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지구온난화를 억제하고, 지구의 지속가능성을 위해서는 여러 가지 기술들이 접목될 수 있는데, 보통은 신재생에너지를 중심으로 하는 탄소발생 억제에 초점을 많이 맞추고 있지만, 대기 중으로 방출된 탄소를 붙잡아서 지구로 다시 끄집어내리는 것과 관련한 정책도 중요하다. 가장 흔히 생각할 수 있는 것은 이런 역할을 하고 있는 나무들이 지구 곳곳에 자리잡도록 확산하는 것과 지구 최대의 삼림을 가지고 있는 아마존과 같은 곳들을 보호하는 정책이다.  

그런데, 최근 아이슬란드에서 재미있는 실험을 바탕으로 독특한 시도가 진행되고 있어 이를 소개하고자 한다. 보통 탄소는 이산화탄소의 형태로 토양에 잠재되어 있다가 밭을 갈거나, 이것을 태우는 과정을 통해 대기로 방출되며, 이들이 온실효과를 가지게 된다. 그렇다면, 이렇게 잠재된 이산화탄소를 안정화시켜서 대기로 방출되지 않도록 한다면 어떨까? 이런 연구의 결과로 등장한 것이 이산화탄소를 바위로 만드는 연구이다. 이 기술이 저렴하게 이용될 수 있게 된다면, 탄소를 배출하는 발전소나 공장 등에서 배출되는 이산화탄소를 모아서 돌을 만들어내면서 탄소발생을 극적으로 줄일 수 있을 것이다. 아무리 신재생에너지를 적극적으로 활용한다고 해도, 화석연료는 아직도 수십 년 이상 지구의 가장 중요한 에너지원으로 이용될 수 밖에 없다. 그렇다면, 이렇게 적극적으로 이산화탄소를 제거하거나 안정화시키는 기술에 대한 중요성도 과소평가해서는 안된다.

아이슬란드에서 시작한 프로그램은 CarbFix라는 이름을 가지고 있는데, 세계에서 2번째로 크고, 아이슬란드에서 가장 큰 지열에너지 발전소인 Hellisheiði Power Station에서 발생하는 이산화탄소를 돌로 바꾸는 것이다. 이 발전소는 지표면에서 2km 지하에서의 발생하는 고열의 가스를 이용해서 7개의 터빈을 돌려서 발전을 한다. 이 과정에서 증기를 많이 발생시키게 되는데, 대부분인 99.5%는 수증기이지만 나머지 0.5%는 대부분 이산화탄소라고 한다. 여기에 함유된 이산화탄소를 현무암(basalt) 형성지역에 흘려서 돌을 만드는 것이 프로젝트의 내용이다. 일단 증기에서 이산화탄소를 물을 이용해서 분리하면 탄산이 나오게 되는데, 이를 다시 현무암이 형성되는 500미터 지하에 흘리게 되면 주변에 있는 바위들의 칼슘이나 마그네슘 등과 반응하여 시간이 지나면서 석회암 등이 만들어진다고 한다. 아이슬란드는 화산활동에 의해 국토의 90%가 지하에서 현무암이 생성되는 곳이고, 거의 모든 에너지를 지열로 확보하고 있기 때문에 이런 실험을 하는데 최적의 나라라고 할 수 있겠다. 

현재의 단계는 증기에서 탄산을 분리해 주입이 이루어지고 있는데, 돌이 생성되는지 여부를 확인하기 위해서는 앞으로도 많은 시간이 걸릴 것으로 보인다. 또한, 이산화탄소를 탄산으로 만들어내는 과정에도 현재는 예상보다 많은 어려움과 자원들이 소모되는 것으로 알려져 있어, 아직 갈길은 멀다고 하겠다. 그렇지만, 일단 프로세스가 확립되고 유용성이 입증된다면 앞으로 지구온난화 문제를 해결하는데 있어서 커다란 힘이 될 수 있는 연구임에는 분명하다.


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흙과 농업이 직접적으로 지구온난화를 저지할 수 있을까? 의외로 지구의 탄소의 순환과정을 살펴보면 토양이 매우 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있다. 오하이오 주립대학교의 토양과학자인 Rattan Lal은 1980년부터 대기에 방출된 지난 30년 간의 이산화탄소 배출량을 현재의 농토가 탄소를 잘 가둘 수 있는 형태로 바뀌는 것만으로 줄일 수 있다는 연구결과를 발표하기도 하였다.

