[사이언스프리즘] 지구온난화의 과학적 근거

지표 온도 100년간 섭씨 0.74도 상승
화석연료가 지구온난화 주요 원인

우리나라의 기후가 예전하고 달라졌다고 많은 사람이 느끼고 있다. 봄과 가을은 금방 지나가는 것 같고, 겨울은 좀 더 따뜻해지고 여름은 더 더워진 것 같다. 그리고 거의 매해 가뭄에 시달리는 지역이 나타나고, 장마철에 비가 별로 오지 않는 마른장마로 지나가기도 하며, 국지적 폭우가 내려 큰 피해를 내기도 한다. 이러한 현상은 지구온난화의 영향이라고 할 수 있는데, 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 이상기후가 나타나고 있다. 그리고 많은 과학적 연구는 이러한 현상이 인간 활동으로부터 생긴 것이라는 증거를 보여주고 있다. 이에 지구온난화 문제는 정확하게 표현하면 인간 활동의 의한 지구온난화이다.

지구 표면의 평균 온도는 1906~2005년의 100년 사이에 섭씨 0.74도 올랐다. 그러나 20세기 전반부에는 오름 폭이 작았다가 1980년 이후 커져 10년마다 섭씨 0.1~0.2도 올랐다. 이는 상당한 변화를 보이는 것으로 19세기 이전 1000년이 넘는 동안 거의 변화가 없었다. 

전승준 고려대 교수·물리화학

지구의 역사를 보면 온도 변화에 따라 여러 번의 빙하기와 그 사이에 온화한 기후를 보이는 간빙기를 거치며 주기적으로 변화해 왔다. 가장 최근 빙하기가 약 1만 년 전에 끝나고, 현재는 간빙기에 있는 셈이다. 간빙기에도 짧은 주기로 지역에 따라 온도가 내려가는 소빙기가 있어 극지방이나 고산지역에 빙하가 증가하기도 한다. 그러나 100여 년간 상승한 온도는 그 전 1000~2000년의 미세한 주기적 변화에서 상당히 벗어났기에 학자들 사이에서 지구온난화에 대한 이견은 없다. 그러나 지구온난화의 원인이 무엇이냐에 대해 일부 동의하지 않는 중요한 문제가 남아있다.

지구 평균기온의 상승은 온실가스에 의한 지구 전체의 온실효과 때문이라는 주장이 1970년대 이후 제기됐다. 잘 아는 바와 같이 비닐이나 유리창으로 둘러싸인 온실의 내부는 따뜻하다. 비닐이나 유리는 가시광선을 잘 투과시키기에 외부로부터 투과해 들어온 가시광선은 온실 내부 물체에 흡수되고 따뜻하게 느끼는 낮은 에너지의 적외선을 방출한다. 돌에 햇볕을 쬐면 돌이 따뜻해지는 현상과 같다. 그런데 비닐이나 유리는 적외선을 통과시키지 않기에 방출된 적외선이 온실 내부에 갇히게 되면서 가열시키는 것이다. 온실가스란 비닐이나 유리와 유사하게 가시광선은 투과시키지만 적외선은 통과시키지 않는 기체를 말한다. 이러한 기체로는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소 등이 있다. 이 중 이산화탄소가 지구의 대기권에 압도적으로 많이 존재하기에 대표적인 온실가스로 지목되고 있다.

이산화탄소는 산업화 이전에는 단순히 생물의 호흡이나 땔감의 연소를 통해 발생해 대기권에 적당히 평형을 이루면서 존재했다. 그러나 19세기 중엽 이후 석탄, 석유와 같은 화석연료를 대량 사용하면서 대기 중 이산화탄소가 산업화 이전보다 1.5배 이상 급격히 늘어났다. 화석연료는 탄소가 주요 성분이기에 산소와 반응하는 연소작용의 주요 생성물로 이산화탄소를 대량으로 만들어낸다. 이산화탄소는 온실가스이고, 20세기 이후 이산화탄소의 발생이 급격히 늘어났기에 대기 중의 농도가 증가했다는 것은 많은 연구에 의해 증명된다. 단지 대기 중의 이산화탄소가 온실효과를 만들어 기온을 상승시켰다는 것에는 동의하지 않는 학자도 있다. 이러한 논란에 대해 과학적·경제사회적 연구를 종합해 발표하는 유엔 산하 기구 ‘기후변화에 대한 정부간 패널(IPCC)’이 2007년 발간한 제4차 평가보고서는 화석연료가 지구온난화의 주요 원인임을 선언했다.

얼마 전 미국 뉴욕타임스의 1면 뉴스 제목은 ‘트럼프 대통령은 아직도 지구온난화가 거짓말이라고 생각하는가. 그렇게 생각하는 사람은 아무도 없다’ 였다. 미국의 파리기후변화협정 탈퇴 선언에 대해 많은 나라가 우려를 나타내고 있다. 경제적 이익 때문에 과학적으로 증명된 사실을 부정하는 것은 어쩌면 우리 지구를 경쟁과 욕심이 자연을 파괴해 오직 거대 석상만 남은 태평양의 이스터섬처럼 만들 수 있을 것이다.

전승준 고려대 교수·물리화학