By MATT SIMON, WIRED US

8월 9일(현지 시각), 국제연합기구(UN)의 기후변동에 관한 정부 간 패널(IPCC)이 미리 드러난 내용으로 경고한 바와 같이 지구의 상태가 심각한 상황이라는 사실을 시사하는 설명을 담고, 중대한 변화를 가져올 보고서를 발행했다. 보고서는 이산화탄소에 대해 극단적으로 평가했다. 그러나 동시에 다수가 제대로 인지하지 못하는 이산화탄소와 함께 문제가 되는 요소인 메탄 문제도 함께 지적했다. 보고서에서 주목한 바에 따르면, 이산화탄소보다 80배 더 큰 영향을 미치는 메탄의 대기 농도는 현재 최소 80만 년에 걸쳐 가장 심각한 수준에 이르렀다. 인류가 메탄 배출량 감축을 진지하게 생각할 수 있다면, 기후변화 위기를 대대적이면서 빠른 속도로 억제할 수 있을 것이다.

백악관 기후변화 전문 대통령 특사단 수석 총괄 겸 연락 담당자인 릭 듀크(Rick Duke)는 8월 9일, IPCC 보고서 발행 후 열린 기자회견에서 “메탄이 다음의 중대하면서 빠른 기후 안정화를 위한 뛰어난 가치를 지닌 요소가 될 것이다. 단기적인 기후 미래 보호와 에너지 탄소 중립 및 역배출 기술과 같은 첨단기술 옵션 개발을 위한 중요한 시간 확보 달성을 위해 할 수 있는 일은 없다”라고 말했다.

환경방위기금(Environmental Defense Fund) 소속 수석 기후과학자인 일리사 옥코(Ilissa Ocko) 박사도 듀크의 발언에 동의하며, “메탄 배출량 감축은 가장 빠르면서도 효과적으로 현재의 온난화 비율 상승세를 낮출 유일한 방법이다”라고 말했다.

이산화탄소와 마찬가지로 메탄에도 탄소가 포함됐다. 메탄의 화학 공식은 CH4이다. 천연가스와 여러 생태계의 중요한 요소이다. 메탄은 식물이 부패할 때 생성되며, 특히 습지의 메탄 배출량이 매우 높다. 또, 흰개미와 같은 곤충, 소와 같은 유제류가 음식물을 섭취할 때도 메탄이 생성된다. 또, 실제로 소의 방귀가 아닌 트림에 메탄이 포함됐다.

메탄이 지구 대기의 완벽한 천연 구성요소이지만, 현재 공중에 포함된 메탄의 양은 자연적으로 생성되는 메탄과는 거리가 멀다. 메탄이 생성되는 주된 이유는 소뿐만 아니라 양과 돼지를 포함한 가축 사육이다. 소와 양, 돼지 등 모든 가축 때문에 메탄양이 증가한다. 미국에서는 이른바 장의 발효(enteric fermentation)가 국내 메탄 배출량의 1/4을 차지한다. 천연가스와 석탄, 원유 생성 및 운송 과정에서 메탄 30%가, 부패한 식물로 가득한 쓰레기 매립지에서 17%가 더 생성된다.
 
온실가스가 미치는 영향을 확인할 때, 다음의 두 가지 사항을 주로 고려해야 한다. 분자가 얼마나 효율적으로 열에 갇혀있는 가와 대기 중에 얼마나 오래 존재하는가이다. 이산화탄소와 메탄과 같은 온실가스는 모두 효과적으로 열을 억제한다. 실제로 이산화탄소와 메탄 모두 열이 우주로 발산하는 것을 막아 지구에 서식하는 생명체 생성에 도움이 된다. 그러나 이산화탄소보다 메탄이 지구에 더 효과적으로 도움을 준다. 메탄을 연구한 뉴욕대학교 환경과학자인 매튜 헤이엑(Matthew Hayek) 박사는 “이산화탄소 분자는 탄소가 산소 원자 2개에 붙어 생성된다. 메탄 분자는 탄소가 수소 원자 4개에 붙으면서 생성된다. 또, 적외선을 받거나 흡수할 때 탄소와 수소가 결합하면서 진동을 형성하고 결과적으로 적외선을 다시 방출하는 방식이 다양하다”라고 설명했다.

