기후 변화가 의미하는 무서운 진실


글: Eric Nadal/TheTyee.ca
번역: 이상은 기자/코리안뉴스

첫 번째: 기후 변화의 법칙

이제 대부분 사람은 우리가 많은 양의 이산화탄소, CO2를 생성하고 있다는 사실을 알고 있을 것이다. 우리가 땅을 파고, 석탄을 태우고, 석유와 천연가스 추출을 통해 우리의 집을 따뜻하게 하고 전기를 생성하고, 우리 자동차를 움직이게 할 때 CO2는 생성된다. 그리고 우리는 CO2를 ‘Greenhouse Gas’라고 부르곤 한다.

이름만 가지고 생각해 본다면 ‘greenhouse gas’는 별로 위험하지 않게 느껴진다. 그리고 어쩌면 아무리 우리가 석유를 태워 CO2를 생성한다 하여도 우리 지구의 대기에 큰 영향을 끼치지 않는다는 소리를 들었을 수도 있다. 공기 속에 있는 10,000 분자 중 4개 만이 CO2라는 것도 사실이다. 그래서 실제로 석유를 아무리 태운다 하여도 그렇게 큰 영향을 미치지는 않을 것이다.
하지만 CO2가 위험한 이유는 공기 분자의 비율 때문이 아니다. CO2, 즉 Greenhouse Gas는, 단어처럼 비닐하우스 효과를 내는 물질이다. 그래서 우주로 빠져나가는 지구의 열기를 대기층에 가두어 놓는 역할을 하여 지구 대지의 온도를 인상한다. 바로 이 이유 때문에 CO2가 지구 환경에 치명적이다.

CO2가 이 역할을 어떻게 하는지 설명하자면 먼저 알아야 할 점이 있다. 흔히 우리는 우주에서 태양과 같은 별 (Star) 만이 빛을 낸다고 알고 있다. 하지만 이는 사실이 아니다. 지구처럼 행성 또한 대기에 있는 열을 빛으로 방출한다. 하지만 이 빛은 인간의 눈에는 보이지 않는다. 태양보다 훨씬 낮은 온도에서 방출되는 빛이기 때문에 야간투시경으로 봐야지 볼 수 있는 빛이다. 반면 태양은 매우 높은 온도에서 방출하기 때문에 우리의 눈에 보이는 것이다.
하지만 태양은 지구와 아주 멀리 떨어진 거리에서 빛을 방출하고 있다. 반면 지구의 빛은 우리의 눈에 보이지 않아도 우리는 몸으로 느낄 수 있다. 마치 적외선 히터 앞에 서 있는 것처럼 말이다. 이 열기는 대기에서 공기 분자에 사로잡혀 사방으로 방출된다. 지구로 열기가 다시 돌아오기도 한다.

결과적으로 우리는 두 가지 엄청난 열기 속에 대기라는 층을 두고 사는 것이다.
 
그렇다면 다시 CO2로 돌아가 보자. 우리가 사는 지구가 많은 양의 적외선 빛을 방출하는 이유는 바로 CO2 때문이다. 대기 속에 있는 성분 중 저주파 빛을 성공적으로 방출할 수 있는 것은 CO2 밖에 없다.
CO2가 이런 저주파 빛 방출을 할 수 있는 이유는 바로 전자를 끌어내는 탄소 원자와 두 개의 산소 원자 날개가 달려있기 때문이다. 즉, CO2 분자의 진동을 하며, 이 진동은 전자파를 생성한다. 이것이 바로 위에 설명한 적외선 빛이다. 이 빛은 CO2 진동과 같은 주파수로 방출된다.

우리 대기층에 있는 CO2가 방출하는 빛의 양은, 얼마만큼 CO2가 진동하느냐에 달렸다. 지구가 내뿜는 적외선 빛이 많으면 많을수록 대기에 있는 CO2 분자를 진동하게 하며, 방출 과정에서 다시 되돌아오는 빛이 바로 우리가 느끼는 “열기”이다.
19세기 과학자들은 CO2의 Greenhouse 영향이 아주 미세할 것으로 생각하였다. CO2가 열/빛과 같은 큰 에너지를 흡수하고 방출할 수 없을 줄 알았던 것이다.
 
하지만 두 가지 사실이 과학자들의 생각을 바꿔놓기 시작했다. 고해상도 우주 분광학을 통해 여러 기체의 흡수양을 분석할 수 있게 되자, 충격적인 사실이 밝혀졌다. CO2는 물의 입자가 없는 곳에서도 에너지를 흡수할 수 있다는 것이다. 더 높은 곳에서, 사막에서, 그리고 추운 지방에서도, CO2는 적외선 빛을 흡수하여 지구에 열기로 되돌리고 있었던 것이다.

이는 다시 말해 우리 지구는, 대기 속에 있는 CO2만으로 태양에 의해 예열되는 만큼 온도가 증폭되고 있다는 것이다. 무려 섭씨 30도나 말이다.