아이가 “심심해~”를 외치며 꽁무니를 따라다닌다고요? 일기쓰기 숙제를 해야 하는데 ‘마트에 다녀왔다’만 쓴다고요? 무한고민하는 대한민국 부모님들을 위해 '소년중앙'이 준비했습니다. 이번 주말 아이랑 뭘 할까, 고민은 ‘아이랑GO’에 맡겨주세요. 이번 주말엔 여름 폭염·장마 등을 부르는 탄소와 기후위기에 대해 알아보는 시간을 갖는 건 어떨까요.
탄소에 대한 이해를 기반으로 탄소중립 사회로 가기 위한 방법을 알아보기 위해 소중 학생기자단이 국립과천과학관 ‘탄소C그널’ 전시를 찾았다. ‘그린카본’ 숲 앞에서 대표적인 온실가스로 꼽히는 이산화탄소(CO2)를 표현해 본 김태연·이예준·박서현(왼쪽부터) 학생모델.
국립과천과학관 ‘탄소C그널’
온실가스, 하면 대표적으로 이산화탄소를 꼽는다. 온실가스로 인한 지구온난화로 전 지구적 이상기후가 나타나기 시작하며 탄소는 흔히 지구온난화의 주범이라고 하지만, 사실 탄소는 그 이전에 지구 생태계에서 다양한 역할을 맡고 있다. 이러한 탄소에 대해 정확한 이해를 기반으로 탄소중립 사회로 가기 위한 방향을 제시하는 전시가 있어 소중 학생기자단이 국립과천과학관을 찾았다.
전시를 기획한 양회정 연구관은 “이산화탄소에 대해 부정적 인식이 많은 편”이라며 전시 취지를 설명했다. “덕분에 기후위기 관련 전시하면 인류 멸망이 얼마 안 남았다며 우는 어린이도 나오곤 해요. 사실 대기 중 이산화탄소는 우리 인간의 잘못으로 탄소순환시스템의 균형이 무너지며 많아졌는데요. 왜 이산화탄소, 즉 탄소만 못된 아이 취급을 받는지 알아보고 탄소의 시점에서 메시지를 주고 싶어 탄소의 정의부터 탄소중립을 이루는 근본적인 해결책까지 담아 관람객에게 알리고자 3년에 걸쳐 준비했습니다.”
플라스틱 등 탄소 기반 물질로 이루어진 다양한 물건으로 '탄소 행성'임을 표현한 우유상자 지구 앞에 선 소중 학생기자단.
전시장 입구부터 녹색 우유상자들이 벽과 통로를 이룬다. 이 우유상자들은 전시가 끝나면 재활용된다. 벽에 걸린 패널 역시 목재펄프와 종이로 만든 친환경 소재 허니콤보드며, 보드 위 글씨도 잉크량을 35% 정도 줄이는 에코글꼴로 인쇄됐다. 또 보드를 설치한 조립식 벽체나 비계 구조물 등도 다 재사용할 수 있다. 전시 자체도 콘셉트에 맞춰 탄소중립을 최대한 실천하도록 꾸민 것이다.
그럼 문제의 탄소는 어디에서 왔을까. 궁금해하는 소중 학생기자단 앞에 영상 하나가 떠올랐다. 빅뱅 후 우주에서 수소와 헬륨이 만들어지고 별이 된 다음, 별 내부의 핵융합 반응으로 탄소가 만들어졌으며, 초신성 폭발로 별이 붕괴하면서 우주 공간에 흩어졌다는 내용이다. 이후 원시지구가 만들어질 때 인력작용으로 모인 탄소는 지구를 구성하는 물질이 됐다.
“여러분이 흔히 쓰는 연필심 재료인 흑연부터 보석인 다이아몬드 등을 이루며, 우리가 마시는 공기, 흙과 암석, 석탄과 석유, 바닷물뿐 아니라 인간을 비롯한 모든 생명체에도 들어있고, 인간이 만든 수많은 물건에도 탄소가 있어요.”
탄소의 구조
양 연구관은 구조도를 가리키며 탄소의 특별한 성질에 관해 설명했다. “탄소는 원자핵과 6개의 전자로 이루어졌어요. 전자는 첫째 껍질에 2개, 둘째 껍질에 4개가 있는데, 둘째 껍질에는 8개까지 채울 수 있죠. 그래서 탄소는 근처 원자와 전자를 공유하는 식으로 계속 4개의 빈자리를 채워 안정화하려고 해요. 이러한 공유결합을 통해 탄소는 2000만 종 이상의 화합물을 만들 수 있습니다. 탄소 원자로만 결합한 경우는 탄소동소체라고 해요.”
