◆ 제각각 다른 계산법의 한계

모두 다 알다시피, 지구는 무한하지 않습니다. 인간의 다양한 활동으로 발생하는, 일정 수준을 넘는 오염은 지구의 기후와 생태계에 명백한 위협입니다.

과학자들은 이를 막기 위해 '플래니터리 바운더리(Planetary Boundaries)'라는 지구 안전선을 제시해 왔습니다. 이는 인류 활동이 지구 시스템에 가할 수 있는 압력을 '정량화'해 안정 상태를 유지하기 위한 '안전 작동 한계'를 제시하기 위함입니다.

하지만 현재 평가는 지구가 지탱할 수 있는 기후변화의 한계를 대기 중 CO₂ 농도, 복사 강제력(radiative forcing), 전 지구 평균 기온 상승 등 누적 축적을 반영하는 '저량(stock)' 지표로 정의하고 있습니다. 반면 질소·인 등 바이오지오케미스트리 오염의 한계는 환경에 방출되는 연간 오염량과 같은 '유량(flow)' 지표로 정의합니다.

다시 얘기하면, 기후변화를 야기할 수 있는 요인들 간의 비교 방식이 일치하지 않고 있는 건데, 이는 경계 간 상대적 위험 수준의 측정을 왜곡할 수 있다는 문제점을 가지고 있습니다. 서로 다른 잣대를 사용하다 보니 어떤 문제가 더 심각한지 공정하게 비교하기 어렵다는 겁니다.

◆ 충격적인 결과.."이미 두 배 넘었다"

KAIST 연구진이 기후변화와 질소 오염을 동일한 '유량 기반 지표'로 재정의해 같은 기준으로 다시 계산한 결과값을 내놨습니다.

KAIST 녹색성장지속가능대학원 전해원 교수는 미국 에너지부 산하 태평양북서부국립연구소(PNNL)의 폴 울프람(Paul Wolfram) 박사팀과 공동 연구를 통해, 이산화탄소 배출 한계를 기존의 '탄소 총량(저량, stock)' 기준에서 질소·인 오염과 같은 '연간 배출량(유량, flow)' 기준으로 재산정했습니다.

연구팀은 남아 있는 전 지구 탄소 예산과 미래 탄소 제거 가능량을 바탕으로, 지구 평균 온도 상승을 1.5°C 이내로 제한하는 데 부합하는 '연간 CO₂배출량'을 새로운 기후변화의 한계선의 기준으로 제시했습니다.

쉽게 말하면, 지구 평균 온도 상승을 1.5°C 이내로 제한하는 조건에 맞춰 분석을 진행한 건데, 그 결과 지구가 감당할 수 있는 연간 CO₂ 배출 한계는 약 '4~17기가톤(Gt CO₂/년)'으로 나타났습니다.

그러나 현재 인류의 연간 배출량은 약 '37기가톤(Gt CO₂/년)'에 달하고 있습니다. 연구팀의 계산에 의하면, 이는 지구의 안전 작동 범위를 두 배 이상 초과한 수준인 겁니다.

◆ "통합적 전략 수립 필요"

전해원 교수는 "탄소 배출을 질소 오염과 같은 기준으로 비교하면 기후변화의 심각성이 훨씬 더 분명하게 드러난다"며 "이번 연구는 서로 다른 환경 문제를 동일한 기준에서 바라볼 수 있게 해 정책 우선순위를 보다 명확히 정하는 데 기여할 것"이라고 말했습니다.

이어 "탄소와 질소·인 오염을 함께 고려한 통합적 전략 수립의 필요성도 더욱 커지고 있다"며 "전 세계적인 탈탄소화 노력을 한층 더 가속해야 한다"고 강조했습니다.

이번 연구는 전해원 교수와 폴 울프람(Paul Wolfram) 박사가 공동 교신으로 총괄했으며, 미국 PNNL 연구원 하싼 니아지(Hassan Niazi)와 페이지 카일(Page Kyle) 등이 공동연구에 참여했습니다. 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 서스테인어빌리티(Nature Sustainability)'에 2월 16일 자로 게재됐습니다.
※ 논문명: Ensuring consistency between biogeochemical planetary boundaries, DOI: https://doi.org/10.1038/s41893-026-01770-6

한편, 전 교수는 3월 5일 자로 사이언스(Science) 기고문 '지구 기후의 안정화를 위한 36가지 방법'에서 지난 20년간의 기후테크 발전을 재조명했습니다. 인류가 필요한 기술을 상당 부분 보유하고 있었음에도 충분히 빠르게 적용하지 못해 기후위기가 심화됐다고 지적했으며 탄소중립 달성을 위해 탈탄소화 속도를 더욱 높여야 한다고 강조했습니다.

※ 기고문: Thirty-six solutions to stabilize Earth’s climate