사람이 만든 인공물질이 지구 생물량 넘어섰다

과학기술

사람이 만든 인공물질이 지구 생물량 넘어섰다
지난 20년 동안 인공물 총 질량이 두 배 증가

2020.12.15 08:51 심창섭 객원기자

지금 이 순간에도 인류는 엄청난 양의 인공 물질을 생산하고 있다. 올해 들어 이러한 인공물의 총 질량이 지구상 모든 생물의 ‘생물량(Biomass)’을 추월했다. 여기서 생물량이란 생물이 포함하고 있는 유기물질의 총량을 말한다.

이번 연구는 이스라엘 바이츠만 과학연구소(Weizmann Institute of Science)의 론 마일로(Ron Milo) 식물 환경과학과 교수 연구팀이 수행한 것으로, 지난 9일 과학 학술지 ‘네이처’에 게재되었다.

2020년 인공물과 생물의 총 질량 비교. ⓒ Elhacham et al., Nature

연구팀은 사람이 만든 고체 형태의 무생물을 인공물로, 그리고 농작물과 가축을 포함한 살아있는 모든 유기체를 생물로 분류했다. 예를 들어 나무를 가공한 가구나 목재는 인공물에 속한다.

또한 질량 측정에 있어서 수분을 제외한 건조 중량(Dry mass)만을 따졌다. 만약 수분까지 합하면 생물량은 더 늘어나겠지만, 비교 대상인 인공물이 고체인 점을 감안한 것이다.

이렇게 계산한 결과, 2020년부터 인공물의 총 질량이 전체 생물량을 넘어설 것으로 추정된다. 현재 지구에 살고 있는 모든 동식물과 미생물의 생물량은 1조 2000억 톤에 조금 못 미친다.

인공물은 급증하고, 생물량은 계속 감소

인류가 농경 생활을 시작한 약 1만 년 전에는 지구 전체의 생물량이 2조 톤에 육박했다. 그런데 생물량에서 나무와 같은 식물의 비중이 매우 크다. 현재 동물의 생물량은 약 40억 톤에 불과하지만, 식물은 무려 9000억 톤이나 된다.

전체 생물량에서 육지의 나무가 가장 큰 비중을 차지한다. ⓒ 게티이미지뱅크

점차 인간 활동 영역이 확장되면서 경작지 개척, 도시와 도로 건설이 이어졌고, 반대로 수풀이 자라는 면적은 계속 감소했다. 여기에 20세기 이후 인공물 생산량이 급증하는 추세다.

연구에서는 20세기 초반에 인간이 생산한 ‘인류 유발 질량’이 전체 생물량의 약 3%에 불과했던 것으로 조사됐다. 불과 일 세기 만에 비율이 역전된 셈이다.

그 사이 인류의 인구는 4배가량 증가했고, 인공물 생산량은 인구 증가폭을 훨씬 상회했다. 오늘날에는 평균적으로 일주일마다 한 사람당 몸무게보다 더 많은 인공물이 만들어지고 있다.

20세기 초부터 20년마다 인공물은 거의 두 배씩 증가해왔다. ⓒ Weizmann Institute of Science

건설재가 인공물 급증의 주원인

연구팀은 “이번에 조사한 인공물 질량은 대부분 생물에서 비롯된 것이 아니라, 암석과 광물을 변형시켜 발생한 것이다”라고 지적했다. 즉, 생물량의 감소분이 인공물 증가에 그리 큰 영향을 주지 못했다는 뜻이다.

인공물의 대부분을 차지한 것은 바로 콘크리트와 골재, 벽돌이나 아스팔트 같은 건설재들이다. 이는 주로 암석과 석유를 원료로 해서 생산된다.

1950년대까지는 건물의 재료로 벽돌이 많이 사용됐지만, 이후 콘크리트가 도입되어 그 비율이 5%에서 45%로 크게 증가했다. 도로 건설에 사용되는 아스팔트 역시 마찬가지이고, 모래나 자갈 같은 골재 사용량도 함께 늘었다.

의외로 플라스틱은 80억 톤 정도라서 인공물 전체의 미미한 부분을 차지하지만, 지구상 모든 동물의 생물량보다 2배가량 더 많다.

도시와 도로 건설이 인공물 급증의 주원인이다. ⓒ pxhere

연구진은 논문에서 “인류가 지구에 끼치는 영향이 확대됨에 따라 사회 및 경제 시스템의 물질 흐름을 정량화하고 평가하는 일이 더욱 중요해졌다”라고 언급하면서, 지금 추세가 계속 이어진다면 2040년경에는 인공물의 질량 증가폭이 3배가량 더 늘어날 전망이라고 밝혔다.

이번 분석에서 사람이 버린 쓰레기는 계산에 포함하지 않았다. 소각이나 재활용한 경우를 제외하고, 나머지 쓰레기를 합치면 인공물의 총 질량은 이미 2013년 무렵에 생물량을 초과한 것으로 나타났다.

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