메타버스의 창조자이자 SF계의 거장 ‘닐 스티븐슨’의 새로운 저서 “터미네이션 쇼크(Termination Shock)”에서 텍사스의 석유왕이 세계 최대의 총을 만들어 황을 대기 중에 발사해 지구를 식힌다는 이야기가 소개되고 있다.

‘지구공학(Geoengineering)’이라는 분야에서 다른 행성에서 지구형 생명체가 살 수 있도록 하는 가상적인 프로세스이다. 대담한 발상의 “테라포밍(Terraforming)”이다. 즉, 화성이나 금성 등과 같은 행성을 개조해, 인간 생존이 가능할 수 있도록 지구화하는 과정을 ‘테라포밍’이라 한다. 이러한 과정을 하나하나 알아 가는 과정은 특히 미래를 짊어질 젊은이들에게 흥미를 가질수 있는 요소들이 많다는 과학자들의 견해도 있다.

얼핏 보면 ‘허황된 꿈’이라는 말을 들을 수도 있지만, 대기과학자들은 결코 허황된 것이 아니라 현실화 가능한 것이라고 말하고 있다. 그러나 일부에서는 솔라 지오엔지니어링은 기후조작의 하나로 심각한 반(反) 인륜적이라는 비판도 제기되고 있다.

* 솔라 지오엔지니어링(Solar Geoengineering : 태양지구공학)이란 ?

이 분야는 반드시 연구해야 할 분야이며, 그래서 어떻게 작용하고 반면에 어떤 위험이 있는가에 대한 연구가 필요하다고 비영리 국제단체인 ‘우려하는 과학자연맹(UCS : Union of Concerned Scientists)’은 주장하고 있다.

태양지구공학(Solar Geoengineering) 기술은 햇빛을 우주로 반사시킴으로써, 지구를 식히지만, 그것들은 많은 위험, 도전, 그리고 불확실성을 야기한다.

과학자들은 우리가 열을 가두어 두는 가스(heat-trapping gases)의 방출을 신속하고 극적으로 줄일 필요가 있다는 것에 동의하고, 나아가 대기 중의 이산화탄소를 안전하고 지속 가능하게 제거하고, 기후 변화의 영향에 대비하기 위한 투자를 가속화해야 한다는 데 큰 이견이 없다.

이러한 조치는 필수적이지만, 그것들이 상당한 기후 혼란을 피하기에는 충분하지 않을 수도 있기 때문에, 일부 연구원들은 ‘솔라 지오엔지니어링’이 가지는 위험과 이점을 더 잘 이해하려고 노력하고 있다.

솔라 지노엔지니어링은 “태양 복사를 우주로 반사하여, 지구를 식히기 위해 제안된 접근 방식”을 말하며, 연구되고 있는 두 가지 주요 접근법은 성층권 에어로졸 주입(SAI, stratospheric aerosol injection)과 해상구름표백(MCB, marine cloud brightening)이 있다.

UCS는 솔라 지오엔지니어링이 용납할 수 없을 정도로 높은 환경적, 사회적, 지정학적 위험을 내포하고 있기 때문에 이 태양지구공학에 반대하고 있다. 대신, UCS는 지속적인 모델링 연구, 관찰 연구 및 추가 연구가 가능한 소규모 실외 실험을 포함하는지 여부와 방법에 대한 의사결정에 대한 강력하고 포괄적인 대중 참여를 지지하고 있다.

태양복사관리(solar radiation management)라고도 불리는 ‘솔라 지오엔지니어링’은 지구를 빠르게 식히기 위해 햇빛을 반사하는 일련의 제안된 접근 방식을 설명한다. 솔라 지오엔지니어링에서 연구자들은 두 가지 주요 접근법을 고려하고 있다. 첫 번째, 성층권 에어로졸 주입(SAI)은 지구를 식히기 위해 에어로졸이라고 알려진 작은 반사 입자를 대기 상층부에 주입하는 것을 포함한다.

두 번째 해상구름표백(MCB)이라는 방식은 바다의 염분(소금)으로 바다 위의 구름 형성을 자극하여 이 지역의 햇빛을 반사하는 데 도움을 주게 하는 방식이다.

