정말 사람 때문일까?

용의자

지구를 데운 범인을 찾아봐요. 용의자는 넷이에요. 햇빛이 강해졌을 수도, 화산이 이산화탄소를 뿜었을 수도, 원래 기온이 오르내리는 것일 수도, 그리고 화석연료를 태운 우리일 수도 있어요.

늘어난 이산화탄소

증거 1 · 남극의 얼음

남극의 얼음 속에는 작은 공기방울이 갇혀 있어요. 눈이 쌓여 얼음이 될 때 그때의 공기가 갇힌 거예요. 깊이 파 들어갈수록 더 오래된 공기를 꺼낼 수 있어요.

탐구 정리80만 년 동안 이산화탄소는 빙하기 약 180 ppm, 따뜻한 시기 약 300 ppm 사이를 오르내렸어요. 빙하기가 끝날 때 약 100 ppm이 늘어나는 데 수천 년이 걸렸지만, 최근에는 약 150년 만에 그보다 많이 늘었어요.

80만 년 동안 이산화탄소 농도는 빙하기와 따뜻한 시기를 오가며 약 180~300 ppm 사이를 오르내렸어요. 그런데 지금은 약 427 ppm, 80만 년 동안 한 번도 없던 수준이에요.

증거 2 · 킬링 곡선

1958년부터 찰스 킬링은 하와이 마우나로아 관측소에서 공기 중 이산화탄소를 매달 쟀어요. 그래프는 왜 톱니처럼 오르내릴까요?

탐구 정리이산화탄소는 해마다 약 6 ppm씩 오르내리면서도 꾸준히 늘었어요. 1959년 약 316 ppm에서 2025년 약 427 ppm으로, 최근 10년(2015~2024년)에는 1년에 평균 약 2.7 ppm씩 늘었어요.

확대해 보면 해마다 봄에 가장 높고 가을에 가장 낮아요. 육지가 많은 북반구의 식물이 여름엔 광합성으로 이산화탄소를 들이마시고, 가을과 겨울엔 다시 내뱉기 때문이에요. 지구가 숨을 쉬는 모습이에요. 그런데 숨을 쉬는 동안에도 이산화탄소는 해마다 꾸준히 늘었어요.

탄소 장부와 지문

증거 3 · 장부 맞추기

늘어난 이산화탄소, 누가 내놨을까요? 화산일까요, 사람일까요? 내보낸 양과 늘어난 양을 장부처럼 맞춰 봐요.

탐구 정리사람이 내보낸 약 416억 톤의 절반 가까이가 대기에 남으면, 1년에 약 2.5 ppm이 늘어야 해요. 최근 10년 관측 평균(약 2.7 ppm)과 거의 같아요. 화산만으로는 1년에 0.02 ppm 정도밖에 늘릴 수 없어요.

사람은 1년에 이산화탄소를 약 416억 톤 내보내요. 전 세계 화산을 다 합쳐도 그 1% 정도예요. 사람이 내보낸 양의 약 절반은 대기에 남고, 나머지는 바다와 숲이 흡수해요. 대기에 남은 이 절반만으로도 관측된 증가량이 맞아요.

증거 4 · 탄소의 지문

탄소에도 무게가 다른 형제가 있어요. 화석연료는 수억 년 전 식물과 조류가 땅에 묻혀 만들어졌어요. 너무 오래되어 탄소-14는 모두 사라졌고, 식물은 가벼운 탄소-12를 더 좋아해서 탄소-13도 적어요. ?

실제로 대기 중 탄소-13의 비율은 계속 줄고 있고, 화석연료를 태울 때 산소가 쓰이니 산소도 함께 줄고 있어요. ? 늘어난 탄소에는 화석연료의 지문이 찍혀 있어요.

태양과 하늘의 지문

증거 5 · 태양 용의자

범인이 태양이라면 태양 활동도 함께 늘었어야 해요. 태양 활동을 나타내는 흑점 수와 지구의 기온을 겹쳐 봐요.

탐구 정리1950년대 이후 태양 활동(11년 평균 흑점 수)은 오히려 줄어드는 흐름인데, 지구 기온은 계속 올랐어요. 두 곡선은 반대 방향으로 움직여요.

최근 수십 년 동안 태양 활동은 오히려 줄었는데 기온은 계속 올랐어요. 태양은 범인이 아니에요.

증거 6 · 하늘의 지문

마지막 결정적 증거예요. 범인에 따라 하늘 위아래의 온도 변화가 달라야 해요. 햇빛이 강해졌다면 대기 전체가 위아래 할 것 없이 더워져야 해요. 온실가스가 원인이라면 열이 아래에 갇혀 아래쪽 대류권은 더워지고, 위로 올라가는 열이 줄어 위쪽 성층권은 오히려 식어요.

탐구 정리위성 관측에서 대류권 아래쪽은 더워지고 성층권 아래쪽은 식었어요. 태양이 원인이라면 나타날 수 없는 모습이고, 온실가스가 원인일 때 예상되는 모습과 맞아요.

1979년부터 인공위성으로 재 보니 대류권 아래쪽은 더워졌고, 성층권 아래쪽은 식었어요. 중간에 성층권이 잠깐 튀어 오른 것은 큰 화산 폭발 때 성층권까지 올라간 미세 입자가 빛을 흡수했기 때문이에요. 성층권이 식은 데에는 오존층이 얇아진 영향도 함께 있어요.

판결

그래서 IPCC는 2021년 보고서에서 이렇게 결론 내렸어요. “인간이 대기, 해양, 육지를 온난화시켜 왔다는 것은 명백하다.” ?

원인이 사람이라면, 해법도 사람에게 있어요. 마지막 11장에서 온실가스를 줄이는 원리를 찾아봐요.