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남한산청소년연구회

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    남한산청소년연구회
    2019. 5. 3. 16:28 카테고리 없음

    어제 낮은 무척이나 더웠다. 이제 차 안에서 슬슬 에어컨을 켤 때가 되었다. 올 여름은 얼마나 더울지 벌써부터 숨이 막힌다. 독일의 사회학자 울리히 벡(Ulrich Back)은 다음과 같이 말했다. “빈곤은 위계적이지만, 스모그는 민주적이다.” 현대는 위험 앞에 누구나 평등하게 노출된 사회다.

    기온은 꽤나 큰 영향으로서 생태계 변화를 일으킨다. 2004년 과학전문지 <네이처>에 소개된 연구에 따르면, 지구온난화는 지구촌 생태계 변화의 약 90% 이상을 야기했다. 지구온난화는 인간의 삶 자체에도 큰 영향을 주었고 그로 인해 21세기에 접어들어 가장 중요한 사회 문제로서 자리 잡았다.  

    최근 읽은 『파란하늘 빨간지구』(조천호, 동아시아, 2019. 03.29)의 저자는 기후변화 속에서 우리가 어떻게 살아야 할지 이야기해준다. 기후변화는 그 자체로 식량과 물, 에너지, 환경, 보건 등 사회 기반 체계에 빠른 변화를 일으킨다. 우리나라만 해도 여름철 서해안 백령도 주변 바닷물 온도가 20℃를 넘어 아열대지역에 사는 백상아리가 나타났다. 또한 바다 표면 수온이 1.31℃ 상승해 오징어, 갈치 등이 새로이 모습을 보이게 되었다. 이 모든 건 어찌 보면 자연스럽지 않은 급격한 변화들 중 일부다. 

    생물 개체군은 자신들이 살고 있는 환경에 큰 변화가 생기면 표현형적(겉으로 드러나는 형질) 가소성을 발휘하거나, 유전적 진화를 통해 새롭게 적응하거나, 적당한 서식처로 이주를 한다. 이러한 기작들은 종의 개체, 개체군, 군집 수준에 이르기까지 복잡하고 다양한 양상으로 전개된다. 

    일반적으로 생물권에서는, 먹이사슬을 이루는 생산자와 소비자, 분해자의 관계가 기후변화에 따라 조금씩 변한다. 식물과 곤충의 계절적 특성에 따라 동물의 행동 특성이 영향을 받는 것처럼. 곤충의 서식지, 새의 산란시기, 철새의 도래시기, 꽃과 잎의 발아 및 개화시기 역시 기후변화로 인하여 생물권에서 일어나는 변화들 가운데 몇 가지다. 

    1990년부터 2008년까지 유럽대륙 11,620개 지역에서 150만 번에 달하는 곤충 채집 연구가 있었다. 생물학자들은 19년 동안 상승한 기온으로 인해 새와 나비의 최적 서식지가 249km 북상했다고 추정했다. 더욱이 변온 동물인 곤충은 외부 기온이 변하자 체온을 바꾸며 성장 속도, 생활주기, 분포, 상호작용 등을 바꾸었다. 기온 변화에 따른 생물권 변화는 그간 어쩌면 당연한 일로 여겨왔다. 중요한 건 생물권 내에서만 벌어지는 변화가 아닌 무생물과 조화를 이루는 방향으로 끊임없이 진화하고, 내재한 분자 운동과 에너지를 맞추고 있다는 시각을 추가해 보아야 한다. 지구는 실제로 그렇게, 지금껏 흘러왔다. 

     

    『파란하늘 빨간지구』의 조천호 저자는 과거 기후를 알아야 불확실한 미래에 대비할 수 있다고 적었다. 기후변화는 과학적 반증에서 살아남은 역동적 진실이다. 사진 = 책 표지.

     

    기온 변화에 따라 달라지는 생존법

    우리는 살아가기에 적합한 환경이 먼저 조성되어야 그곳에서 생명체가 살 수 있다고 생각한다. 하지만 지구가 겪어온 과정을 보면 남세균(광합성 세균)처럼 생명체가 직접 적합한 환경을 만들어내기도 한다. 즉 생명체와 환경은 함께 진화하는 것이다. 지구환경이 지속할 수 있으려면 그 안에 사는 생명체가 건강해야 하며, 생명체가 건강하려면 지구환경과 기후도 안정되어야 한다.  

    인류는 약 1만 년 전에야 농업을 시작했고, 7,000년 전에야 문명을 탄생시켰다. 여기서 조천호 저자는 약 20만 년 전 호모 사피엔스가 출현하고도 오랜 기간 인류가 오랫동안 문명을 탄생시키지 못한 이유에 대해 ‘기후’를 꼽았다. 당시 우리 조상들은 오늘날의 극한 날씨보다 더 변덕스럽고 혹독한 기후에 맞섰다. 그런 기후에서는 농업을 할 수 없었다. 그저 사냥꾼이자 채집자로서의 삶을 영위할 수밖에 없었다. 그러던 12,000년 전에 빙하기를 뒤로하고 현재의 따뜻한 간빙기인 홀로세에 들어선 뒤 비로소 구석기에서 신석기로의 전환이 일어났다. 

