[강신종 쌤의 '재미있는 과학이야기' (25)] 지구온난화(상)

'이산화탄소 배출이 온난화 원인' 이라는 주장
"싸고 효율성 높은 화석연료 줄이는 게 숙제예요"

미국의 전(前) 부통령 ‘앨 고어(Al gore)’가 강연에서 다루었던 환경 자료를 모아 제작 발표한 다큐멘터리 형식의 영화 ‘불편한 진실(An Inconvenient Truth)’은 많은 사람에게 지구온난화의 심각성을 잘 말해주었다. 지구온난화는 말 그대로 지구 표면과 대기의 평균온도가 지속적으로 상승하고 이로 인해 지구가 따뜻해지는 현상이며, 홍수와 가뭄 등 심각한 기후변화, 해수면 상승 등의 피해가 발생할 것으로 예상된다.

온실효과와 온난화

지구온난화, 열돔 현상 등을 쉽게 이해하는 방법은 비닐하우스를 생각하면 된다. 비닐하우스 안은 밖보다 온도가 높아 따뜻하다. 이렇게 비닐하우스 안의 온도가 높아지는 현상을 지구온난화라 한다. 비닐하우스 안의 온도가 밖보다 높은 이유는 비닐이 지표면에서 복사되는 에너지를 밖으로 내보내지 않고 가둬두기 때문이다. 이 때문에 비닐을 온실기체(Greenhouse gases)라 생각하면 된다.

지표면에서 복사되는 에너지를 그대로 흡수한 뒤 밖으로 방출하지 않는 성질을 갖고 있는 기체를 온실기체라 하며, 수증기(H2O), 이산화탄소(CO2), 메테인(CH4), 오존(O3), 프레온 가스 등이 온실기체에 해당한다. 지구온난화의 발생 원인을 대기 중 온실기체의 증가 때문이라 한다. 왜냐하면 온실기체의 증가는 지표면 등에서 복사된 에너지를 밖으로 배출하지 않고 가둬두기 때문에 대기 중 에너지가 계속 증가한다는 의미이며, 이로 인해 지표면과 대기의 평균온도는 점점 상승하게 된다.

반면 많은 온실기체 중에서 유독 이산화탄소 기체를 지구온난화의 주원인이라고 하는 이유는 이산화탄소 기체의 온실효과 기여도는 큰 편은 아니지만 다른 온실기체들에 비해 대기 농도가 크기 때문이다. 방학 전에 언급한 원시지구에 대한 내용 중 “이산화탄소 기체가 많고 온도가 높은 원시지구에 바다가 생기면서 이산화탄소 기체는 서서히 녹아들어갔고, 해양생물들의 광합성 결과로 산소기체를 생산하면서 지구 대기의 조성이 바뀌었고, 지구의 온도가 서서히 낮아졌다”고 했다. 즉 원시지구부터 이산화탄소 기체의 농도 변화가 연평균 온도와 직·간접적으로 연결되었음을 설명하는 계기가 된 것이다.

특히 인류가 산업화를 진행하면서 석탄, 석유 등 화석연료 사용이 큰 폭으로 증가되었고 이로 인해 대기 중 이산화탄소 기체의 농도가 점점 증가하였을 것이다. 실제로 1960년부터 측정된 대기 중 이산화탄소 농도는 지속적으로 상승하였고, 지구의 연평균 온도도 약 0.9도 상승하였다. 온실기체의 배출을 줄이기 위한 인류의 노력이 없다면 가까운 미래 지구의 연평균 기온은 상당히 높아질 것으로 예상된다.

따뜻해진 비닐하우스 안의 온도를 낮추는 방법은 비닐을 걷어내면 된다. 즉 지구온난화를 해결하는 방법은 비닐을 걷어내듯이 온실기체를 걷어내는 것인데, 온실기체를 걷어낼 수 없으니 줄이자는 것이 답이다. 이 때문에 이산화탄소 배출량을 줄이는 것이 지구온난화 해결 방법이 되는 것이다.

화석연료의 효율을 못 따라가

많은 나라에서 화석연료의 사용을 줄이기 위해 태양광 에너지, 풍력 에너지 등 신재생에너지를 이용하려는 노력이 있지만 에너지 생산량이나 효율적인 측면에서는 더 많은 연구가 진행되어야 한다고 생각된다.

지금도 화석연료의 연소(燃燒)에 의해 필요한 에너지를 얻어 전기를 생산하고, 공장이 가동되며 교통수단으로 자가용, 버스 등이 움직이고, 그 결과로 이산화탄소 기체는 대기 중에 계속 배출되고 있다.

아직은 상대적으로 저렴한 비용으로 지속적인 에너지를 얻을 수 있는 화석연료를 포기하기가 쉬운 일은 아닐 것이다. 하지만 인류가 이산화탄소의 배출을 줄이려는 노력이 없다면, 가까운 미래 연평균 기온은 상당히 상승할 것으로 예상된다. 다음 편에서 이산화탄소의 배출을 줄이기 위한 과학적 방법에 대하여 알아보자.

강신종 < 용화여고 교사 >