[에세이] 인류와 지구 온난화, 그리고 극지

[제 11회 청소년 극지논술공모전, 논제 : 지구 온난화로 인한 극지환경 변화와 인류의 삶, 수상 : 없음]

2020.11.06

이 글은 필자가 2020년, 고등학교 2학년 때 작성한 글로, 글의 진행이 서툴 수 있습니다. 하지만 내용은 실제 경험과 참고 문헌을 바탕으로 하고 있으므로 신뢰하셔도 좋습니다.

 

많은 사람들이 알고 있겠지만, 근 몇 년 간 기상이변이 매우 강해지고 있다. 최근에만 해도 장마전선이 평년보다 강하게 발달하여 중국과 일본에 물난리가 있었고, 이 때문에 총 20조 원 가까이의 엄청난 재산 피해와 100명 이상의 사상자가 나온 데다, 폭우에 의한 싼샤 댐의 붕괴 위기라는 사건도 있었다[1, 2]. 호주에서는 너무 건조해진 날씨에 의해 작년 9월부터 올해 2월까지 거대한 산불 사태가 일어났으며, 이에 의해 한반도의 85% 면적의 삼림이 소멸했을 뿐만 아니라 호주 경제 그 자체가 휘청할 정도로 엄청난 재산 피해가 있었다[3, 4]. 이 뿐만이 아니라, 작년 가을의 동아프리카 장마에 의해 엄청난 양의 메뚜기 떼가 창궐하였고, 이에 의해 인도나 이란, 파키스탄 등의 많은 국가의 농가가 올해 큰 피해를 입었다[5]. 라오스에서 나타난 또 다른 메뚜기 떼가 중국의 농업에 큰 피해를 주는 일도 있었다[6].

이러한 일들의 공통점이라면, 대부분의 전문가들이 그 원인으로 지구온난화를 지목하고 있다는 점이다. 심지어는 이미 많은 사람들이 이러한 사건들 모두 지구온난화에 의한 것이리라는 점을 어느 정도 인식하고 있다. 처음에 지구온난화가 거론될 때는 아무도 그것이 현실적으로 큰 문제를 만들 것이라고는 생각하지 않았지만, 이제는 그렇지 않다는 점이 증명되었다. 위의 일 이외에도 매년 대기 중 이산화탄소 농도와 세계 평균 온도는 오르고 있으며, 이에 따라 기후 변화는 점점 거세지고 더 많은 피해를 몰고 올 것이다[7].

따라서, 당연하게도 우리는 지구온난화를 해결해야 한다. 하지만 우리 인류는 아직 지구온난화를 완벽히 이해하지도, 제어하지도 못한다. 지구의 환경은 엄청나게 넓고 복잡한 관계로 얽혀있으며, 작은 변화들이 모여 큰 변화를 만들기 때문에 이를 완전히 이해하는 것은 매우 어렵다. 적어도 지구온난화를 더욱 정밀하게 추측해나가기 위해서는 이에 연관된 지구의 환경과 그 관계를 이해할 필요가 있다. 지금까지 알려진 바로는 그 중심에 극지가, 남극과 북극의 환경이 있다. 지금부터 극지와 지구온난화, 그리고 인류 사이의 연관성을 알아보고자 한다.

 

먼저, 지금까지 지구온난화는 극지의 환경에 많은 변화를 가져왔다. 원래 극지방은 태양광이 단위면적 당 적게 주어지는 만큼 만년설과 얼음이 많았지만, 평균 기온이 오르면서 극지방으로 가는 열이 많아지고, 그 열에 의해 많은 얼음이 녹아왔다는 사실은 이미 잘 알려져 있다. 하지만 이렇게 녹은 얼음이 어떠한 영향을 주는지는 잘 알려져 있지 않다. 일단 가장 큰 것은 바로 해수면 상승 문제가 존재한다. 바다 위에 떠있는 빙산은 녹아서 물이 되어도 부피가 달라지거나 하지는 않지만, 대륙 위에 있는 만년설과 같은 경우 남극과 북극 근처 대륙에서 녹아내리는 물은 확실히 해수면을 높이고 있다(이에는 기온 상승에 의한 해수의 열팽창도 어느 정도 기여한다). 해수면의 상승은 몇 m만 일어나도 그 해수면보다 낮은 엄청난 넓이의 해안 지역을 모두 바다로 만들어 육지로서 사용할 수 없게 하며, 이에 거주지나 농토가 사용 불능이 되는 등 큰 재산피해를 가져온다. 대표적인 예시로 투발루나 방글라데시 등이 있다[8, 9].

