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지구의 16개 티핑포인트 ㄷㄷㄷ

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2019년 11월 12일 촬영된 훔볼트 빙하
[호세 마누엘 로메로 촬영. AFP 연합뉴스 자료사진. 재판매 및 DB 금지. Photo by Jose Manuel Romero / AFP]

베네수엘라 로스안데스대학(ULA) 연구팀은 훔볼트 빙하의 경우 과거 최대 4.5㎢에 달했던 면적이 현재 0.02㎢(0.4%)로 쪼그라들었다고 분석했다.

유엔환경개발회의(UNCED) 고문인 훌리오 세사르 센테노 교수는 AFP 인터뷰에서 "베네수엘라에는 이미 빙하가 없다고 봐야 한다"며 "이곳에 있는 건 얼음 조각일 뿐"이라고 강조했다.

과학자들은 빙하라고 부를 수 있는 얼음덩어리의 최소 면적 가이드라인을 대체로 0.1㎢로 잡고 있기 때문에, 현재의 훔볼트 빙하는 '빙하'로 보기 어렵다는 게 센테노 교수의 지적이다.

특수 덮개의 환경 파괴 가능성도 제기됐다.

일정 시간이 지나 덮개가 분해되면, 미세 플라스틱이 주변 농작물이나 석호, 공기 중으로 이동해 사람이나 동식물에 치명적인 영향을 미칠 수 있다는 이유에서다.

생태학자인 엔리케 라 마르카는 AFP에 "희귀종 이끼나 벌새 등에 심각한 위협이 될 수 있다"며 "일부 생명체들에 적절한 산소 공급을 방해할 수 있을 것으로 본다"고 경고했다.

연구자들은 앞으로 2년, 낙관적으로 추정해도 5년 이내에 훔볼트 빙하가 완전히 사라질 것으로 예측했다.

지구가 더 위험한 수준으로 가열되면서 과학자들은 위기가 그만큼 가까워진다고 경고한다. 영국 엑서터대 팀 렌턴 교수(전지구시스템연구소 소장)가 주도한 ‘글로벌 티핑포인트 보고서’(지난해 12월 발간)를 보면, 지구는 이미 5개의 중요한 자연적 한계점을 넘어섰다. 그린란드와 서남극의 거대 빙상 붕괴, 영구동토층의 광범위한 해빙, 온대 해역의 산호초 고사, 북대서양 해류 붕괴 등이다. 1.5도를 넘어서면 3개의 한계점에 추가로 도달한다. 이 한계점들을 넘어서면 인류가 경험하지 못한 규모의 위협이 초래된다. 렌턴 교수는 “전체 생태계가 위협받고, 인류의 주식인 작물 재배 능력을 상실하는 등 파괴적인 도미노 효과를 유발할 수 있다”고 했다.

특히 남극이 문제다. 영국 일간 가디언 보도를 보면, 남극 해빙 면적은 최근 6개월 연속 감소해 위성 기록상 그 어느 때보다 작은 수준으로 떨어졌다. 한겨울 남극해의 얼음 면적은 지난 40년 평균보다 250만㎢가 적었는데, 한반도 면적의 11배 이상 크기가 사라진 것이다. 특히 얼음양이 동남극의 10분의 1에 불과한 서남극 빙붕은 녹는 속도가 점차 빨라져간다. 서남극 아문센해 빙붕은 인류가 내일 당장 온실가스 배출량을 극적으로 감소시켜도 이미 돌이킬 수 없는 붕괴 상태에 놓여 있다 한다.

이런 식으로 녹은 빙하의 물은 남극해의 해양순환을 둔화시킨다. 이미 1990년대 이후 30%가량 느려진 것으로 추정된다. 남극해는 전세계 기상 패턴과 해양 온도, 영양염 수준에 영향을 미친다. 심지어 남극에선 지난 10월 이후 조류독감으로 바다코끼리와 바다사자, 물개, 갈매기 등이 대량 폐사하는 일이 있었다. 관련 연구자들은 논문에서 “바이러스가 펭귄 서식지에서 대량 폐사를 일으키기 시작하면, 최대의 생태학적 재앙이 될 수 있다”고 썼다. 오스트레일리아의 남극과학우수센터(ACEAS) 맷 킹 소장은 언론 인터뷰에서 “이번 세기 중반에나 일어날 것이라 생각했던 과정이 훨씬 더 빨리 진행되는 것을 목격했다”고 말했다.