수많은 탄소 화합물 중 일부는 녹색 우유상자로 만든 지구 위에 전시됐다. 석유 추출물에서 비롯한 플라스틱 등 익숙한 생필품 사이에선 세상을 이루는 탄소에 관한 영상을 볼 수 있다. 이를 통해 자연적으로 탄생한 탄소의 기원과 특징을 알고, 우리 몸을 이루는 단백질·지방·근육 조직에도 탄소가 함유돼 탄소가 없으면 대부분의 생명체는 형태를 잃게 된다는 사실과, 특별한 공유결합 능력 덕분에 지구는 탄소 행성이며, 석유를 기반으로 하는 현대 문명은 탄소 문명이라고 하기에 손색없다는 사실을 이해할 수 있다.
양회정(맨 왼쪽) 연구관이 소중 학생기자단에게 롤링볼 작품으로 표현한 지구 생태계 탄소순환시스템의 균형과 불균형에 대해 설명했다.
지구를 구성하는 핵심요소인 탄소는 왜 문제아 취급을 받게 됐을까. “사실 지금 이산화탄소는 대기 중에 1%도 안 된다”고 말한 양 연구관은 “원시지구 대기의 95%를 차지하던 이산화탄소는 탄소순환시스템을 통해 안정되며 약 0.04%가 됐다. 현재는 0.14% 정도로 늘었는데, 1857년 산업혁명 이후 급증한 화석연료 사용으로 인위적으로 발생한 온실가스 중 80% 이상을 차지한다”고 설명했다. 탄소가 대기(기권)와 땅(암권), 바다(수권), 생물체(생물권) 사이에서 형태를 바꿔가며 돌고 도는 탄소순환시스템은 약 46억 년이라는 지구의 지질시대를 거치며 배출량과 흡수량이 균형을 이루게 만들어졌다. 그런데 산업화로 인해 화석연료를 엄청나게 쓰면서 지구 내부에 저장됐던 탄소가 기권으로 대량 배출되며 탄소순환시스템이 무너지게 된 것이다.
이산화탄소 농도가 계속 증가하고 있다는 걸 최초로 밝힌 건 찰스 데이비드 킬링과 아들 랠프 킬링 박사가 1958년부터 지금까지 하와이의 마우나로아에서 대를 이어 만들고 있는 ‘킬링 곡선’이다. “킬링곡선은 대기 중 이산화탄소 농도가 지구 기후에 미치는 영향을 정량화하기 시작했다는 점에서 의의가 있습니다. 건강한 지구 상태를 유지하기 위한 이산화탄소 농도는 350ppm 수준인데 킬링곡선을 보면 1958년 313ppm에서 현재 인류가 경험하지 못한 400ppm을 넘었음을 알 수 있죠.” 탄소량의 변화는 빙하를 통해서도 알 수 있다. 빙하 속에는 얼음이 만들어진 당시의 공기가 방울 상태로 갇혀 있어 이를 추출해 먼 옛날 대기의 이산화탄소 농도를 알 수 있기 때문이다.
소중 학생기자단이 기후 위기 현상에 악영향을 미치는 숲·영구동토층·반사율의 기후되먹임 루프 영상을 보고 있다.
대기 중 탄소 농도의 증가는 ‘기후되먹임 루프’를 통해 기후위기 현상에 부정적인 영향을 미친다. 숲·영구동토층·반사율의 기후되먹임 루프 영상이 이해를 돕는다. 반사율을 예를 들면, 화석연료로 인한 탄소 배출로 해수의 수온이 상승하면 빙하가 녹고, 해수면이 상승하면서 빙하가 점점 더 녹고, 해수의 수온이 더 상승하는 루프가 계속되는 거다. 온실효과로 인한 지구 평균기온 상승 정도는 가열화줄무늬로도 시각화됐다. 영국의 레딩대학교 기후과학자 에드 호킨스가 개발한 가열화줄무늬는 1줄이 1년을 뜻하며 전체 기간의 평균 기온 대비 해당 연도의 평균 기온을 색으로 나타냈다. 푸른색은 평균보다 추운 해고 붉은색은 더운 해다. 갈수록 진해진 빨간 줄무늬는 뜨거워지는 지구의 심각성을 한눈에 보여준다.
탄소가 뭔지 알아보고, 어떻게 문제가 발생했는지 살폈으니 이제 해법을 논할 차례다. ‘우리가 찾은 해법’ 존에서는 먼저 지구의 탄소를 흡수하는 자연 시스템인 ‘그린카본’과 ‘블루카본’을 소개한다. 육상 생태계에서 식물이 광합성으로 탄소를 흡수하는 ‘그린카본’ 공간에는 관람객이 일상생활을 하면서 방출하는 탄소의 양을 나무의 숫자로 알아보는 탄소나무계산기, 증강현실(AR) 영상 등이 마련됐다.
전시에서는 고래를 블루카본 히어로로 지목했다. 대왕고래는 살아있는 동안 33톤의 이산화탄소를 흡수하며, 죽은 뒤 탄소를 품은 채로 해저에 가라앉아 해양 생태계의 탄소순환을 상징한다.
