이번 칼럼에서는 지구온난화(global warming)로 인한 북극과 남극에서의 심각한 변화들과 이로 인한 지구의 위기들을 살펴보고자 한다. 지구온난화는 장기간에 걸쳐 지구 표면의 평균 기온이 상승하는 것을 의미하며, 오존층 파괴와 환경호르몬과 더불어 세계 3대 환경문제로 등장한 지 오래되었다. 지구온난화의 주요 원인은 인간 활동으로 인해 대기 중에 이산화탄소(CO2)를 포함하는 온실가스가 증가하기 때문으로 알려져 있다. 북극과 남극은 지구온난화의 주요 피해지역으로 알려져 있으며, 여러 가지 심각한 변화들이 발생하고 있다.
북극의 위기
북극은 남극과 다르게 땅이 아니라 바다이다. 북극권은 북극해를 중심으로 러시아, 캐나다, 그린란드 등 인근 대륙으로 둘러싸인 바다로 이루어져 있다. 북극에서는 영유권이 금지된 남극과 다르게 영유권을 가지고 있는 미국, 러시아, 캐나다, 그린란드(덴마크 자치령), 핀란드, 스웨덴, 노르웨이, 아이슬란드 등 북극권 8개국의 자원개발 경쟁이 치열하다. 북극에서 잡히는 수산 어획량은 세계의 40%를 차지하고 있으며, 천연가스 매장량도 세계의 25%가 있는 것으로 추정되고 있다.
북극의 연평균 기온은 영하 30℃ 내외이다. 북극은 북극 바다가 얼어서 이루어진 거대한 얼음덩어리로 이루어져 있다. 지구온난화로 인해 북극의 기온이 올라가면서 북극의 바다 얼음은 얼어있는 기간이 짧아지고 면적도 감소하고 있다. 1984년을 기준으로 북극의 바다 얼음은 3/4이 사라졌으며, 2030년 여름에는 북극의 바다 얼음이 완전히 사라질 것으로 예상된다.
북극의 바다 얼음 위에서 살아가는 북극곰에게도 나쁜 영향이 나타나고 있다. 바다 얼음이 줄어들면 북극곰은 바다표범과 같은 먹이를 잡아먹기가 어려워져서 생존율도 감소하고 있다. 북극곰의 크기는 작아지고 있으며, 서식지는 더 북쪽으로 올라가며, 원주민들도 사냥이 점점 더 힘들어지고 있다. 북극곰은 2008년 멸종위기종으로 지정되었다.
남극의 위기
남극은 바다로 둘러싸여 있으며, 지구 전체 땅의 1/10 크기인 거대한 대륙이다. 남극대륙의 크기는 약 1,360만 km2이며, 호주 대륙보다도 더 크며, 한반도의 약 60배 크기이다. 남극대륙에는 천연가스와 석탄과 석유 등 많은 지하자원이 매장되어 있다. 남극은 너무 추워서 지구에서 유일하게 사람이 살지 않는 영유권이 금지된 대륙이다. 남극조약은 남극의 평화적 이용, 과학조사와 교류의 허용, 영유권 주장 금지, 군사 행동의 금지 등의 내용을 담고 있다. 남극조약은 미국과 소련을 비롯한 12개국이 1959년 12월 1일 서명하였고, 1961년 6월 23일부터 발효되었다. 우리나라도 1986년 남극조약에 가입하였고, 1988년 세종과학기지와 2014년 장보고과학기지를 설치하여 운영하고 있다.
남극의 연평균 기온은 영하 55℃이며, 북극보다도 훨씬 더 춥다. 남극대륙 위에는 평균 두께가 2000m인 거대한 남극 빙하가 덮여 있으며, 남극의 빙하는 지구 전체 빙하 면적의 약 86%를 차지하고 있다. 또한 남극대륙 주위는 바다 얼음으로 둘러싸여 있다. 남극은 겨울과 여름만 존재하며, 3월부터 10월까지 2/3에 해당하는 8개월이 겨울이다. 남극의 바다 얼음 면적은 2023년 약 192km2이며, 지구 온난화로 5년 전과 비교시 우리나라 2배 면적이 녹아서 사라지고 있다.