 

빙하가 녹아내리는 것에 의한 문제는 이뿐만이 아니다. 지구에서는 태양광의 각도 차이에 의해 적도지방이 극지방보다 더 많은 열을 가지게 되는데, 이 열을 극지방으로 운반하는 데에는 해수의 대순환이 필수적이다. 이 해수의 대순환은 표층 해류와 심층 해류가 존재하기 때문에 컨베이어 벨트라고 불리며, 이 두 해류의 존재 덕분에 적도의 열을 극지방으로 효율적으로 전달할 수 있게 된다. 이 때 대서양 북쪽의 극지 근처에까지 도달한 표층 해류는 일부가 얼어 북극의 빙하가 되고, 해수는 빙하가 될 때 염분을 가지지 못하기 때문에 나머지 해수의 염도가 높아진다. 온도가 낮고 염도가 올라간 해수는 침강하여 심층 해류가 되는 것이 컨베이어 벨트가 유지되는 과정이다. 단, 이 때 빙하가 많이 녹아 극지방의 전체적인 염도가 낮아지면 침강이 약해지고, 심층 해류 생성이 저해되어 결과적으로 컨베이어 벨트에 의한 열 순환이 약해지게 된다. 이에 대한 실제 예시로 2015년의 북대서양에서의 기록적인 한파가 있는데, 북극 빙하가 녹아 컨베이어 벨트가 약해지면서 저위도 지방의 열이 효율적으로 전달되지 않았다는 것이 전문가들의 판단이고, 현재도 이 현상이 지속되고 있어 유럽의 폭염과 같은 현상을 나타내고 있다고 한다[10].

 

극지의 기온 자체가 올라가면서 생기는 문제도 존재한다. 극지방에는 극지방의 대기를 둥글게 둘러싸는 제트 기류가 존재한다. 이 제트 기류는 고도 10km 정도에 있는 바람으로, 동쪽으로 빠르게 움직이며 일종의 고리를 이루고, 둘러싼 안쪽의 차가운 극지 기단인 극소용돌이(polar voltex)를 가두는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 그리고 이 제트 기류가 존재하는 이유는 극지 기단과 중위도 기단의 온도 차이 때문이고, 하나의 반구에서 3개로 나누어진 대기 대순환 중 중위도의 페렐 순환과 고위도의 극 순환 사이에 위치한다. 하지만 최근에 극지의 기온이 올라가며 이 제트 기류의 에너지원인 온도 차이가 줄어들게 되었고, 이에 의해 제트 기류가 약해지며 차가운 극소용돌이가 제트 기류를 밀어내어 중위도까지 내려오는 현상이 흔히 발생하고 있다. 특히 이는 북극에서 흔히 존재하며, 제트 기류에 의해 극소용돌이가 묶이는 현상을 북극진동이라고 하고, 극소용돌이가 제트 기류를 밀어내고 중위도로 내려오는 현상을 북극진동의 교란이라고 표현한다. 이 때 제트 기류는 완전한 고리가 아닌 구불구불해진 모양을 가지게 되며, 이에 의해 극소용돌이의 범위 안으로 새로이 들어오게 된 중위도 지방은 엄청난 한파를 겪게 된다. 알려진 바로는 우리가 겪는 극심한 한파는 대부분 이러한 형식으로 일어나며, 최근에 들어 극심한 한파가 빈번해진 이유도 이것 때문이다. 이는 중위도의 많은 국가들에게 수치적으로 추산되기 어렵지만 굉장히 큰 경제적 및 사회적 피해를 준다[11, 12].

 

또한, 극지 자체도 지구온난화에 영향을 준다. 그 중에서 가장 잘 알려진 것은 바로 극지의 복사열 반사도, 알베도(albedo)이다. 극지와 그 근처에 있는 눈과 얼음은 물이나 암석보다 많은 양의 빛을 반사하고, 따라서 알베도가 높다. 지구는 태양으로부터 일정량의 열에너지(빛)를 받는다. 그리고 지구는 이 중 일부를 흡수하고, 일부는 반사하며, 흡수된 열은 다시 복사(빛(이 경우 적외선)을 통한 열에너지의 방출)되고, 이 중 일부는 다시 흡수되고 나머지는 우주 공간으로 방출된다. 이 때 지구에 흡수된 열이 다시 복사되었을 때 이에 대한 흡수 비율을 높이는 것이 바로 온실 기체이고, 이 때문에 지구가 가지는 열이 많아진다는 사실은 잘 알려져 있다. 이 때 극지의 만년설과 빙하가 가지는 역할은 태양의 빛에 대한 반사이고, 지구 전체에 대한 알베도를 높이는 데 일조하여 지구가 너무 많은 양의 열을 흡수하지 않도록 한다고 볼 수 있다. 하지만 지구온난화 등의 환경 변화에 의해 만년설과 빙하의 양이 줄어든다면 결과적으로 지구 전체의 알베도가 줄고, 더 많은 열이 유입되게 된다. 이는 다시 지구온난화를 가속화시킬 수 있으며, 이러한 양성 피드백적인 관계가 형성될 수 있다는 것이 알려져 있다[13].