환경정책기본법 제 3조의 4

환경문제(環境問題)는 자연이 더 이상 스스로 정화할 수 없는 임계점에 도달하여 생기는 각종 문제점들을 이르는 말이다.

하지만 북극곰 죽음의 이유는 바로 고기였다. 고기의 정체는 수천년 전 죽은 매머드였다. 선사시대 벌레를 몸 속에 머금었던 매머드 사체가 기후변화로 영구동토층(땅 속 온도가 0도 이하로 유지되는 토양)이 녹으며 지상으로 노출됐고, 북극곰이 이 사체를 식사로 삼았다가 벌레의 공격을 받아 죽음을 맞이한 것이다. 벌레는 북극곰을 가까이 한 과학자들의 몸에도 들어갔고, 희생자는 확대된다. 2009년 개봉한 미국 영화 <더 소우-해빙> 얘기다.

이 영화는 허구다. 하지만 황당무계한 상상은 아니다. 2016년 러시아 시베리아에서는 북극 영구동토층이 녹으며 지상으로 나온 탄저균에 감염돼 순록 2300여마리가 떼죽음을 당한 일이 있었다.

그런데 과학계에서 북극 영구동토층이 녹으며 생길 수 있는 또 다른 문제를 제기하고 나섰다. 바로 방사성 물질인 ‘라돈’ 누출이다.

중국 동북임업대 연구진은 26일 국제학술지 ‘지구과학리뷰’ 3월호를 통해 북극 영구동토층 내부에 갇혀 있던 라돈이 대기 중으로 나올 가능성이 커졌다고 밝혔다. 연구진은 1968년부터 2023년까지 전 세계 과학 학술지에 제출된 논문 중 영구동토층과 라돈의 연관성에 주목한 논문 167편을 추려내 집중 분석했다.

라돈은 실온에서는 가스 상태로 존재한다. 주로 우라늄 성분이 많은 땅 속에서 나온다. 북극 지하에는 우라늄을 품은 퇴적물이나 암석이 많다.

라돈을 사람이 다량 들이마시면 심각한 문제를 부른다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 미국 폐암 사망자의 10~14%는 라돈 노출과 연관이 있다. WHO는 라돈을 주요 환경 발암물질로 분류한다.

지금까지는 북극에서 라돈 가스가 땅 밖으로 나올 일이 별로 없었다. 북극 지표면을 덮은 단단한 영구동토층이 차단막 구실을 했기 때문이다.

하지만 기후변화로 영구동토층이 녹으며 상황이 달라졌다. 연구진은 “영구동토층은 라돈이 주거지나 작업장으로 이동하는 것을 막아 왔지만, 최근에는 영구동토층이 부서지면서 그런 역할을 하지 못하게 될 가능성이 커졌다”고 지적했다.

게다가 북극은 지구 평균보다 온난화 속도가 2배 빠르다. 영구동토층 손상이 가속화돼 지역 주민이 라돈에 향후 더 강하게 노출될 가능성이 커지고 있는 것이다.

이런 상황인데도 관련 연구는 부실하다고 연구진은 지적했다. 연구진은 “각 논문들을 종합 분석한 결과, 영구동토층에서 라돈이 이동하는 상황에 대한 연구·조사가 매우 불충분하다는 점을 확인했다”며 “시급한 대책이 필요하다”고 강조했다.

연구진은 러시아에서는 라돈 위험성을 감안해 건물 깊이를 고려하는 규제 장치가 있지만, 최근 영구동토층 손상은 특별히 다루고 있지 않다고 설명했다. 중국 역시 라돈과 관련한 세부 지질 환경을 감안한 규정을 만들어야 한다고 밝혔다.