환경방위기금 소속 기후과학자 겸 메탄 전문가인 티아니 선(Tianyi Sun) 박사는 “다량의 메탄이 처음 방출될 때, 방출된 메탄이 이산화탄소보다 100번 더 열을 가둘 수 있다”라며 헤이엑 박사의 설명에 동의했다. 다만, 선 박사는 메탄이 이산화탄소보다 더 빨리 사라진다는 사실을 가리켰다. 그는 “메탄은 약 10년간 존재한 뒤 사라진다”라고 말했다. 반면, 이산화탄소는 수백 년간 남아있다.

이산화탄소와 메탄이 자연적으로 생성될 때, 인간이 이산화탄소와 메탄 모두 지나치게 많이 배출하면서 대기를 떠돌아다니다 방사선에 흡수되고는 각각 다른 시간에 산화 작용을 통해 분해된다. 따라서 화산이 대기 중으로 이산화탄소를 방출하고, 습지가 서서히 메탄으로 가득 찬 상태가 되지만, 결과적으로 모두 사라진다. 대기는 균형이 잡힌 상태로 존재하면서 지구를 너무 덥지 않은 범위에서 따뜻한 상태로 유지하는 일종의 막을 생성한다.

방출된 이산화탄소와 메탄 덕분에 인류는 지구 온도 보호막을 두껍게 생성할 수 있었다. 현재 메탄은 1/4 수준의 지구 온난화 문제를 일으킨다. 그러나 상대적으로 빠른 분해 시간 덕분에 기후변화에 맞설 매력적인 수단이 된다. 선 박사는 “메탄은 인간이 배출량 감축에 나사면, 대기에 오랫동안 존재하지 않으므로 실제 대기 농도가 줄어드는 것을 볼 수 있다. 메탄은 이산화탄소와 매우 다르다”라고 말했다.

선 박사는 환경연구지(Environmental Research Letters)에 게재된 논문을 통해 메탄이 기후변화 퇴치에 가져올 잠재적인 효과를 수치로 제시했다. 원유와 가스 생성 도중과 농작물 비료 관리 향상 과정에서 방출되는 메탄양을 추산하는 등 기존의 기술을 활용해, 인류가 2030년까지 메탄 배출량을 절반 수준으로 줄일 수 있다고 계산했다. 선 박사는 “2000년대 중반까지 섭씨온도 상승 수준을 1/4 수준, 2000년대 말까지 50%가량 줄일 수 있다. 또, 단기적으로는 30%까지 지구 온난화 속도를 늦출 수 있다. 섭씨온도를 2도 낮추어 지구를 따뜻한 상태로 유지하는 것을 고려한다면, 매우 중요한 사실”이라고 말했다.

천연가스 누출 사업을 열심히 감시하는 것도 상대적으로 쉽게 시행할 수 있으며, 일부는 순 비용 없이 진행할 수 있다. 이에, 선 박사는 “별도로 비용을 지출하지 않더라도 향후 몇 년간 메탄 배출량을 1/4가량 감축할 수 있다. 이는 큰 장점이다”라고 전했다. (가짜 버거와 단백질 대체 식품이 육류의 시장 점유율을 줄이면서 메탄 배출량 감축에도 도움이 될 수 있다. 과학계도 가축의 트림을 줄일 목적으로 먹이 변형 실험을 진행 중이다.)

