[과학칼럼] 지구 환경을 지배하는 기체들
/ 이상천 경남대 나노공학과 교수

지난 8일부터 3일간 일본 홋카이도 도야코에서 열린 G8(선진 8개국)확대정상회의의 주요 이슈는 단연 지구환경 변화에 대한 범세계적 관점에서의 대응과 에너지 문제였다. 지구의 기후변화를 최소화하기 위해 2050년까지 현재의 온실가스 배출량을 50%로 줄이자는 G8 정상들의 결의는 범지구적 차원에서 미래에 대한 대응책이며 미래사회를 풍요롭게 하기 위한 긍정적 출발이라고 생각한다.

지구 환경변화에 대한 주범으로 대기권과 성층권에 존재하는 기체들이 지목되는 것은 당연한 일이다. 특히 기후변화와 관련된 온실효과의 주범인 이산화탄소와 메탄가스가 가장 주의해서 조절하여야 할 기체임에는 틀림이 없다. 이들을 줄이는 것이 저탄소 사회로 가는 일이며 지구의 환경을 개선하는 길이기도 하다.

이산화탄소·메탄 줄여야

태양 에너지는 지구의 생명체를 위한 가장 중요한 에너지 공급원이었지만 한편으로는 생명체를 위협하는 자외선 영역의 방사선도 동반하고 있다. 태양광에서 자외선을 막아줄 기체가 필요했으며 이러한 역할을 성층권에 존재하는 오존이 자외선 영역의 태양광 에너지를 흡수하며 자외선 차단 역할을 잘 해내고 있다. 산소와 산소의 또 다른 결합으로 만들어진 오존층으로 인해 지구가 태양계에서 유일한 생명체가 사는 유성으로 거듭나기에 충분한 환경 조건이 조성되었다.

따라서 성층권에 존재하는 오존의 소멸은 지구 환경의 변화이며 지구상에 존재하는 생명체에 대한 도전으로 본다. 오존을 위협하는 화합물의 사용을 금지한 것도 지구 환경에 중요한 역할을 수행하는 오존층의 보호를 위해서 취해진 국제적 노력의 결과이다.

원시지구에서 광합성 능력의 박테리아에 의해 배출된 산소의 등장만이 지구의 생명체를 탄생시키기에 충분하지는 않았다. 지구 표면의 온도를 일정하게 유지할 수 있는 지구 환경도 필요했었다. 지구 표면에 존재하였던 이산화탄소와 메탄 등 탄소 함유 기체 화합물은 지구표면에 도달한 태양광 중에서 특히 적외선, 즉 열 부분을 흡수하고 반사시켜 우주로 방출되는 것을 막는 중요한 역할을 하였다. 이로 인해 지구의 온도가 영하의 저온에서 영상의 온도로 유지할 수 있게 되었으며, 생명 탄생의 적합한 환경이 만들어진 것이다.

하지만 대기 단위 면적당 이산화탄소의 농도는 화석연료의 계속적인 사용 증가로 인해 급격히 높아졌다. 이러한 이산화탄소의 농도 증가는 지상의 온도 변화, 즉 기후변화로 이어졌다. 매년 예상치 않은 폭염과 태풍, 장마 등으로 지구를 변화시키는 주범으로 전락한 것이다. 화석연료의 사용이 계속되는 한 이산화탄소를 줄이는 일은 어려운 일이다. 탄소 함유 기체의 저감을 위해서는 에너지 절약이 꼭 필요하다.

에너지 절약 않으면 파멸

쓰레기 매립장이나 축산 농가에서 새로운 에너지원으로 활용되고 있는 메탄가스 또한 기후변화에 매우 큰 위협적 요인으로 등장하고 있다. 수억년전 지구의 기상변화로 인하여 죽고 얼어붙은 생명체가 분해되는 과정에서 발생하는 부산물인 메탄가스가 영하 40℃의 시베리아 동토지역에 엄청나게 묻혀 있다는 지질학자들의 보고가 있었다. 이들이 만약 온실효과로 인한 기온 상승으로 지상에 노출된다면 지구의 기후변화가 우리의 상상 밖으로 진행될 게 자명하다. 기온 1℃ 상승으로 인한 지구의 기후변화를 경험에서 보듯 탄소 함유 기체들의 대량 노출은 지구 환경의 파멸로 이어질 것이다.

지구의 대기권을 구성하여 생명체를 보호하고 유지하며 확장하여 온 기체가, 산업 생산과 경제 발전 과정에서 무분별한 에너지 사용의 결과로서 우리에게 커다란 위협으로 돌아오고 있다. 저탄소 사회로 가는 길은 지구상에 존재하는 거대한 기체의 양을 조절하고 기후변화를 최소화하며 쾌적한 지구 환경을 통한 인간의 삶을 풍요롭게 만드는 길이라는 것을 새삼 생각하게 된다.
/ 입력시간: 2008. 07.11. 10:32