최근 과학계에서는 영구동토층이 녹으면서 이산화탄소보다 온난화 능력이 20배 강한 메탄가스가 대기로 누출될 가능성도 경고하고 있어 기후변화에 대응하기 위한 적극적인 움직임이 필요하다는 목소리는 더욱 커질 것으로 보인다.

영구동토층은 월 평균 기온이 0℃ 이하인 달이 반년 이상 지속돼 영구적으로 얼어붙어 있는 상태의 땅을 말한다. 전문가들은 북반구의 4분의 1이 영구동토층 위에 자리잡고 있다고 추정하고 있으며 러시아의 경우 영토의 약 65%가 영구동토층으로 분류된다.

이에대해 스웨덴 우메아 대학 전염병 교수인 비르기타 에벤고르드는 뉴스위크와의 인터뷰에서 "영구동토층에 우리가 잘 알지못하는 치명적인 바이러스인 '팩터 X'가 있다"고 분석했다.

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시베리아 영구동토층에서 부활한 고대 바이러스

에벤고르드 교수는 "영구동토층 깊은 곳에는 호모사피엔스가 존재하기 오래 전 지구상에 존재했던 미생물, 특히 바이러스와 박테리아가 분명히 있을 것"이라면서 "우리 면역체계는 지구상에 존재했던 수조 개의 미생물과 접촉하면서 진화했다. 그러나 영구동토층에는 자연 면역이 없고 효과적인 백신이나 치료법이 없는 고대 바이러스가 있을 수 있다"고 분석했다. 이어 "특히 영구동토층 저 깊은 곳에 실제로 무엇이 있는지 알지 못하는 것이 가장 큰 문제"라고 우려했다.

영구동토층 전문가로 손꼽히는 프랑스 엑스마르세유 의과대학의 의학 및 유전체학 전문가 장 미첼 클라베리 명예교수도 최근 같은 주장을 펼쳤다. 그는 지난 7일 보도된 모스크바타임스와의 인터뷰에서 "영구동토층 가장 깊은 곳에 있는 최대 백만 년 된 고대 바이러스는 우리 종이 결코 접할 수 없었기 때문에 가장 끔찍할 수 있다"고 밝혔다.

앞서 지난해 11월 클라베리 교수 연구팀은 무려 4만 8500년 동안 시베리아 영구동토층에서 잠자던 고대 바이러스를 실험실에서 인공적으로 부활시킨 바 있다. 이 바이러스의 이름은 ‘판도라 바이러스 예도마’(Pandoravirus yedoma)로 과거 시베리아 야쿠티야에 위치한 호수 바닥 16m아래 영구동토층에서 처음 발견됐다. 다른 고대 바이러스처럼 현존하는 바이러스보다 크기가 훨씬 큰데, 길이는 1마이크로미터(100만분의 1m), 폭은 0.5마이크로미터로 광학현미경으로 볼 수 있다.

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프랑스 엑스 마르세유 대학 연구팀이 4만 8500년이나 시베리아 영구동토층에 얼어붙어 있던 ‘판도라 바이러스 예도마’(Pandoravirus yedoma·이하 판도라 바이러스)를 부활시켰다

또한 지난 2015년에도 클라베리 교수 연구팀은 시베리아 영구동토층에서 잠자고 있던 3만 년 전 바이러스를 찾아내 ‘몰리바이러스 시베리쿰’이라고 명명했다. 이 바이러스는 ‘자이언트 바이러스’로 불릴 만큼 크기가 크고 유전자도 500개나 보유하고 있었다. 특히 이 바이러스는 놀랍게도 아메바를 미끼로 주자 감염시켜 터뜨리는 ‘기염’을 자랑했다. 3만 년 동안 춥고 어두운 땅 속에 잠들어있었음에도 여전히 감염성을 가지고 있다는 사실이 입증된 것이다.

실제로 영구동토층이 녹으면서 바이러스들이 유출돼 피해가 발생한 사례도 있다. 지난 2016년 시베리아에서 발생한 탄저병으로 순록 2000마리 이상이 죽었는데, 전문가들은 이상 고온으로 영구동토층이 녹으면서 탄저균에 감염된 동물 사체가 그대로 노출돼 병원균이 퍼졌다고 분석했다.　

