러시아의 시베리아에 있는 야말 (Yamal) 동토 지역의 한 마을이 안정을 위협받기 시작했다. 목격자들에 의하면, 얼마 후 이 지역에서 연기가 발생하기 시작했다. 그 후 밝은 섬광과 함께 지면이 분출했다. 연기가 걷힌 후, 전에는 평평한 동토였던 곳에서 커다란 하나의 분화구가 나타났다. 동토의 커다란 마개가 격렬하게 분출했고, 불길한 흑회색 분화구 하나가 덜렁 남았다. 분화구를 조사했던 연구자들은 분화구 밑에 대기 중 메탄 농도의 10%에 해당하는 메탄이 묻힌 것을 알아냈다.
나는 메탄 폭팔을 보여주는 십수 편의 비디오를 유튜브에서 보았다. 전부는 아니지만 대부분 앞으로 수년 후 재앙을 예고하고 있다. 일부 비디오, 특히 거이 맥퍼슨이 올린 비디오는 인간과 대부분의 생물들의 완전한 멸종을 예고하고 있다. 이를 메탄 가스총 (clathrate gun: 지구 온난화로 해저와 영구동토에서 메탄이 방출되어 지구가 더워지고 이로 인해서 더 많은 메탄이 방출되는 사이클이 반복되는 질주 과정) 이라고 한다. 일단 메탄 가스총이 격발되면 우리가 알고 있는 모든 생물종들이 파멸한다. 나는 이를 믿을 수 없다! 전에도 한가지 이유로 인해서 메탄 가스총이 여러 번 발사되었다. 최근에 발사된 시기는 1만 - 1만 2천년 전이다. 하지만 당시는 대기 중 메탄 농도가 실제로 급상승하지 않았다.
그러나 지금은 이미 대규모로 지구 온난화가 진행되었다. 온난화는 상대적인 것이고, 인류는 빙하기 말 얼음이 녹기 시작한 이후 현재 정상적인 기후를 경험하고 있다. 얼음 기둥에서 메탄이 발견되지 않는 이유를 모르겠지만 그 시기에는 얼음이 거의 쌓이지 않았다는 사실과 관련이 있었을 것이다. 즉, 그때 얼음이 대규모로 녹았다는 것을 의미한다.
결론
우리는 돌아갈 수 없는 지점을 이미 지나쳤다. 온실가스 방출과 실제 대기가 데위지는 시차를 감안하면 우리가 온난화를 멈출 수 있는 방법은 없다. 인과관계의 시차 40년을 감안하면 우리가 당장 온실가스 배출을 중단해도 40년 후에 그 효과가 나타나기 시작할 것이다. 우리 모두는 인간이 온실가스 배출을 중단하지 않는다는 것을 알고 있고, 우리가 바랄 수 있는 최선은 배출량을 줄이는 것이다. 그런데 그렇게 하더라도 전혀 도움이 되지 않을 정도로 너무 늦었다. 온실가스가 지구를 데우고 있다는 것을 인정한다면 취해야 할 조치는 온난화의 진행을 늦추는 것이다. 그런데 우리가 이미 배출한 이산화탄소로 인한 온도 상승은 아직 최고조에 이르지 않은 상태이다. 높아진 이산화탄소 농도에 지구가 반응하는데 수십년이 걸리는 이유는 대양의 열적 관성(熱的慣性: thermal inertia) 때문이다.
방아쇠는 이미 당겨졌다. 이미 메탄 폭팔이 시작되었고, 대기는 데워지고 있으며, 대양은 더 빠르게 데워지고 있다. 상황이 많이 악화될 것이지만 거이 맥퍼슨이 예측한대로 인간이 완전히 멸종하지는 않을 것이다. 상황은 나빠지겠지만, 그 정도로 나빠지지는 않을 것이다.
과거에도 이러한 모든 일이 일어났다.
마지막으로 있었단 메탄 대방출, 즉 메탄 가스총은 1만년 - 1만 2천년 전에 발사되었다. 그때는 지구 육지의 1/3을 덮었던 얼음이 완충작용을 했다. 얼음이 녹으면서 열을 흡수했고, 그 결과 빙하기가 끝났다. 하지만 지금은 지구를 덮고 있는 얼음층이 거의 없는 상태에서 메탄이 폭팔핬다. 남극 일부지역에서는 겨울 평균 온도가 50℉(10℃)이다.
남극의 열대 기후: 5천 2백만년 전 얼음으로 뒤덮힌 해변가에서 야자수가 번성했다.
지금 남극 빙하가 남빙양과 경계를 이루는 한 지역에서 야자수와 5천 2백만년 전 번성했던 오늘날의 바오밥 나무의 조상과 같이 서리에 민감하고 따뜻한 기후를 좋아하는 식물들이 나타났다. 과학자들의 평가에 의하면 5천 2백만년 전 3개월 동안 밤이 계속되었음에도 불구하고 남극대륙 윌크스 랜드 해변의 겨울 온도가 10℃를 넘었다. 5천 2백만년 전 남극 상황이 오늘 날 상황과 아주 많이 비슷하다. 따라서 당시 남극 대륙이 지금 보다 훨씬 더 북쪽에 있었다는 사실은 핑계가 될 수 없다.
