The Science Times

세계적으로 프레온 가스(CFC, 염화불화탄소)와 할론(Halon) 등 오존층 파괴 물질의 생산과 사용을 금지한 몬트리올 의정서(1989년 1월 발효)의 영향을 측정한 결과, 이 같은 규제가 없었다면 지구는 이미 ‘초토화된(scorched)’ 상태에 직면했을 것이라는 연구가 나왔다.

연구팀이 제시한 증거로는, 우리가 CFC와 같은 오존 파괴 물질을 계속 사용했다면 지구 대기의 탄소 흡수 능력이 크게 떨어져 지구 온도가 급상승했을 수 있다는 것이다.

영국과 미국, 뉴질랜드 국제 과학자 팀이 새로운 모델링을 통해 몬트리올 의정서가 시행되지 않았을 때의 ‘불타는 지구’의 극적인 모습을 과학저널 ‘네이처’(Nature) 18일 자에 발표했다.

‘몬트리올 의정서가 지상의 탄소 흡수원을 보호한다(The Montreal Protocol protects the terrestrial carbon sink)’는 제목의 이 연구는 두 가지 주요 환경문제인 오존층 구멍과 지구 온난화 사이의 뚜렷한 연관성을 새롭게 제시했다.

대기 오존층에서의 오존과 산소 순환 도해 © NASA

CFC 금지, 두 가지 방법으로 기후 보호

영국 랭카스터대 과학자들이 이끈 연구팀은 CFC를 포함한 가장 악명높은 오존 파괴 화학물질들을 점검하지 않고 방치했을 경우, 이 물질들의 지속적인 사용량 증가로 인해 금세기 말까지 지구 기온이 섭씨 2.5도 상승했을 것으로 예측했다.

이번 발견은 CFCs 금지가 두 가지 방법으로 기후를 보호한다고 밝혔다. 하나는 온실 효과를 억제하는 것이고, 다른 하나는 오존층을 보호함으로써 식물들이 점증하는 자외선 복사로부터 손상되는 것을 막아준다는 점이다.

이는 결정적으로 식물이 대기로부터 이산화탄소를 흡수하고 가두는 능력을 보호해, 기후 변화의 추가적인 가속화를 방지한다는 것.

연구팀은 오존층 파괴와 자외선 증가로 인한 식물 피해, 탄소 순환 및 기후 변화에 대한 데이터를 모아 새로운 모델링 프레임을 구축했다.

논문 제1저자인 랭카스터대 폴 영(Paul Young) 박사는 “새로운 모델링 도구를 사용해 오존층 파괴 물질을 금지하지 않았을 때 발생할 수 있는 ‘초토화된 지구’를 조사할 수 있었다”고 설명했다.

이들은 새로운 모델링을 통해 CFCs가 매년 약 3%씩 계속 증가했을 때 다음과 같은 암울한 미래가 펼쳐질 것으로 내다봤다.

△먼저, CFCs가 지속적으로 증가해 왔다면 2040년대까지 전 세계 오존층이 붕괴하게 되고 △열대지방에서는 2100년까지 오존층의 60%가 감소하며, 이런 상황은 남극 위에 형성된 오존층 구멍에서 관찰된 것보다 더 나쁘다는 것이다. △이와 함께 영국과 미국 및 중앙아시아를 포함한 대부분의 유럽 중위도 지역에서는 2050년까지 태양으로부터 나오는 자외선 강도가 현재의 열대지방에서보다 더 강력할 것이라는 전망이다.

미국 항공우주국(NASA)이 예측한 오존 구멍 회복 전망 © NASA

오존층 고갈되면 식물과 토양의 탄소 저장 감소돼 온난화 가속화

오존층이 고갈되면 지구와 지구 상의 식생은 태양의 자외선에 훨씬 더 많이 노출되게 된다.

식물은 광합성을 통해 이산화탄소를 흡수한다. 여러 연구에 따르면 태양 자외선이 크게 증가하면 식물 성장이 제한되고 조직이 손상되며, 따라서 광합성 수행 능력도 손상될 수 있다. 이렇게 되면 식물은 탄소를 덜 흡수하게 된다.

식물에 있는 탄소량이 적으면 토양에도 더 적은 양의 탄소가 고정되는데, 이런 일은 대체로 수많은 식물들이 죽은 뒤에 발생하는 일이다. 이런 모든 일이 전 세계적으로 일어났을 수 있다는 것이다.

연구팀의 모델은 몬트리올 의정서가 없는 세계에서는 식물과 나무, 토양이 흡수하는 탄소량이 금세기 동안 극적으로 곤두박질친다는 것을 보여준다. 만약 식물과 토양의 탄소가 적으면 대기 중에 더 많은 탄소가 남아있게 된다.

전반적으로, 몬트리올 의정서의 CFC 금지가 없었다면 금세기 말까지 다음과 같은 상황이 벌어질 수 있을 것이라고 연구팀은 보고 있다.

△숲과 다른 식생 및 토양에 저장된 탄소는 5,800억 톤 감소 △화석 연료 배출의 미래 시나리오에 따르면 대기 중에 추가로 165~215ppm의 이산화탄소가 존재하게 되고 이는 오늘날의 420ppm과 비교할 때 40~50%가 더 보태지는 것이다. △이 같은 엄청난 양의 이산화탄소가 추가되면 온실효과를 통해 섭씨 0.8도의 추가 온난화가 발생하게 된다는 것.

고도에 따른 대기 오존의 분포 ⓒ Rastrized and improved by RedAndr

CFCs의 온실 효과만으로도 1.7도 상승

CFC와 같은 오존층 파괴 물질도 강력한 온실 가스 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 이전 연구에 따르면 CFC를 금지하면 이 물질들이 온실 효과를 통해 지구 온난화에 기여하는 것을 막는 것으로 나타났다. 이런 CFCs의 온실 효과만으로도 금세기 말까지 섭씨 1.7도의 추가 온난화가 나타났을 것으로 예측됐다.

이는 앞서 언급된 새롭게 정량화된 0.8도 추가 온난화에 더 보태진 것으로, 식생의 손상으로부터 초래된 것이다. 따라서 전체적으로는 2.5도가 상승한다는 것을 의미한다.

폴 영 박사는 “이번 연구를 통해 몬트리올 의정서의 성공은 증가한 자외선으로부터 인류를 보호하는 것을 넘어, 식물과 나무가 이산화탄소를 흡수하는 능력을 보호하는 데까지 확장된다는 것을 알 수 있다”고 말했다.

그는 “우리가 시뮬레이션한 것처럼 재앙적인 세계에 도달하지는 않을 것이라고 기대할 수는 있지만, 이는 지속적인 오존층 보호의 중요성을 상기시켜준다”며, “규제되지 않는 CFCs의 사용과 같은 위협들이 여전히 존재한다”고 강조했다.

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