1991년 필리핀 피나투보 화산이 터졌을 때, 전 지구 평균 기온이 약 0.5°C 낮아졌다. 화산재가 성층권을 뒤덮어 햇빛을 반사시킨 결과였다. 이 사건 이후 일부 과학자들이 조용히 연구를 시작했다. “그걸 인공적으로 재현할 수 있다면?” 황당하게 들리지만, MIT와 하버드 연구팀이 지금 실제로 추진 중인 프로젝트가 이거다. 기후 위기의 속도가 온실가스 감축 속도를 앞질러가면서, 지구 시스템 자체를 건드리자는 발상이 주류 과학계 안에서도 슬금슬금 올라오고 있다.
지구공학이 뭔지부터
지구공학(Geoengineering)은 기후 시스템에 의도적으로 개입해 기후 변화를 막거나 되돌리는 기술을 통칭한다. 온실가스를 덜 배출하는 기존 감축 전략과는 아예 결이 다르다. 이미 올라간 온도를 직접 낮추거나, 대기 중 탄소를 강제로 빨아들이거나, 태양빛 자체를 차단하는 방식이다.
처음엔 소수 연구자들만의 영역이었다. 전환점은 IPCC였다. 기후변화에 관한 정부간 패널이 1.5°C 목표 달성 시나리오에 일부 지구공학 기술을 포함시키면서 판이 바뀌었다. 지금은 미국 에너지부와 국립과학재단이 예산을 투입하고 있고, 워싱턴대·시카고대에서도 독자 프로젝트를 돌리고 있다.
탄소 제거냐, 태양 가리기냐
지구공학은 크게 두 방향으로 갈린다.
- 탄소 제거(CDR, Carbon Dioxide Removal): 대기 중 이산화탄소를 직접 없애는 방식이다. 직접 공기 포집(DAC), 바이오에너지 탄소 포집·저장(BECCS), 해양 알칼리화, 강화된 암석 풍화 등이 여기 속한다.
- 태양 복사 관리(SRM, Solar Radiation Management): 지구에 닿는 태양에너지 자체를 줄이는 방식이다. 성층권 에어로졸 주입(SAI), 해양 구름 밝기 조절(MCB), 우주 반사경 등이 해당된다.
CDR은 원인을 직접 다루는 방식이라 논란이 상대적으로 적다. SRM은 효과가 빠른 대신 부작용과 윤리 문제가 훨씬 크다. 솔직히 말하면, CDR이 느려도 올바른 방향이고 SRM은 어디까지나 최후의 수단이어야 한다고 본다.
성층권 에어로졸 주입(SAI), 어떻게 작동하나
피나투보 화산 얘기를 다시 꺼낼 수밖에 없다. 1991년 그 폭발로 황산염 입자가 성층권으로 대량 방출됐고, 전 지구 기온이 약 0.5°C 떨어졌다. SAI는 이 자연 현상을 인공적으로 재현하겠다는 개념이다.
원리는 단순하다. 특수 설계된 항공기가 고도 20~25km 성층권에 황산염(SO₂) 또는 탄산칼슘(CaCO₃) 입자를 지속적으로 살포한다. 입자들이 햇빛을 반사해 지표면에 닿는 태양 복사량을 줄이는 구조다. MIT 연구팀이 개발 중인 무인 항공기가 바로 이 임무용이다. 날개 폭이 크고 동체는 짧게 설계됐으며, 일반 여객기보다 훨씬 높은 고도에서 운용 가능하다.
이론적으로 충분한 양을 살포하면 수 년 안에 지구 전체 온도를 낮출 수 있다는 추정도 나온다. 비용 대비 효과도 다른 기후 대책보다 월등히 높다고 한다. 문제는 그 다음이다.
왜 반발이 큰가 — 4가지 리스크
SAI를 포함한 SRM 기술이 강한 반발을 사는 이유는 단순히 “자연스럽지 않아서”가 아니다. 구체적이고 심각한 리스크들이 따라붙는다.