이런 생각에 입각해서 최근에는 재생농업(regenerative agriculture)이라는 새로운 농업적 접근을 시도하는 사람들도 늘고 있다. 토양에 전통적인 방식으로 퇴비를 주거나, 수확을 하지 않고 작물을 심은 채로 1년을 넘기거나, 경작을 쉬고, 식물들의 다양성을 높이는 등의 노력을 기울이면 토양에 축적되는 탄소의 양이 높아진다고 한다. 이런 접근방법은 긍정적인 효과를 강화하기도 하는데, 탄소가 부족한 흙들은 건조하고 쉽게 부식이 되는데 비해, 탄소가 풍부한 흙은 보다 검고, 비옥하며, 습기도 잘 머금기 때문에 농사에도 좋은 영향을 미친다. 아프리카의 농업생산량의 문제도 토양의 문제가 심각한데, 토양의 탄소가 부족하고 단단해지기만 하기 때문에 어떻게 이런 토양을 보다 탄소와 수분을 잘 머금고 식물들과 함께 대기의 탄소를 잡아둘 수 있도록 혁신을 일으키는 것은 단순히 가난한 나라에서 식량을 더 많이 생산하게 하는 것 이상의 의미가 있다.  

지구에서 식물이 탄생한 이후, 지구의 식물들과 흙, 그리고 흙속에 있는 미생물들은 대기중의 이산화탄소의 농도를 조정해 왔다. 광합성은 식물이 이산화탄소를 흡수해서 태양광을 에너지로 이용하여 다양한 형태의 탄소원자가 들어있는 탄화 분자들로 변환시키는 과정이다. 이렇게 만들어진 탄소화합물의 일부는 인간을 포함한 다양한 동물들의 생존에 필요한 에너지원으로 이용되지만, 상당량은 뿌리를 통해서 식물들과 공생하는 곰팡이나 미생물에게 전달되는데, 이들은 이렇게 전달된 탄소의 상당량을 토양으로 전달한다. 이런 평형관계가 유지된 지난 수천 만년에 비해, 1만 년전에 인간이 탄생시킨 농업은 이와 같은 평형관계를 깨뜨리기 시작했다. 인간에게 관심은 오로지 충분한 수확량을 획득하는 것이었고, 가장 쉽게 선택한 방법은 다양한 식물들이 자라는 표토층을 갈아엎고 물을 뿌리는데, 이 과정에서 토양에 잡혀있는 탄소는 산소를 만나서 이산화탄소로 변한 뒤에 대기 중으로 배출이 되었다. 또한, 탄소를 잡아둘 수 있는 다양한 식물들이 자라지 않는 땅이 늘어나면서 대기 중의 이산화탄소를 탄소로 변환시킬 수 있는 대지의 양도 줄어들었다. 일부 토양과학자들은 현대식 농업에 의해 배출된 온실가스의 양이 전체 온실가스의 1/3에 이른다는 충격적인 연구결과를 발표하기도 하였다.

UC 버클리의 토양과학자 Whendee Silver는 539에이커에 이르는 캘리포니아 농장에서 도시의 정원에서 배출되는 다양한 잎과 나뭇가지, 깎은 잔디와 같은 쓰레기들과 옥수수줄기와 같은 농업폐기물 등을 모아서 퇴비를 만들고, 이를 방목목초지 토양에 뿌리고 흙의 변화를 살폈는데, 농부들이 이렇게 퇴비를 이용한지 2년 뒤에 해당 토지의 탄소함량이 크게 증가한 것을 확인할 수 있었다. 물론, 이렇게 퇴비를 뿌린 흙에서 더욱 다양한 식물들도 자라났다. 이 실험을 토대로 계산한 결과 캘리포니아의 2800만 에이커에 이르는 방목목초지에 적절한 조치를 취한다면 흙이 4200만 톤의 이산화탄소를 흡수할 수 있다는 것을 알아냈다. 이 정도의 양이면 캘리포니아에서 생산하는 전력의 40%를 만들어낼 때 배출되는 이산화탄소의 양이다.

그 밖에도 이와 같이 흙의 생명력과 식물의 힘을 활용하는 다양한 재생농업과 관련한 연구와 실험이 진행되고 있는 것은 다행한 움직임이라 하겠다. 농업이 탄생한 이래로 인간은 그동안 지구와의 공존보다는 지구를 자신에게 유리한 방향으로 변화시키면서 생존해왔다. 초창기 인간의 수가 적고, 그 범위가 미미할 때에는 이런 이기적인 행위가 커다란 문제가 되지 않았지만, 생태계 전반에 영향을 미치면서 지구의 자정능력에 왜곡을 가져오기 시작한 시점에는 지구에 대한 그런 무관심은 결국 인간이라는 종에게도 나쁜 영향을 미치게 될 것이다. 개인적으로 아바타라는 영화에서 판도라 행성의 원주민들이 사냥을 한 뒤에도 사냥감들과 고통을 나누고, 행성의 생태계의 일원으로서 공감을 하던 장면들을 잊을 수 없다. 어쩌면 그들의 사고방식이나 생활패턴이 현재의 인류보다 훨씬 고등한 것이 아닐까?


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