 

또한, 극지의 얼음이 녹았을 때의 결과로도 지구 온난화에 영향을 미칠 수 있다. 전문가들 사이의 논의가 이루어지고 있지만, 극지의 경우 그 얼음 아래에 과거 동물의 사체가 많이 존재하며, 혐기성 환경에서 메탄 생성균에 의해 이들의 사체가 분해되어 많은 양의 메탄가스가 묻혀있을 것으로 예상된다는 의견이 있다. 네이처지에 발표된 논문에서는 그 양이 전 세계 가축의 매년 메탄 생성량의 1,000배에서 6,000배에 달할 것이라고 추측했다. 메탄은 이산화탄소보다 몇 십 배는 강력한 온실가스인 만큼 이는 매우 위중한 문제가 아닐 수 없다. 이와 같이 극지 역시 지구온난화에 있어 엄청난 영향력을 가지고 있을 수 있음이 알려지고 있다[14].

 

지구온난화에 의한 피해는 우리에게 멀리 있지 않다는 사실은 이제 모두가 알아야 할 사실이다. 하지만 앞에서 언급하였듯이, 지구온난화를 조절하기 위해서는 이해해야 하는데, 우리는 지구온난화를 아직 예측 가능할 정도로 이해하지 못한다. 우리는 지구와 그 외의 환경이 지구온난화에게 미칠 영향을, 그리고 앞으로 지구온난화가 변화할 양상을 확답할 수 없다. 인류는 한 번도 살아본 적 없는 세상으로, 눈을 제대로 뜨지 못 한 채로 나아가고 있다. 이대로 가면 경제적 및 사회적, 그리고 인명 피해도 막을 수 없을지 모른다. 온실가스 배출량을 줄이는 것도 매우 중요하지만, 우리는 이러한 지구온난화의 영향과 변화를 예측하고 예방할 필요가 있다.

그 중 극지에 대한 연구가 아주 중요하다는 사실을 위의 예시들을 보았을 때 알 수 있다. 극지라는 존재는 지구의 환경에 있어서 굉장히 큰 영향력을 가지며, 아직까지도 인류는 극지에 대해 많이 알지 못한다. 따라서 지구온난화와 같은 앞으로의 지구 환경 변화를 인식하기 위해서, 또한 피해를 줄이고 궁극적으로 변화를 제어하기 위해서는 극지 환경에 대한 연구가 절실히 필요하다.

 

- 참고문헌

[1] 감염병에 이어 기상이변까지…전 세계가 ‘몸살’ - 안전저널 – https://www.anjunj.com/news/articleView.html?idxno=24442 [2] 中 최악 홍수…세계 최대 싼샤댐 최고 수위 불과 11ｍ 남았다 – 연합뉴스 – http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=001&oid=001&aid=0011755470 [3] 호주 산불 넉달째…호주중앙은행 내달 금리인하 가능성 커져 – 조선비즈 – https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2020/01/15/2020011502608.html [4] [최악의 호주산불] ①절절 끓는 불바다…서울 100배 태운 재앙 – 연합뉴스 – https://www.yna.co.kr/view/AKR20200106116800104 [5] 파키스탄, '메뚜기떼'로 비상사태 선포…농작물 먹어치워 – 연합뉴스 – https://www.yna.co.kr/view/AKR20200201048200104 [6] "메뚜기떼 피해 상상 이상"…중국서 커지는 식량안보 우려 – 매일경제 - https://www.mk.co.kr/news/world/view/2020/08/891241/ [7] United in Science 2020 - A multi-organization high-level compilation of the latest climate science information [8] 기후변화로 폐국 선언한 투발루의 교훈 – 대구신문 – https://www.idaegu.co.kr/news/articleView.html?idxno=185667 [9] Sarwar, M. G. M. (2013). Sea-level rise along the coast of Bangladesh. In Disaster risk reduction approaches in Bangladesh (pp. 217-231). Springer, Tokyo. [10] “대서양 해류 약화 매우 심각” - 사이언스타임즈 - https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EB%8C%80%EC%84%9C%EC%96%91-%ED%95%B4%EB%A5%98-%EC%95%BD%ED%99%94-%EC%8B%AC%EA%B0%81/ [11] 북극진동과 한파 – 국립기상과학원 - http://www.nims.go.kr/?sub_num=1012 [12] [기후의 역습] 펄펄 끓는 지구...문제는 약해지는 ‘제트기류’ - 서울 기후-에너지 회의 홈페이지 공지사항 – http://www.etoday-cess.com/2019/notice/?vid=158 [13] 북극에서 벌어지는 일은 우리 모두에게 영향을 미칩니다 – Greenpeace – https://www.greenpeace.org/korea/update/6537/blog-arctic-what-happens-in-the-arctic-can-have-an-impact-on-us/ [14] [해외 이슈ㅣ남극 해빙] 녹아내리는 남극은 재앙 될까, 기후변화 극복 실마리 될까? - 조선일보 – http://san.chosun.com/m/svc/article.html?contid=201910230197