- 강수 패턴 교란: 컴퓨터 시뮬레이션 결과, SAI는 지역별 강수량을 크게 바꿔놓을 수 있다. 아프리카나 아시아 몬순이 약해지면 수억 명의 농업과 식수 공급에 직격탄이 된다. 온도는 낮추는데 다른 나라 농지를 망치는 셈이다.
- 종료 충격(Termination Shock): SAI를 갑자기 멈추면 억제됐던 온난화가 한꺼번에 반발한다. 한 번 시작하면 수십 년, 어쩌면 수백 년간 멈추기 어렵다는 의미다. 의존성이 생기는 거다.
- 오존층 파괴: 황산염 입자가 성층권 화학반응을 바꿔 오존층을 얇게 만들 가능성이 있다. 자외선 증가로 이어지면 또 다른 환경 재앙이 된다.
- 감축 의지 약화: “기술로 온도를 낮출 수 있다”는 인식이 퍼지면 정작 필요한 탄소 감축 노력이 느슨해질 여지가 있다. 과학자들 사이에서도 이 “도덕적 해이” 문제를 가장 심각하게 보는 시각이 적잖다.
실험이 번번이 막히는 이유
논문으로만 다루던 SAI 연구가 실외 실험 단계로 나아가려 할 때마다 벽에 부딪혔다. 하버드대의 SCoPEx 프로젝트는 성층권에 탄산칼슘을 소량 살포하는 실험을 계획했다가 지역 주민과 환경단체의 반대로 결국 중단됐다. 스웨덴에서도 비슷한 실험이 시민 반대로 취소됐다.
결국 공개적인 실외 실험보다 컴퓨터 모델링과 기후 시뮬레이션이 주류를 이루는 상황이다. MIT의 짐 프랭크(Jim Franke) 연구팀처럼 항공기 설계와 살포 시스템 개발에 집중하는 팀들도 있지만, 실제 비행 실험까지 가려면 국제적 합의와 규제 체계가 먼저 갖춰져야 한다는 게 대다수 전문가들의 입장이다.
결정은 누가 하나 — 거버넌스의 공백
지구공학의 가장 큰 현실적 문제는 기술 자체가 아니라 의사결정 체계의 부재다.
SAI 하나만 해도 물음표가 줄줄이 붙는다. 어떤 나라가 실시 결정을 내릴 수 있나? 강수 패턴이 바뀌어 피해를 입은 나라는 누구에게 보상을 청구하나? 국제 합의 없이 단독으로 실행하는 국가가 나오면 어떻게 되나?
현재 SAI를 규제하는 구속력 있는 국제 조약은 없다. UN 환경계획(UNEP)과 기후 협약(UNFCCC) 틀 안에서 논의가 진행 중이지만, 강대국들의 이해관계가 첨예하게 엇갈려 합의에 이르기 쉽지 않다. 일부 연구자들은 “기술이 준비되기 전에 거버넌스가 먼저 만들어져야 한다”고 강조하지만, 현실에서는 그 순서가 뒤집혀 있다.
연구는 하되, 기대지는 않기
지구공학, 특히 SRM은 기후 위기의 근본 해결책이 아니다. 탄소를 계속 배출하면서 태양만 가린다면 해양 산성화는 멈추지 않고, 생태계 파괴도 계속된다. 온도만 낮춘다고 기후 위기가 끝나는 게 아닌 셈이다.
그래도 연구를 포기하기 어려운 건 최악의 시나리오 때문이다. 기후 임계점(tipping point)을 이미 넘거나 감축 노력이 실패했을 때, SAI가 최후의 비상 브레이크로 떠오를 수 있다. 브레이크를 쓸 일이 없기를 바라지만, 없으면 안 되는 것처럼 — 딱 그 위치다.
미국 국립과학아카데미(NAS)는 SAI 연구를 지속하되, 실제 배치 결정은 국제 거버넌스 체계 없이 내려선 안 된다고 권고했다. 연구와 실행 사이에 분명한 선을 긋자는 입장이다. MIT Tech Review가 전한 바에 따르면, 이 긴장감은 기후 위기가 해소되지 않는 한 쉽게 가라앉지 않을 전망이다.
AI리서치팀
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