[사이언스프리즘] 물, 미래 최대의 화두

지구온난화로 물순환에 큰 변화
30년 뒤 세계 인구 60% 물부족
우리나라도 중·상 정도 위험 예측
지속가능한 물관리 서둘러 나설 때

인간의 생존에 절대적으로 필요한 요소는 무엇일까? 공기를 제외하면 아마도 물일 것이다. 일반적으로 사람은 물 없이 일주일 이상 생존할 수 없다고 알려져 있다. 그러나 음식을 먹지 않고는 40일 정도 생존할 수 있다고 하니 물은 지구에 있는 물질들 중 인간의 생존에 필요한 가장 절대적인 요소라고 할 수 있을 것이다.

오직 지구에만 물이 세 가지 형태, 즉 고체인 얼음, 기체인 수증기, 액체인 물로 존재하고 있다. 지구상에 액체로 존재하고 있는 물의 대부분은 바닷물이며 지하수 그리고 호수와 강의 순서로 존재하고 있다. 그런데 인간의 생존에 절대적이며 잠재적으로 유용한 수자원은 지하수와 호수와 강에 있는 민물이다.

예상욱 한양대 교수·기후역학

대부분 액체로 지구상에 존재하고 있는 물은 그러나 끊임없이 고체인 얼음 그리고 기체인 수증기와 다양한 상호작용을 하고 있다. 이처럼 지구상의 물이 태양에너지를 에너지원으로 육지와 바다, 그리고 대기 사이를 끊임없이 순환하고 있는 현상을 ‘물순환’이라고 한다.

지면 또는 해면에서 증발된 물의 상당 부분은 응결되어 구름을 생성하고 강수가 되며, 육지에 내린 강수 중 강이나 호수로 유출(流出)되거나 증발되지 않은 일부는 지하수가 된다. 지하수는 다시 강이나 호수로 유출되어 식물의 증산(蒸散)작용에 의하여 대기 중으로 수증기의 형태로 유출된다. 또한 물은 고위도나 극지방에서 육빙(陸氷)이나 해빙(海氷) 또는 눈으로 존재하며 녹아서 다시 바다나 지하수, 호수, 강으로 유출되는 과정을 반복하고 있다.

지구의 물순환에서 반드시 동반되는 것이 바로 에너지 변화다. 물순환 과정에서 동반되는 증발과 응결 그리고 융해 과정에서 항상 에너지가 방출 또는 흡수된다. 따라서 지구의 물순환은 결국 ‘에너지 순환’으로 이해할 수 있다.

중·고등학교 시간에 배운 에너지 보존의 법칙에 따라 지구 전체 에너지 크기는 보존된다. 그러므로 인간 활동의 증가로 전 지구 평균온도가 상승하는 지구온난화가 가져오는 지구 전체 에너지의 변화는 결국 물순환 과정에서 동반되는 에너지의 변화를 가져오게 된다. 그래서 지구온난화는 반드시 물순환의 변화를 동반하는 것이다.

최근 세계자원연구소는 전 세계 25개국에 살고 있는 약 20억명의 인구가 현재 극심한 물 부족에 시달리고 있으며, 전 세계 인구의 절반인 약 40억명이 1년에 최소 한 달 이상 심각한 물 부족을 겪고 있다고 발표하였다.

세계자원연구소의 ‘세계 수자원 위험 지도’는 30년 뒤에 세계 인구의 약 60%가 물 부족을 겪을 것으로 예측하였다. 특히 연구소는 기후 변화로 인한 기후 변동성의 증가 때문에 물 공급량이 크게 달라질 수 있다고 분석했는데, 2100년까지 전 지구 평균온도가 1.3~2.4도 상승하는 낙관적 기후 변화 시나리오를 가정하더라도 2050년까지 10억명이 추가로 물 부족에 시달릴 것으로 예상했다.

전 세계 물 수요량은 2050년까지 현재보다 20~25% 더 늘어날 전망이지만 물 공급이 가능한 수자원은 19%만 증가한다고 예측됐기 때문이다. 특히 중동과 북아프리카는 2050년까지 모든 인구가 극심한 물 부족을 겪을 것으로 분석됐으며, 우리나라도 예외는 아니어서 2050년에 중·상 정도의 물 부족 위험을 가지는 것으로 전망되었다.

최근 국제학술지 ‘네이처 워터’는 기후 변화와 산업활동이 지금처럼 지속된다는 시나리오를 사용하여 전 세계 수질 변화를 모의한 결과를 발표하였는데, 2100년까지 전 세계에서 최대 55억명이 오염된 물을 마시게 된다는 것이다. 연구진은 물이 오염되면 콜레라, 장티푸스 같은 전염병이 창궐할 수 있다며 물 부족은 일부 저소득 지역만의 문제가 아니라 전 세계인의 생존이 달린 문제라고 밝혔다.

사람 몸의 약 70%는 물인 것처럼 전 지구 표면의 70%도 물로 존재하고 있다. 우리 몸의 체내 수분이 1~2% 부족하면 심한 갈증을 느끼고 5%가 부족하면 혼수상태에 빠지게 된다. 기후 변화와 맞물려 있는 물 문제는 미래 최대의 화두가 될 것임이 분명하다. 모든 과학적 지식과 기술을 총동원하여 지속가능한 물관리에 힘써야 할 때다.

예상욱 한양대 교수·기후역학