그러나 메탄이 생성되는 곳을 정확히 집어내는 것이 항상 파이프라인 유출처럼 쉽지는 않다. 메탄이 생성되는 곳 상당수가 생물학적이기 때문이다. 결국 지구는 기본적으로 메탄을 배출한다. 또, 가축 사육 농가와 같은 인위적인 메탄 생성지를 찾는 데 집중한다면, 최대 오염 원인을 말하기 어려울 것이다. 오염 수준과 메탄 생성 규모가 항상 일치하는 것은 아니기 때문이다. 동물의 소화기관 생물군계는 독특한 요소이며, 다른 방식으로 가스를 생성하기 때문에 가장 트림을 많이 하는 가축을 알아내기 어렵다. 그보다는 산업 과정에서의 메탄 배출을 감지하고 그 양을 계산하는 것이 훨씬 더 쉽다. 개인적으로 태우는 원유량을 알아낸다면, 자신이 방출하는 이산화탄소양도 함께 알게 될 것이다.

헤이엑 박사는 과학계에서는 상향식과 하향식이라는 두 가지 방법을 이용해 방출량을 수치화한다고 말한다. 두 가지 방법 모두 각각 단점이 있으므로 함께 사용하는 것이 중요하다. 하향식 방법은 돼지의 수를 집계하고 돼지의 일을 메탄 방출량 및 소모량 평균을 추산하는 모델을 활용한다. 그리고, 데이터를 이용해 집계된 배출량의 목록을 생성한다. (토양을 파면서 이산화탄소를 방출하는 야생 돼지의 탄소 비용을 계산하고자 하는 과학자도 이와 같은 방식을 사용한다) 헤이엑 박사는 “방출량 계산 목록에 확실하지 않은 요소가 많이 포함됐다”라고 말했다. 돼지 두 마리가 모두 똑같은 양을 방출하지 않는다.

따라서 과학계는 상향식 계산 방법도 함께 사용해, 대기 중 메탄양을 측정하고는 가스의 생성지를 판단하는 모델을 활용한다. 일례로, 중서부 지방의 특정 지역 내 메탄 생성지 위치를 찾아내고자 한다고 가정해보자. 동쪽에는 돼지 농가가 있고, 서쪽에는 원유 시추 작업이 이루어지는 곳이 있다고 함께 가정하자. 헤이엑 박사는 풍향 데이터와 대기 중 메탄양을 측정하는 센서가 있다면, 동쪽에서 바람이 부는 날에는 돼지 농가에서 메탄이 방출된 것을 알 수 있다고 말한다. 마찬가지로 서쪽에서 바람이 분다면, 원유와 가스 생성 도중 메탄이 방출된 것을 알 수 있다.

메탄 방출 계산으로 메탄 방출량 수치 목록을 두는 것은 트럼프 행정부가 그 중요성을 약화했으나 바이든 행정부가 이전과 같은 상태로 복원하고자 하는 원유 기업과 가스 기업의 환경 표준 설정에 매우 중요하다. 헤이엑 교수의 설명에 따르면, 메탄 방출지 수치화는 사회적, 정책적 의문점에 대한 정보를 제공하는 데도 도움이 된다. 원유와 가스 시추 작업을 중단하고자 하는가? 소고기 섭취를 중단하고자 하는가? 혹은 원유와 가스를 규제하고, 소의 메탄 방출량을 줄이고자 하는가?

물론, 마지막 단계는 더 극적이다. 화석연료를 아예 없애고 재생에너지로 대체하는 것이 마지막 단계이다. 장기적으로 서서히 이루어지는 과정이지만, 선 박사는 즉시 메탄 방출을 대대적으로 억제할 예외적인 기회를 지니고 있다고 말한다.

선 박사는 “메탄 방출량 관리는 지금 당장 인류가 해야 할 일이다. 인간은 메탄 방출량 관리법을 이미 알고 있다”라고 주장했다.

** 위 기사는 와이어드US(WIRED.com)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)

<기사원문>
If You Want to Tackle Climate Change, Start With Methane