    이때부터 인류는 작물을 경작했고 점차 한곳에 정착할 수 있었다. 인류 문명이 등장한 것도 이 때쯤이었다. 해수면 상승이 일단락된 이후인 7,000년 전 메소포타미아에서 문명이 처음 등장했다. 이어 이집트, 인더스, 황허로 이어졌다. 홀로세는 인간뿐 아니라 다양한 생명체들이 넘치는 아름다운 보물 상자가 되었다. 현재 우리가 아는 한 홀로세는 인류가 지속할 수 있는 유일한 환경이다. 조천호 저자는 우리가 절박하게 홀로세를 지켜내야 한다고 주장한다. 

     

    최근 연구에 따르면, 전 세계 양서류의 1/5이 멸종 위기에 처해 있다고 한다. 그 이유는 지구온난화와 기후변화이다.
    사진 = https://www.sciencedaily.com/releases/2013/03/130305200306.htm

     

    과거 기후에서 불확실한 미래를 밝혀야

    지구온난화가 원인을 논하는 용어라면, 기후변화는 원인을 포함한 결과를 논한다. 20세기 중반 이전까지 학계에서는 인간 활동이 자연에 미치는 영향이 매우 작다고 보았다. 하지만 IPCC(기후 변화에 관한 정부간 패널)에서 발행한 평가 보고서와 특별 보고서를 보자면 인간이 기후변화를 일으켰다는 증거가 분명하다는 견해에 힘이 실리고 있다. IPCC의 기후변화 전망에 따르면, 미래는 주어지는 것이 아니라 이루어가는 것이었다.   

    2018년 7월 독일, 스웨덴, 덴마크, 호주의 기후과학자 16명이 미국 국립과학아카데미 회보에 발표된 논문에 따르면, 찜통 지구에 진입하면 지구 평균 기온이 4~5도 상승하게 되고 해수면이 10~60m 높아질 수 있다. 이 경우 세계의 연안 지역, 특히 저지대 삼각주와 그에 인접한 연안의 바다 및 생태계가 위험해진다. 이 지역에 세계 인구의 대부분이 살고 있으며 대도시 대부분이 위치해 국가 경제와 국제 무역에서 필수적인 부분을 담당하기에 경제적인 위험도 만만치 않게 된다. 

    기후변화가 절대적으로 확실해서 대응해야 하는 것이 아니라, 다른 과학과 마찬가지로 과학적 반증에서 살아남은 역동적 진실이기에 우리가 받아들이고 이에 대응해야 한다. 특히 과거의 기후를 살펴봐야 미래를 예측할 수 있다. 사람들은 기상예측과 과학에 너무나 많은 기대를 걸고 신념을 가진다. 불확실한 미래는 과거 기후를 면밀히 살피는 데서 출발한다. 

    일교차가 큰 가을에 하루 동안 20도 차이가 나도 우리는 생존하는 데 어려움이 없다. 그런데 왜 미미해 보이는 1.5도 또는 2도에 민감하게 대응하려고 노력하는가. 우리는 그 무엇이라도 좋으니 당장 눈에 보이는 조치를 취하고 싶어 한다. 하지만 중요한 건 요행이 아니라 과학적 합리성에 기반을 둔 행동이어야 한다는 점이다. 

     

    지구온난화로 인해 생태계가 급격하게 변화하고, 더 많은 산림화재와 가뭄이 나타나고, 열대성 폭풍우가 빈번해질 전망이다. 사진 = https://climate.nasa.gov/effects

     

    생물권에서 일어나는 진화적 변화들

    기후시스템을 움직이는 에너지의 99.98%는 태양으로부터 온다. 이들 에너지는 기후시스템 속에서 여러 에너지로 변한다. 분자 수준마다 에너지 요구에는 얼마간 차이가 발생하는데 특히 난분해성 유기물일수록 온도 민감도가 높아 분해에 필요한 활성에너지가 더 많이 요구된다. 한 예로 캐나다 온타리오 지방 산림의 토양을 보면, 잎의 각피를 구성하는 난분해성 왁스 성분보다 리그닌이 포함된 토양유기물 성분의 분해가 더 빠르다. 기후시스템에서 기온 상승은 또한 대기가 머금는 수증기 양을 증가시키며, 광합성 작용으로 흡수되는 탄소와 호흡을 통한 배출정도도 크게 변화시킨다. 이 모든 것이 전반적인 생태변화를 야기한다. 

    생물학적 관점에서 기후변화의 근원 중 하나는 식물의 광합성 작용이다. 현재 산림생태계는 육지면적의 1/3을 차지하며 지구 전체 광합성 양의 약 2/3를 담당한다. 식물이 흡수한 탄소는 체세포 구성 물질로 바뀐 뒤 먹이피라미드를 거쳐 호흡을 통해 대기로 되돌아간다. 이러한 과정은 우리가 교육으로 매우 흔하게 접한 상식이지만 조금 다르게 보면 기후변화를 설명하는 중요한 문구이기도 하다. 생지화학적 순환에서 탄소뿐 아니라 생물권과 암석권 사이에서 순환하는 산소, 대기권에서 고정되어 생물권으로 이동해 단백질이나 필수 유기분자가 되는 질소까지, 모든 물질의 흐름과 변화는 기후변화의 원인이 된다. 기후변화의 원인을 알기 위해 생물권뿐 아니라 지권, 수권, 암석권 모두를 포함해 살펴봐야 함이다.      

