지구에 꼭 필요하지만 넘치면 곤란한 탄소,

인류의 지속을 위해 우리가 할 일은 무엇일까? : 탄소 중립

탄소는 어떤 물질일까?

대기 속 탄소는 왜 증가할까?

정말 탄소가 지구 온난화를 일으켰을까?

탄소 배출을 줄이려면 어떻게 해야 할까?

탄소 중립은 무엇일까?

탄소는 왜 인류 문명의 문제아가 되었을까?

탄소는 원자번호 6번인 원소예요. 우주에 존재하는 원소 중에서 수소와 헬륨, 산소 다음으로 많은 원소지요. 인류는 아주 오래전부터 탄소와 친하게 지냈어요. 숯불 구이를 할 때 쓰는 숯도 탄소 화합물, 우리 주변에 넘쳐 나는 플라스틱도 탄소 화합물이고, 우리가 글씨를 쓸 때 사용하는 연필의 재료 흑연도 탄소로 이루어진 물질이에요. 우리가 꼭 먹어야 하는 탄수화물, 단백질, 지방 같은 영양소도 탄소 화합물이에요. 귀한 보석 다이아몬드도 탄소로 이루어진 물질이고요.

그런데 이런 탄소가 최근 뉴스에 많이 등장하고 있어요. 세계가 ‘탄소 중립’을 위해 힘쓰고 있다는 뉴스지요. 세계는 날마다 공장을 가동하고, 발전기를 돌리고 자동차를 움직이기 위해서 석유와 석탄 같은 화석 연료를 태우는데, 이때 이산화탄소가 나와요. 이산화탄소는 지구의 온실 효과에 큰 영향을 주는데, 산업 혁명 이후로 인류는 어마어마한 이산화탄소를 만들어 내고 있지요. 지구의 평균 기온은 산업 혁명 이후 2℃ 가까이 올랐고 이 때문에 많은 자연재해도 일어나고 있어요. 이대로 두었다가는 인류는 지구에서 살 곳이 없어질지도 몰라요. 그래서 지금 전 세계가 한마음으로 탄소 중립을 외치고 있지요. 탄소 중립은 이산화탄소를 배출한 만큼 이를 흡수하는 대책을 세워 탄소 배출량을 0으로 만들자는 거예요. 

《궁금했어, 탄소 중립》은 탄소가 무엇인지부터 탄소가 왜 지금 문제가 되고 있는지, 기후 변화와 탄소는 어떤 관련이 있는지, 지구 온난화를 어떻게 막을 수 있으며 탄소를 줄이기 위해서는 어떻게 해야 하는지를 10대의 눈높이에서 살펴보는 교양 도서예요. 탄소가 문제라는 것은 알지만 ‘왜’ 문제인지는 제대로 설명하지 못하는 10대에게 화학, 생물 등 과학 지식은 물론 지구 환경과 산업, 우리 사회를 이해하는 데 큰 도움이 될 거예요.

탄소는 어떻게 지구의 생명을 책임져 왔을까?

탄소를 누가 처음 발견했는지는 알려지지 않았어요. 아주 오래전에 발견되었다고 짐작할 뿐이죠. 탄소는 생명과 관련이 큰 물질이에요. 생명이 만든 물질로 알려진 ‘유기물’에서는 모두 탄소가 발견되거든요. 이산화탄소를 이용해 광합성을 한 식물은 탄소를 몸에 저장하고, 그 식물을 초식 동물이 먹고, 그 동물을 다시 육식 동물이 먹으면서 탄소가 이동하기 때문이지요. 결국 식물이 광합성으로 만든 탄소 화합물이 지구의 생명이 살아가게 하는 바탕이 되는 거죠. 

탄소는 다른 원소와 결합해 모양을 바꿀 뿐 지구의 대기나 땅속, 바다 등 어디든 존재해요. 공기 중의 탄소는 수증기가 비가 되어 내릴 때 같이 땅으로 떨어져 스며들거나 바다로 흘러가고 다시 증발해서 대기 중으로 돌아가요. 또 식물의 광합성에 쓰였다가 동물의 사체와 함께 땅속에서 분해되기도 하죠. 이것을 탄소 순환이라고 해요.

이렇게 생명체에 중요한 원소인 탄소를 줄여야 한다는 것은 대기 중의 탄소를 줄여야 한다는 말이에요. 탄소가 공기 중의 산소와 결합해 이산화탄소가 되기 때문이에요. 대기 중의 이산화탄소가 지구의 더운 공기가 빠져나가지 못하게 막음으로써 온실 효과를 일으키고 지구의 기온을 올리는 거죠. 그런데 이산화탄소가 너무 많아져서 온실 효과가 지나치게 커진 것이 문제예요. 지구 온난화가 탄소 때문이냐 아니냐에 대해서는 논란이 많았지만 그동안의 연구 결과에 따라, 인간의 활동이 탄소를 늘리고 기후 변화에 영향을 미쳤다고 최종적으로 결론을 내렸어요.

내일은 늦다. 지금 당장 시작하자!