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"NASA와 NOAA의 지구 기온 보고서는 작년에 전 세계 수십억 명의 사람들이 경험했던 것을 확인시켜주고 있다; 우리는 기후 위기에 직면해 있다" 라고 나사의 관리자 빌 넬슨(Bill Nelson)이 말했다.

"극한의 더위에서 산불, 해수면 상승에 이르기까지, 우리는 우리의 지구가 변화하고 있다는 것을 볼 수 있다. 아직 해야 할 일이 더 있지만, 바이든 대통령과 미국 전역의 지역사회들은 기후 위험을 줄이고 지역사회가 더 탄력적으로 될 수 있도록 돕기 위해 그 어느 때보다 많은 조치를 취하고 있다.

그리고 나사는 우리의 장점인 우주 공간을 활용하여 모든 사람들이 이해할 수 있고 접근할 수 있는 중요한 기후 데이터를 지구로 다시 가져오기 위해 계속 노력할 것이다. NASA와 바이든-해리스 행정부는 이 세대와 다음 세대를 위해 우리의 고향 행성과 그 사람들을 보호하기 위해 노력하고 있다.”

2023년에는 전 세계 수억 명의 사람들이 극심한 더위를 경험했고, 6월부터 12월까지 매달 세계 기록을 세웠다. 7월은 지금까지 기록된 달 중 가장 더운 달이었다. 전반적으로, 지구는 현대 기록이 시작된 19세기 후반 평균보다 2023년에 화씨 약 2.5도 (섭씨 약 1.4도) 더 더웠다.

동영상: 2023년은 현대 기록 보관이 1880년에 시작된 이래로 지구에서 가장 더운 해였고, 지난 10년은 연속으로 기록상 가장 더운 10년이었다. 우주 기관인 나사는 어떻게 지상의 지구 온도를 조사하게 되었을까? 그리고 지구 온도를 어떻게 측정할까?

제공: NASA/캐슬린 가에타(Kathleen Gaeta)

"우리가 경험하고 있는 예외적인 온난화는 인류 역사에서 이전에 본 적이 없는 것이다," 라고 GISS의 가빈 슈미트 이사가 말했다.

"이것은 주로 화석 연료 배출에 의해 주도되고 있으며, 우리는 폭염, 강한 강우, 그리고 해안 홍수의 영향을 보고 있다."

과학자들은 지구의 장기적인 온난화 추세가 인간의 활동에 의해 주도된다는 결정적인 증거를 가지고 있지만, 그들은 여전히 엘니뇨, 에어로졸과 오염, 화산 분출과 같은 기후의 매년 또는 다년간의 변화에 영향을 미칠 수 있는 다른 현상들을 조사한다.

일반적으로 연간 변동의 가장 큰 원인은 태평양의 남방 진동 해양 기후 패턴인 엘니뇨이다. 이 패턴에는 적도를 따라 해수면 온도가 더 따뜻한 온도, 평균 온도, 더 낮은 온도 사이로 전환되는 엘니뇨와 라니냐의 두 단계가 있다.

2020년부터 2022년까지 태평양에서는 지구 기온을 낮추는 경향이 있는 라니냐 현상이 세 번 연속으로 발생했다. 2023년 5월, 바다는 라니냐에서 엘니뇨로 전환되었으며, 이는 종종 기록상 가장 더운 해와 일치한다.

하지만 2023년 하반기 최고 기온은 현재 엘니뇨현상이 정점에 도달하기 전 발생했다. 과학자들은 2월, 3월, 4월에 엘니뇨의 영향이 가장 클 것으로 예상한다.

과학자들은 또한 2022년 1월 훈가 통가-훈가 하파이 해저 화산의 폭발로 인해 발생할 수 있는 영향을 조사했는데, 이 화산은 수증기와 미세 입자, 즉 에어로졸을 성층권으로 분출했다.