실제로, SAI는 화산이 작은 입자를 대기권(성층권)으로 방출하는 큰 화산 폭발 동안 일어나는 일을 시뮬레이션해본 결과, 이 입자들은 햇빛을 반사하여 성층권에 머무르는 동안 냉각되는데, 이는 주입 후 최대 몇 년이 걸릴 수 있다.

SAI는 성층권에 황산염이나 다른 에어로졸 입자를 주입함으로써 지구 온도가 낮아지는 큰 화산 폭발의 냉각 효과를 모방할 수 있다. 만약 SAI가 배치된다면, 지구 전체의 온도를 낮추고 강수 패턴을 변화시키는 지구전체에 영향을 미칠 것이다.

MCB는 지역적 규모의 냉각을 증가시키기 위해 바다 구름의 표백(brightening)와 반사율을 높이기 위해 바다 소금을 낮은 지대의 해상구름에 뿌리는 것을 포함한다. 연구원들은 몇 년 동안 컴퓨터 모델링과 관측 연구를 통해 솔라 지오엔지니어링의 위험과 이점에 대해 조사해 왔다.

이 연구는 솔라 지오엔지니어링이 가져올 수 있는 결과를 더 깊이 이해하는 데 귀중한 자료가 됐다. 그러나 솔라 지오엔지니어링이 책임감 있게 관리될 수 있는지 여부와 그 방법을 포함한 많은 의문점들이 풀리지 않고 있다고 UCS는 말하고 있다.

* 왜 솔라 지오엔지니어링이 고려되고 있는가?

솔라 지오엔지니어링은 기후 변화의 근본 원인을 다루지 못할 것으로 보인다. 주로 화석 연료의 연소로 인한 열을 잡아두는 가스(heat-trapping gas), 즉 온실가스의 배출이다. 그것은 해양의 산성화나 화석 연료 사용으로 인한 공중 보건과 환경에 미치는 많은 해로운 영향을 미친다.

해로운 영향을 미치는 이 솔라 지오엔지니어링을 왜 연구를 해야 하는가?

인류가 기후 변화를 늦추기 위한 중요한 조치들을 취하더라도, 재앙적인 결과를 피하기 위해 반드시 필요한 만큼의 온난화를 제한하기에 충분하지 않을 수 있기 때문이다.

파리협정(Paris Agreement)의 목표인 “산업화 이전 수준보다 훨씬 낮은 2℃ 이하”로 지구온도 상승을 제한하고, 온도 상승을 1.5℃로 제한하는 노력을 추구하기 위해서는 늦어도 세기 중반(2050년)까지 전 세계 이산화탄소(CO2) 배출량을 0(net zero)으로 끌어올려야 한다. 이는 성취하기 위해 인류의 모든 노력을 총집합시켜야만 달성 가능한 목표이다.

무슨 일이든 완벽하지 않다. 세계 모든 국가들의 노력을 총집합시킨다고 해서 2050년까지 순제로(net zero)목표를 달성하지 못할 것이라는 전망도 설득력이 있다. 미달에 대한 대비책도 있어야 한다. 특히 인류는 목표치인 1.5°C의 온도에서도 세계가 심각한 기후 위험에 직면할 수 있다는 것을 인식해야 한다.

더 이상의 지구온난화는 공중 보건, 식량 안보, 주택 및 수도 가용성, 국가 안보를 위협한다. 연구자들이 지구공학(지오엔지니어링) 접근법의 잠재적 타당성과 효과를 평가하더라도 완화 및 적응은 최우선 솔루션으로 남아 있어야 한다. 현재까지 솔라 지오엔지니어링의 위험과 가능성을 조사하기 위한 연구는 대부분 컴퓨터 기반 모델링과 자연 관측을 통해 수행되어 왔다.

솔라 지오엔지니어링 연구를 확대하기 위한 제안과 계획에는 현재 미국과 호주의 그레이트 배리어 리프(Great Barrier Reef : 호주 북동부의 퀸즐랜드 해안과 병행하는 큰 산호초)에서 소규모 대기 실험을 수행하려는 계획이 포함되어 있다.