지나친 탄소 배출로 인한 지구 온난화는 지구의 겉모습도 바꾸고 있어요. 지구 곳곳을 너무 덥거나 춥게, 비가 너무 많이 오거나 너무 적게 오게 만들죠. 극지방의 빙하가 녹고, 생물이 풍부했던 초원은 사막이 되어요. 해수면의 높이가 올라가면서 삶의 터전이 물에 잠긴 기후 난민, 오래 비가 오지 않아 삶의 터전이 사막이 된 기후 난민 들도 생겼어요. 또 영구 동토층의 땅을 녹이면서 그 안에 묻혀 있던 탄소와 메테인이 빠져나오고 있지요. 그러면 지구 온난화는 더 심해지고요. 지구 온난화는 지구의 모습과 환경은 물론 생태계에 큰 변화를 가져와요. 인간뿐 아니라 생물의 대멸종을 불러올 수도 있어요. 국제 사회는 ‘도쿄 의정서’를 거쳐 ‘파리 협정’을 맺으면서 온실가스의 배출을 줄이기 위해 노력하고 있어요. 우리나라도 2019년 탄소 중립을 선언하고, 탄소 배출을 줄이기 위해 노력 중이에요. 통계와 수치를 보면 너무 늦었다고 생각할 수도 있지만, 낙담할 때가 아니에요. 지금 당장 우리가 할 수 있는 일을 시작하면 돼요. 

성균관대학교 생명과학과를 졸업하고, 출판사에서 편집자로 일했습니다. 현재는 글을 쓰고 만화를 그리는 프리랜서 작가로 활동 중입니다. 주요 작품으로 《코딩맨 어드벤처》 《만화경제기사 따라잡기》 《환상 특급 체험》 《만화 통세계사》 《Why? 인공 지능》 《Why? 미래 에너지》 《궁금했어, 생명 과학》 등이 있으며, 〈사이언스타임즈〉의 객원기자로 <만화로 푸는 과학 궁금증>을 연재했습니다. 

서양화를 공부하고 지금은 일러스트레이터로 활동하고 있습니다. 어떤 세상을 그리게 될지 항상 기대되고 행복합니다. 《궁금했어, 탄소 중립》 《카메라 렌즈로 날아든 새들》 《어, 지금 땅 움직였지?》 등에 그림을 그렸습니다.

‘탄소 제로!’, ‘탄소 중립!’

뉴스를 보면 쉽게 들을 수 있는 말이야. 탄소 중립은 이산화탄소를 배출한 만큼 이를 흡수하는 대책을 세워 탄소 배출량을 0으로 만들자는 뜻이지. 결국 탄소 배출을 줄이자는 거야. 탄소 배출은 이제 우리 사회에서 누구도 무시할 수 없는 아주 중요한 문제가 되었거든.  - 본문 9쪽에서

바닷물은 대기에 있는 이산화탄소를 흡수하기도 하고 이산화탄소를 대기로 배출하기도 해. 이렇게 대기와 바다 사이에서 탄소가 이동하는데, 이동 방향은 바닷물과 대기의 이산화탄소 농도 차이로 결정돼. 대기의 이산화탄소 농도가 바닷물 표면의 이산화탄소 농도보다 높으면 대기에 있는 이산화탄소가 바닷물로 녹아 들어가고, 반대로 바닷물 표면의 이산화탄소 농도가 높으면 바닷물이 대기로 이산화탄소를 내보내지.  - 본문 25쪽에서

북극은 산업 혁명 이전보다 기온이 4℃ 정도 올랐어. 산업 혁명 이후 지구 평균 기온의 변화보다 4배나 높아. 북극 기온이 지구 평균 기온보다 빠르게 오른 이유는 태양 복사 에너지를 반사하는 바다 얼음이 줄었기 때문이야. 바다 얼음이 사라진 북극 바다는 태양복사 에너지를 더 많이 흡수해 바닷물 온도를 오르게 하지. 그에 따라 바다 얼음은 더 많이 녹는 악순환이 되풀이되고 있어.  - 본문 73쪽에서

지구 온난화로 과거보다 꽃 피는 시기가 앞당겨지면서 일어나는 문제도 있어. 식물의 꽃 피는 시기가 달라지면 꽃가루를 옮기는 곤충의 활동 시기와 맞지 않을 수 있거든. 꽃은 빨리 피었는데 벌이나 나비와 같은 곤충이 아직 겨울잠에서 깨어나지 않았다면 어떻게 될까? 곤충이 꽃가루를 옮겨야 식물은 씨앗을 만들 수 있어. 꽃가루를 옮기는 곤충들이 꽃을 만나지 못하면 결국 씨앗을 맺지 못해 후손을 남기지 못하고 사라지는 식물이 많아질 거야. 그러면 지구 생태계에 큰 문제가 일어나겠지.  - 본문 82쪽에서

전문가들은 이렇게 새로운 감염병이 발생하는 근본 원인을 기후 변화에서 찾기도 해. 지구 온난화로 기온이 높고 습기가 많은 환경이 늘면서 새로운 바이러스가 나타날 확률이 높아졌거든. 그리고 바이러스를 가진 박쥐 등의 동물이 인간의 서식지 파괴로 살 곳을 잃고 인간들이 사는 곳으로 이동하면서 인간과 접촉할 기회가 많아졌기 때문이야.  - 본문 94쪽에서

2018년 유엔 산하의 기후 변화에 관한 정부 간 협의체는 지구 평균기온이 산업 혁명 이전보다 1.5℃만 상승하게 하려면 2030년까지 전세계가 이산화탄소 배출량을 2010년에 비해 최소 45% 줄이고, 2050년경에는 인류가 배출하는 탄소의 양과 자연이 흡수하는 양이 같은 상태로 만들어야 한다는 거야.  - 본문 111쪽에서

지구 온난화를 막기 위해서는 결국 온실가스를 배출하는 석유와 석탄, 천연가스와 같은 화석 연료를 사용하지 않아야 해. 산업 혁명부터 지금까지 화석 연료는 인류 문명을 발전시킨 원동력이었지만 화석 연료가 점점 고갈되고 지구 온난화 문제가 생기면서 인류는 새로운 에너지를 개발하기 시작했지. 바로 신재생 에너지와 핵에너지야.  - 본문 127쪽에서