최근의 한 연구는 태양빛을 지구 표면에서 반사시켜 화산 에어로졸이 폭발 후 남반구에서 화씨 0.2도(섭씨 약 0.1도) 미만의 전반적인 약간의 냉각을 초래했다는 것을 발견했다.

슈미트 회장은 "때때로 화산이나 에어로졸과 같은 냉각 요인이 있더라도 온실가스 배출량이 계속 증가하는 한 우리는 계속해서 기록을 경신할 것"이라고 말했다.

"그리고 불행히도 우리는 작년에 다시 온실가스 배출량 신기록을 세웠다. “

"기록적인 2023년은 기후 변화를 해결하기 위한 긴급하고 지속적인 조치의 중요성을 강조하는 해이다," 라고 팸 멜로이(Pam Melroy) NASA 부국장이 말했다.

"최근의 법안은 기후 위기의 증가하는 영향에 대한 미국의 회복력을 강화하기 위한 수십억 달러를 포함하여 미국 정부의 사상 최대 규모의 기후 투자를 전달했다. 기관이 우리의 변화하는 기후를 연구하는 데 집중함에 따라, NASA의 지구 관측 위성 함대는 모든 사람들이 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 돕기 위해 규모 면에서 우리 행성의 중요한 데이터를 계속 제공할 것이다. “

과학정보의 공유

NASA는 수만 개의 기상 관측소에서 수집한 지표면 공기 온도 데이터와 선박과 부표를 기반으로 한 장비에서 얻은 해수면 온도 데이터를 사용하여 온도 기록을 작성한다. 이 데이터는 전 세계 온도 관측소의 다양한 간격을 설명하고 계산을 왜곡할 수 있는 도시 난방 효과를 설명하는 방법을 사용하여 분석된다.

NOAA와 해들리 센터(영국 기상청의 일부)의 독립적인 분석은 2023년 지구 표면 온도가 현대 기록 보관이 시작된 이래로 가장 높았다고 결론지었다.

이 과학자들은 분석에 동일한 온도 데이터의 많은 부분을 사용하지만 다른 방법론을 사용한다. 순위는 기록마다 약간 다를 수 있지만 대체로 일치하며 최근 수십 년 동안 진행 중인 동일한 장기 온난화를 보여준다.

반세기 동안의 연구, 관측 및 모델을 기반으로 하여 나사와 여러 연방 정부 파트너를 포함한 바이든-해리스 행정부는 최근 중요한 기후 데이터를 의사 결정자와 시민들이 쉽게 이용할 수 있도록 하기 위해 미국 온실 가스 센터를 출범시켰다.

이 센터는 대기, 지상 및 우주에서 발생하는 데이터와 자원을 온라인으로 이용할 수 있도록 미국 정부 기관과 비영리 및 민간 부문 간의 협력을 지원한다.

NASA의 2023년까지 지구 표면 온도에 대한 전체 데이터 세트와 NASA 과학자들이 분석을 수행한 방법에 대한 코드가 포함된 세부 정보는 GISS에서 공개적으로 제공된다.

GISS는 메릴랜드 주 그린벨트에 있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터의 지구 과학 부서에서 관리하는 NASA 실험실이다. 이 연구소는 뉴욕에 있는 컬럼비아 대학교의 지구 연구소 및 공학 및 응용과학 대학과 제휴하고 있다.

다음은 ENN과 NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTER가 전하는 뉴스링크입니다.

https://www.enn.com/articles/73932-nasa-analysis-confirms-2023-as-warmest-year-on-record

https://www.nasa.gov/news-release/nasa-analysis-confirms-2023-as-warmest-year-on-record/

본지 객원기자(외신) 이상현 소개

객원기자 이상현(지에프오엔엠㈜ 이사)

서울 영동고등학교를 거쳐 미국 Beverly Hills 고등학교를 졸업하고 Parks College of Aviation & Engineering,에서 항공우주공학 석사를 취득했다.

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미국의 McDonnell Douglas (현 The Boeing Company)와 NASA와의 연구 협업 및 파견 근무 등 다양한 경력을 거친 후 현재 국내 지에프오엔엠㈜ / 총괄사업 이사로 근무중이다.