남극 상태계의 지표이기도 한 펭귄은 북극곰과 더불어 지구온난화로 인한 피해를 가장 많이 받고 있는 동물이다. 지구온난화가 진행되면서 남극에는 눈보다 비가 내리는 날이 많아졌다. 혹한에서의 폭우는 방수기능이 없는 털을 가진 새끼 펭귄들에게는 큰 위협이다. 또한, 펭귄들의 주요 먹이인 크릴새우의 감소 역시 펭귄 수 감소의 큰 이유이다. 어린 크릴새우는 바다 빙산에 붙어 사는 말류를 먹고 사는데, 빙하가 녹으면서 말류가 크게 감소하여 크릴새우도 감소하고 있다. 남극 펭귄은 현재 총 17종 중 11종이 멸종위기종이나 취약종으로 지정된 상태이다.
지구 해수면의 상승
지구온난화로 북극과 남극의 얼음이 녹으면, 필연적으로 지구 해수면의 상승이 초래된다. 북극권에서는 지구온난화로 인하여 하루 60억 톤의 얼음이 녹고 있다. 지구 전체 빙하 면적의 약 86%를 차지하고 있는 남극 빙하는 해수면 상승의 결정적 마지노선이 될 것이다. 기후과학자들은 해수면 상승 시뮬레이터를 통해 다양한 연구들을 수행하고 있다. 빙하의 높이가 1m 낮아진다면 해수면은 3cm가 높아진다. 평균두께가 2000m인 남극의 빙하가 모두 녹는다면 지구 해수면은 약 57m 상승한다. 1년에 평균 3mm의 지구 해수면이 상승하고 있으며, 지구온난화로 얼음이 녹는 속도가 점점 더 빨라지고 있다. 인도양의 몰디브와 남태평양의 투발루는 이미 침수되고 있는 대표적인 섬나라들이다. 지구 해수면이 7m 이상 상승하면, 전세계 대부분의 해안에 위치한 도시들은 침수가 예상된다.
북반구의 초강력 한파와 폭염
북극권의 차가운 공기와 북반구 저위도의 따뜻한 공기 사이에는 제트기류(jet stream)가 존재한다. 제트기류는 지상 9~10km 높이에서 서쪽에서 동쪽으로 시속 100~250km 속도로 빠르게 분다. 제트기류는 북극권의 차가운 공기를 가두어 두는 바람장막 역할을 한다. 북극권의 온난화로 제트기류가 약해지면서 바람장막 역할을 못하게 되면, 북반구에는 초강력 한파와 폭염 등 기상이변이 빈번하게 발생하게 된다. 2024년 1월 5일 현재 북유럽에는 영하 40℃ 아래로 내려가는 25년 만에 기록적인 초강력 한파가 닥쳐왔다. 노르웨이 북부지역은 영하 43.5℃로 내려갔고, 스웨덴 북부는 영하 43.8℃까지 내려갔다. 같은 기간 서유럽 국가들은 한겨울에도 수일간의 폭우로 물난리가 났다. 영국은 300여 지역에 홍수주의보를 발령하였고, 독일과 프랑스에는 하천과 댐 범람 우려로 휴교령이 내려졌다. 한편, 지난 2023년 7월에는 스페인과 포르투갈 등 서유럽과 아프리카 등지에서 50℃를 넘나드는 재앙적인 폭염이 이어지면서 수많은 사상자가 발생하기도 하였다.
이상에서 보듯이 지구온난화로 인한 남극과 북극에서의 심각한 변화들은 지구 전체의 열에너지 불균형을 초래하면서 이미 인류의 위기로 다가오고 있다. 하얀 빙하들은 북극과 남극에 내리쬐는 태양빛을 반사하는 역할을 하는데, 빙하가 녹아서 검푸른 바닷물로 변하면 태양빛은 오히려 흡수가 되므로 극지방의 온난화는 가속화될 것이다. 파리협약은 2020년 만료된 교토의정서를 대체하여 2021년 1월부터 적용되고 있는 기후변화협약으로서, 선진국에만 온실가스 감축 의무를 부여했던 교토의정서와 달리 195개 당사국 모두에게 구속력이 있다. 파리협약에서는 장기목표로 산업화 이전 대비 지구 지표면의 평균 기온 상승을 1.5℃ 이하로 제한하기로 합의했으며, 북극과 남극을 포함한 지구의 재앙을 막으려면 모든 국가가 파리기후협약을 반드시 지켜야 한다. 그러나 전 세계가 2050년까지 ‘온실가스 배출 순제로(zero)’를 달성하는 시나리오에서도 지구온도는 1.5도 이상 오를 것으로 전문가들은 예상한다. 지구온도가 3℃ 오르는 시점도 기존 2100년에서 2060년경으로 40년 앞당겨졌다. 이 때문에 인류는 파리기후협약보다 더 강력한 탄소 배출 규제를 도입해야 한다.
조태식 경북대 에너지 신소재·화학공학부 교수