맞은편 블루카본에는 거대한 고래가 헤엄치는 키네틱아트와 다양한 해양생물이 전시됐다. “대왕고래는 살아있는 동안 33톤의 이산화탄소를 흡수해 ‘바닷속 나무’라고 불려요. 죽은 뒤엔 탄소를 품은 채로 해저에 가라앉아 탄소를 격리해 해양 생태계의 탄소순환을 상징하죠.” 여기에 산호초와 식물플랑크톤이 잠재적 블루카본으로 꼽히고, 맹그로브 숲, 염습지, 해중림(잘피림)은 현재 블루카본에 해당한다.
“대기로 배출된 이산화탄소의 50%는 대기에 남아있고, 30%는 해양에서, 20%는 육상에서 흡수돼요. 그린카본·블루카본은 자연 속 탄소 저장고라고 할 수 있죠. 이들을 보호하지 않고 파괴하면 탄소는 대기 중으로 가게 되고, 온실효과가 가중되면서 기후위기는 더 심화하겠죠.”
‘탄소C그널’ 전시에서는 탄소와 탄소순환시스템에 대해 재미있게 알 수 있는 게임을 마련했다. ‘세상을 돌고 도는 탄소C’ 게임에 참여한 소중 학생기자단.
양 연구관은 이어 과학기술로 탄생한 탄소 포집·이용·저장 기술(CCUS·Carbon Capture, Utilization and Storage)을 소개했다. 각각 여러 물질이 혼합된 가스 중 이산화탄소만 포집·분리하는 기술, 포집된 이산화탄소를 화학적·생물학적으로 전환해 시장가치가 있는 제품 원료로 이용하는 기술, 포집된 이산화탄소를 지중·해저 등에 저장하는 기술을 말한다. 전시에서는 한국에너지기술연구원에서 독자 개발한 이산화탄소 포집용 고성능 흡수제 키어졸을 활용한 습식 탄소 포집 기술을 볼 수 있다.
인간의 활동으로 배출되는 탄소는 최대한 줄이고, 배출된 탄소는 그린카본·블루카본이 흡수하거나 CCUS로 제거해 실질적인 탄소 배출량을 0으로 만드는 것을 탄소중립이라고 한다. “개인 또는 단체가 직·간접적으로 발생하는 온실가스의 총량을 탄소발자국이라고 하는데요. 탄소발자국을 줄이는 최선책은 자동차를 이용하지 않는 거예요. 영국 리즈대학 연구팀이 7000여 건의 기존 연구결과를 분석해 2022년 1월 ‘환경연구보’에 개인이 탄소발자국을 남기지 않는 최선의 방법 10가지를 발표한 결과죠. 자동차를 이용하지 않으면 1인당 연간 2.04톤의 이산화탄소를 줄일 수 있다고 해요.”
국립과천과학관 ‘탄소C그널’ 전시를 찾은 소중 학생기자단이 양회정(맨 왼쪽) 연구관과 인터뷰한 뒤 탄소중립에 도달하기 위해 생활 속 실천을 다짐했다.
전시는 마지막으로 탄소와의 동행을 제안한다. 썩지 않는 플라스틱은 바람·물·태양열 등에 의해 풍화작용을 겪거나 녹아 주변의 자연물과 엉겨 붙으며 플라스틱 돌멩이(암석)이라고 부르는 ‘플라스티글로머레이트’가 됐다. 이 새로운 돌멩이(뉴락·New Rock)는 인류의 흔적으로써 지질시대를 나타내는 지표가 될 수 있다. 양 연구관은 “이미 해양생물들은 뉴락에 서식하는 등 탄소와 함께 살고있다”고 귀띔했죠. “지금부터 탄소를 저감해도 본격적으로 화석연료를 이용하며 탄소를 배출하기 시작한 산업혁명 이전으로 되돌아갈 수는 없어요. 이제 탄소는 우리와 동행해야 할 친구라는 뜻입니다. 근본적인 해결책은 이미 나왔어요. 여러분이 일상생활에서 탄소중립에 도달하기 위한 행동을 실천하는 것으로 이어질 수 있으면 좋겠습니다.”
플라스틱 돌멩이라고 불리는 '플라스티글로머레이트'를 모은 전시물 '뉴락' 앞에 선 소중 학생기자단. 이 새로운 돌멩이는 인류의 흔적으로써 지질시대를 나타내는 지표가 될 수 있다.
탄소C그널
장소: 경기도 과천시 상하벌로 110 국립과천과학관 기획전시실
관람 시간: 오전 9시 30분~오후 5시 30분(발권 마감: 오후 4시 30분, 매주 월요일 휴무)
관람료: 어른 4000원, 어린이·청소년 2000원
해설 안내: 1회(오후 1시 30분~2시)/20명 내외 현장접수 ※단체해설 문의: 02-509-6903
탄소중립 생활 실천수칙 가정편
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