'기후되먹임' 온난화 30% 증폭..."반대로 개선하면 선순환 가능"

©일러스트=서자영

지구온난화로 인해 산림과 영구동토층, 습지, 호수 등 자연생태계가 오히려 온실가스 배출원이 되면서 이것이 온난화를 더 심화시키는 '기후 되먹임(feedback)' 현상이 일어나고 있다.

이런 자연발생 온실가스 배출이 반영될 경우 세기말 지구온난화가 기존 전망보다 20~30% 더 증폭되고, 최대 0.4℃의 추가 상승이 발생할 수 있다는 분석이다. 기후 대응을 강화하면 이러한 악순환을 늦추는 동시에 변화가 스스로 확대되는 '긍정적 되먹임'을 만들 수 있다는 제안도 나왔다.

미국 스탠퍼드대학 등 연구진은 영구동토층, 산불, 습지, 내륙 담수 환경 등에서 기온 상승에 따라 추가로 발생하는 이산화탄소와 메탄 배출을 종합해 2100년까지의 영향을 추산한 결과, 이들 자연 시스템에서 온난화 때문에 추가로 발생하는 온실가스가 세기말까지 온난화를 약 20~30% 증폭시킬 수 있다고 10일(현지시간) 밝혔다. 기온을 0.2~0.4℃ 더 높이는 셈이다.

핵심은 지구온난화가 단순히 화석연료에서 배출되는 온실가스만으로 끝나지 않는다는 점이다. 기온이 상승하면 영구동토층이 녹으면서 얼어있던 유기물이 분해돼 온실가스를 내놓고, 따뜻해진 습지와 호수에서는 메탄 배출이 증가한다. 건조해진 산림에서는 산불이 더 커지면서 나무와 토양에 저장돼 있던 탄소가 이산화탄소로 대기 중에 방출된다. 이렇게 늘어난 온실가스가 다시 지구를 데우면서 추가 배출을 일으키는 구조다.

영구동토층의 변화는 이중에서도 큰 비중을 차지한다. 연구진은 온난화로 인한 추가 배출 가운데 영구동토층 해빙에서 발생하는 배출이 상당한 비중을 차지한다고 분석했다. 땅속에 수천 년 동안 얼어 있던 탄소가 녹으면서 미생물에 의해 분해되고 배출되는 것이다.

산불도 온난화의 영향을 다시 온난화로 되돌리는 대표적인 경로다. 산불 이후 식생이 훼손되면 토양과 생태계가 탄소를 다시 흡수하는 능력까지 떨어질 수 있어 악순환이 이어진다.

습지와 호수 등 담수 생태계도 따뜻해지면 미생물 활동이 활발해져 메탄 배출이 증가할 수 있다. 메탄은 이산화탄소보다 대기 중 체류기간은 짧지만 온실효과가 강한 기체여서 단기간의 온난화에도 영향을 미친다. 최근 연구에서도 기후변화로 습지의 메탄 배출이 증가하는 현상을 중요한 되먹임으로 지목하고 있다.

그렇다고 자연계의 온실가스 배출이 인간의 화석연료 배출과 같은 수준의 직접적인 원인이라는 의미는 아니다. 오히려 연구가 보여주는 것은 인간이 만든 온난화가 자연 시스템을 변화시켜 추가적인 온실가스 배출을 유발한다는 것이다.

연구진은 이 같은 되먹임이 이미 시작됐다고 강조했다. 이에 반해 현재 사용되는 기후모델 상당수가 이 되먹임 현상을 충분히 반영하지 못해 미래 온난화 규모를 과소평가하고, 탄소 예산을 지나치게 크게 잡고 있을 수 있다는 지적이다.

여기서 학계가 주목한 것이 바로 '긍정적 되먹임'이다. 기후위기의 악순환을 반대로 돌릴 수 있는 기술과 정책을 일정 수준 이상 확산시키면 변화가 스스로 가속되는 구조를 만들 수 있다는 것이다.

이날 영국 엑서터대와 어스샷프라이즈가 발표한 연구는 이를 '긍정적 티핑포인트(positive tipping points)'로 설명했다. 기후기술의 가격이 낮아지고 이용자가 늘어나면 투자와 기술혁신이 다시 확대되고 가격이 더 떨어지는 식으로 변화가 스스로 강화될 수 있다는 분석이다.

해당 연구는 기후와 자연환경을 회복할 수 있는 51개 분야의 긍정적 티핑포인트를 제시하면서 청정전력을 여러 분야의 변화를 촉진하는 가장 영향력 있는 전환으로 꼽았다. 태양광과 풍력, 전기차뿐 아니라 산림 보전, 해양보호구역, 깨끗한 취사 에너지, 메탄 감축, 기후적응 인프라 등도 긍정적 변화를 가속할 수 있는 분야로 제시됐다. 

연구 저자인 스티브 스미스 엑서터대 연구원은 "청정에너지의 연쇄 효과는 10년전 예상했던 것보다 훨씬 더 크다"며 "재생에너지 보급이 늘면 발전 비용이 낮아지고, 저렴한 전력이 전기차와 히트펌프, 친환경 산업공정 등의 경제성을 높이고, 이로 인해 다시 전력 수요가 늘면 재생에너지 투자가 확대되며 여러 산업의 전환이 서로를 밀어준다"고 말했다.