또한 9천년 전과 1억 5천만년 전 그리고 지질학적 과거에 여러 번 심한 지구 온난화가 있었다. 종(種)의 멸종이 여러 번 있었지만 생물은 살아남았다. 물리법칙은 변하지 않았다. 과거에도 탄소가 많이 축적되었고, 메탄 하이드레이트가 있었으며 메탄 가스총이 발사되었다. 따라서 과거에도 지구 온도가 수십 년 만에 몇 도 정도 급상승 했던 시기가 있었을 가능성이 매우 높다. 틀림없이 더 많은 멸종이 일어날 것이지만 생물은 살아 남을 것이다. 엄청난 수의 인간이 거의 모든 환경에 적응해왔고, 살기에 적합한 모든 환경을 점유하고 있는 사실을 감안하면 인간은 살아 남을 것이다. 어쨌든 지구 온난화가 시작되어 파멸적 충격이 일어나기 전에 다른 재앙들이 발생할 가능성이 크다.
번역자 주: 다음은 인터넷에서 퍼온 메탄 하이드레이트에 관련된 내용입니다.
메탄 하이드레이트는 1ℓ는 약 200ℓ의 천연가스를 함유하고 있어 미래 청정에너지원으로 주목받고 있는데, 학자들은 전 세계 매장량을 약 10조~12조톤으로 (향후 5천년 가량의 사용분량) 추정하고 있다. 우리나라 독도 근해 심해저 퇴적층에 6억t 정도가 매장되어 있는데, 이는 천연가스 국내 소비량 30년분이며 돈으로 환산할 때 150조원의 가치를 가진다. 2007년에는 한국지질자원연구소 산하 메탄 하이드레이트 개발사업단이 독도 서남방 80㎞, 울릉도 남방 100㎞ 지점에서 자연 상태의 메탄 하이드레이트를 채취, 긴급 공수해와 즉석에서 연소하는 시연회를 갖기도 했다.
하지만 세계적 석학 가운데는 메탄 하이드레이트 개발과 관련 신중론을 펼치는 사람도 적지 않다고 한다. 심해저에 수천m 높이로 쌓여있는 메탄 하이드레이트가 대륙붕의 기울기를 안정시키는데 중요한 역할을 하는데 만일 메탄 하이드레이트층이 해체되면 해저산맥이 붕괴될 수도 있고, 해저산맥의 붕괴는 쓰나미와 비교할 수 없는 엄청난 재앙을 몰고 올 것이라고 경고하고 있다. 어떤 학자들은 독도 주변의 메탄 하이드레이트를 뽑아낼 경우 주변 지형의 변형으로 독도가 붕괴되는 최악의 시나리오도 가정할 수 있다고 우려하고 있다. 그러나 이런 우려에 대한 기술적 보완책들이 우리 학자들에 의해 속속 발표되고 있다. KIST 이흔 교수는 대기 중에 있는 질소와 이산화탄소를 바닷속으로 집어넣고 대신 메탄 하이드레이트를 뽑아 올리는 기술을 개발, 미국·일본 등에 특허를 냈다(주간조선 2008년 8월). 이런 노력들을 보태 우리나라는 미래 친환경 에너지원인 가스 하이드레이트를 2015년까지는 상용화시킨다는 야심에 찬 계획을 진행하고 있다.
일본이 독도에 대해 억지 주장을 펴고 끊임없이 분쟁지역화 하려는 것은 바로 바닷속 금맥(金脈)인 메탄 하이드레이트를 탐내기 때문이란 것은 이미 잘 알려진 사실이다.
메탄 하이드레이트에 관해서 인터넷에 올라온 글 중에 메탄으로 인한 지구 온난화를 우려하는 내용은 하나도 없습니다. 지구 온난화에 대한 우리사회의 인식 수준을 볼 수 있는 한 단면입니다. 메탄 하이드레이트를 미래의 청정 에너지 자원이라고 장밋빛 전망을 하고 자원 개발시 해저지형 붕괴에 대한 우려를 하면서도, 인간이 배출한 이산화탄소에 의해서 이미 시작된 지구 온난화가 메탄 가스의 대기중 방출로 인해서 인류의 생존을 위협하는 재앙으로 이어진다는 것을 인식하지 못하고 있습니다. 메탄은 이산화탄소 보다 열을 가두어두는 능력이 23배입니다. 만일 환경에 대한 고려나 대책없이 정치 경제적 이유로 또는 자국의 이익을 위해서 자본과 기술을 가진 나라들이 경쟁적으로 메탄 하이드레이트 자원을 개발해서 상용화한다면 더 큰 재앙을 피할 수 없을 것 입니다.
이 기고문에 456개의 댓글이 달렸습니다. 그 중 가장 먼저 올라온 댓글을 소개합니다.
클리프먼 (2015년 6월 26일, 오전 7시 4분):
귀하가 올린 최종 메탄 그래프에서 현재의 메탄 농도를 자세히 추론하기 어렵습니다. 하지만 메탄 농도가 1만 2천년 전 400 ppb 미만의 낮은 수준에서 주기적으로 높아져서 700 ppb를 찍었습니다. 귀하가 지적한대로 현재 메탄 농도는 당시 최고점의 2배 이상이고 메탄방출은 이제 시작되었을 뿐입니다. 이번에는 출발 지점 (현재의 메탄의 농도 수준)이 높고, 과다한 열을 흡수해서 녹을 얼음이 없고, 인간이 이산화탄소, 프레온 가스 같은 온실가스를 배출하고 있기 때문에 당연히 메탄으로 인해서 상당한 충격이 있을 것입니다. 인간은 지난 1만 2천년 동안 광범위하게 토지를 이용해 왔고 (논, 저수지, 삼림 벌채 등) 이러한 토지의 이용 또한 메탄이 높은 수준의 농도에서 증가하기 시작하는 현재와 상황과 관련이 있습니다.
중요한 생각들을 올려 주어서 감사합니다.