환경적, 사회적 위험이 제한된 소규모 실험도 잠재적으로 더 위험한 실험 등 합법적인 우려를 가속화하기 때문에 공공의 상당한 정밀 조사와 토론을 거쳐야 한다. 솔리 지오엔지니어링은 세계적인 영향을 미치기 때문에 기후 대응으로서의 고려는 효과적인 국제 거버넌스(international governance)를 필요로 한다. 철저한 거버넌스는 매우 오랜 기간 유지될 필요가 있을 것이다.

인류가 적극적으로 배출량을 줄이는 동안 최고 온난화를 제한하기 위해 성층권 에어로졸을 배치(SAI)하는 것과 같은 "일시적"으로 의도된 사용도 반세기 이상 지속되어야 할 것이다.

* 솔라 지오엔지니어링의 위험도 및 거버넌스의 필요성

불확실성과 위험을 고려할 때, 솔라 지오엔지니어링은 심각한 문제가 있다. 그러한 위험 중 하나는 ‘도덕적 위험(moral hazard)’이다. 즉, 기술이 배출량 감소를 늦추고, 저탄소 경제(low-carbon economy)로 이동을 멈추기 위한 구실이 될 위험성도 있다.

솔라 지오엔지니어링은 일부 해로운 기후 영향을 제한할 수 있다. 그러나 잠재적인 악영향은 차치하고라도 기후 변화의 근본 원인인 화석 연료 연소로 인한 온실가스의 배출 증가 또는 해양 산성화와 같은 일부 결과적인 영향은 다루지 않을 것이다. 가장 중요한 것은, 이전의 화산 폭발을 통해 그것이 지역 날씨 패턴에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지에 대해 조금 알고 있다.

그러나 이것은 지속적인 솔라 지오엔지니어링을 이해하기에 불충분하다. 우리는 솔라 지오엔지니어링이 지구 온난화 배출을 억제하려는 노력과 글로벌 정치(global politics)에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지에 대해 거의 알지 못한다. 그리고 성층권에 에어로졸을 주입(SAI)하는 것은 지역적이고 세계적인 영향을 미치기 때문에, 야외 실험은 다루기 어려운 주제이기도 하다.

이러한 실험적 활동이 초래할 수 있는 윤리적, 환경적 위험을 고려할 때, 이 기술을 평가하기 위한 대기 실험은 시기적절한 공공 정밀 조사와 토론을 필요로 한다. 그렇기 때문에 솔라 지오엔지니어링이 야외에서 시험되기 전에, 과학자들과 시민사회가 정부에게 다음과 같은 조치를 취하라고 주장하는 것이 매우 중요하다.

- 감시를 위한 메커니즘,

- 연구 수행의 투명성을 위한 규칙

- 그리고 대중을 의사결정에 참여시키는 방법들, 어떤 조건에서 야외 실험을 할 수 있는지의 여부를 결정하는 것.

그러한 논의에서, 기후 변화에 가장 취약한 국가들과 공동체들로부터 실질적인 리더십이 있어야 한다. 그들의 목소리는 의사 결정을 주도하고 연구 우선순위를 형성하는 데 도움을 주어야 한다. 연구자들은 기후 위기의 근원을 해결하기 위해 완화와 적응 조치를 명시적으로 지원하는 기업과 정부로부터의 자금 지원만 받아들여야 한다.

* 솔라 지오엔지니어링에 대한 UCS의 입장

UCS(우려하는 과학자들의 연맹)는 솔라 지오엔지니어링 전개에 강력히 반대한다. 그 이유는 기술들이 현재 상당한 환경적, 윤리적, 지정학적 위험, 도전, 불확실성을 내포하고 있기 때문이다.

사회는 솔라 지오엔지니어링 연구의 증가와 그것의 가능한 미래 전개를 고려할 때, 많은 주의를 기울여야 한다. 그리고 기후 변화에 가장 취약한 국가들과 지역사회의 실질적인 지도력으로 해야 한다.

솔라 지오엔지니어링의 잠재력과 위험을 더 잘 이해하기 위해, 연구자들은 컴퓨터 모델링을 사용하고, 화산 폭발과 같은 사건의 기후 영향 모니터링과 동시에 UCS는 지구 표면 기후에 측정 가능한 영향을 미칠 수 있는 규모의 솔라 지오엔지니어링 기술에 대한 성층권 실험에 강력히 반대한다. UCS는 모든 소규모 대기 실험은 다음 기준을 충족해야 한다고 믿고 있다.