    생물 진화의 시각에서 과학자들은 크게 두 가지를 걱정한다. 우선은 기후변화가 생물권 내의 모든 동물에 같은 영향을 주지 않으며 동물 분류군에 따라 서로 다른 영향을 미친다는 사실이다. 예로 나비와 새의 북상 속도에는 얼마간 차이가 있는데 상대적으로 수명이 더 짧은 나비의 경우 적응능력이 커 새보다 북상 속도가 빠르다. 이 경우 나비를 먹고사는 새들은 극단적으로 멸종위기에 처할 수도 있다. 영국의 박새는 알에서 깬 후 열흘 정도 나방의 유충을 포식해야 한다. 그러나 온난화로 인해 나방 유충의 출현 시기가 빨라지자 박새들은 먹이 포집에 곤란을 겪었고 결국 산란기를 새로 조정해 47년 전보다 2주 빨리 알에서 깨어났었다. 

    양서류의 경우 연평균 기온이 1℃ 상승함에 따라 9~10일 정도 빠르게 물가로 나타났다. 도마뱀은 특히 기후변화에 민감한데 때문에 전 세계 도마뱀 가운데 5%가 이미 멸종했다. 멕시코를 보더라도 도마뱀의 12%가 사라지고 남부 유럽에서도 30%가 사라져버렸다. 이러한 영향은 피라미드를 따라 상위 포식자로 올라갈수록 같은 문제를 일으킨다. 현재 남극 펭귄 숫자가 50% 가까이 줄고, 개체수가 줄어든 북극곰이 서로를 잡아먹기에 이른 것도 생태변화로 인한 나비 효과다.  
     
    인간 중심의 어휘가 되어있는 기후변화

    과학자들이 걱정하는 두 번째는 인간 활동으로 인한 기후변화가 기존의 생지화학적 순환 속도에 맞추기 힘들 정도로 복잡해졌다는 점이다. 우리나라만 해도 지난 100여 년간 평균 기온이 1.5℃ 증가했다. 0.6℃가 상승한 세계 평균과 비교하자면 꽤나 크다. 이로써 기후변화에 따른 생태계 변화는 더욱 가속화 될 것으로 예상된다. 인간은 수백만 년 동안 땅에 묻혀 있던 탄소를 매우 짧은 시간 내에 끄집어냈다. 산업혁명 이후 과도한 화석연료 사용은 탄소순환에 불균형을 초래하고 결국 지구 물질의 흐름을 바꾸어 기후변화를 야기하면서 전 권역에 상당한 영향을 미쳤다. 수많은 생물 종은 환경 변화에 적응하지 못할 정도로 빠른 진화를 해야 할 위치에 놓여버렸다.  
     
    실제로 많은 생물종들은 지금껏 지구온난화에 대응하여 적절한 유전적 반응을 진화시켰다. 그러나 빠른 기후변화는 개체로 하여금 유전적 반응에 앞서 가소성 내에서 보이는 반응을 먼저 유도시키고 있다. 이는 훗날 안정되지 못한 변화로 남아 더욱 불안정한 상태가 될 것이다. 생태계 구조와 기능은 미래에도 서로 영향을 끼치며 상호작용할 것이 분명하다. 

    중요한 건 생태 구성체들 간 이러한 매듭을 필연으로만 보지 않아야 한다는 점이다. 아직도 기후변화에 따른 생태변화를 생물권 내로만 한정해 보는 사람들이 많은데 진짜 위험은 우리가 마시고, 숨쉬고, 발을 딛고 있는 모든 곳에서도 생태변화가 같이 일어나고 있다는 점이다.  

     

    http://www.ibric.org/myboard/read.php?id=304789&Page=&Board=news

     

    참고문헌


    1. 『기후변화 교과서 (기후변화와 한반도 생태계의 현황과 전망)』(최재천, 최용상, 도요새, 2011), pp 79~84, p. 439 이하.
    2. 『생태계와 기후변화』(정병곤, 김득수 외 4명, 동화기술, 2014), pp. 40~50. 
    3. 『어느 지구주의자의 시선 (인간과 자연, 공존하며 살아간다는 것)』(안병옥, 21세기북스, 2014), pp. 31∼34. 
    4. 『키워드로 보는 기후변화와 생태계』(공우석, 지오북, 2012), pp. 134~154..
    5. 『파란하늘 빨간지구』(조천호 저, 동아시아, 2019. 03.29)
    6. <(2017) 생태계의 주요 조절 기능에 대한 기후변화 영향 연구>(홍승범 외, 국립생태원, 2017)
    7. <(2017) 생태계 기후변화 조사 연구>(국립생태원, 이상훈 외, 2017) pp. 1~13.

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