- 제안된 실험이 높은 과학적 품질과 가치를 가지며, 환경적, 사회적, 법적 위험을 초래하지 않도록 보장하기 위해, 합법적이고 독립적인 거버넌스 메커니즘이 확립돼야 한다.

- 거버넌스 메커니즘은 투명하고 포괄적이어야 하며, 기후 취약 지역사회(climate-vulnerable communities) 및 대중과의 의미 있는 참여를 보장하고 실험 기간에 대한 감독을 제공해야 한다.

- 제안된 실외 실험의 독립적인 관리가 필요하다.

- 솔라 지오엔지니어링 실험에 대한 자금은 기후 변화에 대한 첫 번째 해결책으로서 완화와 적응을 지원하는 정부 및 기타 기관으로부터만 나와야 한다.

- 기후 변화 취약 국가 및 커뮤니티(공동체)의 연구원 및 이해 관계자들과 협력하여 솔라 지오엔지니어링 연구에 우선순위를 두어 공동 개발해야 한다.

솔라 지오 엔지니어링에 대해 이해해야 할 것들이 아직 산적처럼 쌓여 있다. UCS는 가능한 모든 실내 온도 반응 옵션을 조사하기 위한 예방적 접근 방식을 권장하고 있다. 이는 태양빛을 우주로 반사시킴으로써 지구를 빠르게 식히기 위한 솔라 지오엔지니어링 기술의 위험성과 잠재적인 이점에 대한 세심한 이해를 증진시키는 것을 포함된다.

한편, 미 하버드대학의 솔라 지오엔지니어링 연구 프로그램에 따르면, 기후 모델은 솔라 지오엔지니어링이 적당히 사용되어 배출량 감소와 결합될 때, 전 세계의 기후 변화를 감소시킬 수 있다는 것을 일관되게 보여주었다.

예를 들어, 극한의 온도, 물의 가용성의 변화, 그리고 열대 폭풍의 세기와 같은 기후 영향을 줄일 수 있다. 그러나 어떤 이점도 새로운 위험과 상당한 불확실성을 동반하고 있다고 연구 프로그램은 우려하고 있다.

최신 과학이 세계적으로 일부 이점을 보여줄 수 있지만, 지역적 영향은 더 폭넓게 달라질 수 있다. 아직 잘 이해되지 않은 수많은 과학적 불확실성, 특히 거대한 거버넌스 과제들이 있으며, 솔라 지오엔지니어링은 해양 산성화를 다루지 않는다는 문제를 안고 있다.

바다는 매년 우리가 대기로 배출하는 이산화탄소의 약 4분의 1을 흡수해 해양의 화학물질을 바꾸고 해양 생태계를 해친다. 솔라 지오엔지니어링이 대기의 이산화탄소를 직접적으로 제거하는 것이 아니라 오히려 햇빛을 우주로 반사시킨다는 점을 고려하면, 추가적인 온난화에 따라 대기 중으로 추가적인 탄소가 방출되는 과정인 탄소 순환 피드백을 통해 이 심각한 문제를 해결하는 것은 대단히 어려운 일로 여겨지고 있다.

솔라 지오엔지니어링은 해양에 대한 많은 영향을 상쇄하면서 상승하는 온도를 낮출 수 있다. 예를 들어, 해수면 온도를 낮추면, 산호백화(coral bleaching) 사건의 위험을 줄일 수 있고 산호초에 유리한 조건을 유지하는 데 도움이 될 수 있다.

솔라 지오엔지니어링은 또 열대 어업에 심각한 위험을 초래하고 있는 생물 종의 극지로의 이동을 줄일 수 있다.이 기술은 고위도 생태계와 기후에 미치는 영향을 줄일 수 있고, 해양 순환과 빙하의 녹는 변화를 제한하는 데 도움을 줄 수 있다. 어떤 경우에도, 솔라 지오엔지니어링은 이산화탄소 오염을 줄이는 대안이 될 수 없다. 잠재적인 보충제가 될 수밖에 없다.