1.5도. 숫자 하나가 전 세계 기후 협상장을 뒤집어놓고 있다. 산업화 이전 대비 지구 평균 기온이 이 선을 넘는 순간—해수면 상승, 극단적 기상이변, 생태계 붕괴가 한꺼번에 가속된다는 게 수십 년치 과학 연구의 결론이다. 탄소 배출을 줄이는 건 누구나 안다. 문제는 속도다. 지금 속도로는 절대 못 따라간다는 주장이 나오면서 등장한 발상이 ‘태양 지구공학(Solar Geoengineering)’이다. 태양빛 자체를 줄여서 지구를 식힌다는 것. 처음 들으면 황당하다. 그런데 지금 전 세계 연구소에서 진지하게, 정말 진지하게 연구 중이다.
지구공학, 방향이 두 가지다
지구공학(Geoengineering)은 인간이 의도적으로 지구 시스템에 개입해 기후를 조절하려는 기술의 총칭이다. 크게 두 방향으로 나뉜다.
- 탄소 제거(Carbon Dioxide Removal, CDR): 대기 중 이산화탄소를 직접 걷어내는 방식. 나무 심기, 직접공기포집(DAC) 등이 여기 속한다.
- 태양복사관리(Solar Radiation Management, SRM): 지구에 도달하는 태양에너지 자체를 줄이는 방식. 이게 태양 지구공학의 본체다.
탄소 제거는 병의 원인을 없애는 것이고, 태양복사관리는 열을 내리는 해열제 같은 것이다. 결정적인 차이는 시간. 탄소 제거가 효과를 내려면 수십 년이 걸린다. 기후 임계점이 코앞이라는 위기감 속에서 SRM이 대안으로 거론되는 이유가 여기에 있다.
방식 세 가지, 원리는 하나
현재 주로 연구되는 방법은 세 가지다.
- 성층권 에어로졸 주입(SAI): 황산염 입자를 성층권(고도 15~25km)에 살포해 태양빛을 반사시키는 방식. 1991년 필리핀 피나투보 화산이 폭발했을 때 지구 기온이 약 0.5도 낮아진 걸 보고 착안했다. 세 방식 중 연구가 가장 깊이 쌓인 방법이다.
- 해양 구름 밝게 하기(MCB): 바닷물을 미세 물방울로 분무해 해양 저층 구름을 두껍게 만들어 반사율을 높이는 방식. 성층권을 건드리지 않아 상대적으로 제어가 쉽다는 평가가 있다.
- 우주 거울(Space Mirror): 지구와 태양 사이 라그랑주 포인트(L1)에 반사체를 설치해 태양빛 일부를 막는 개념. 이론상 가장 강력하다. 비용과 기술 난이도 면에서는 아직 현실과 거리가 멀다는 게 솔직한 평가다.
셋 다 핵심은 같다. 지구로 들어오는 에너지를 조금만 줄여도 기온에는 의미 있는 변화가 생긴다는 것.
숫자로 보면: 얼마나 효과가 있나
성층권 에어로졸 주입을 시뮬레이션한 연구들에 따르면, 황산염 입자를 적절히 살포할 경우 지구 평균 기온을 1~2도 낮추는 효과가 이론상 가능하다. 일부 모델에서는 피나투보급 화산 폭발에 해당하는 에어로졸을 매년 성층권에 투입했을 때, 파리협정 목표치인 1.5도 억제에 근접한 결과가 나오기도 했다.
비용도 상대적으로 낮다. 하버드대 추산 기준 SAI 초기 구축 비용은 연간 수십억 달러 수준—탄소포집이나 재생에너지 전환에 비하면 훨씬 저렴하다. 이 ‘저비용 해결책’이라는 특성 때문에 일부 국가가 국제 합의 없이 독자적으로 추진할 가능성도 배제하기 어렵다. 사실 이게 더 무섭다.
반론: 만만치 않다
과학계와 환경 단체의 반발이 거센 데는 이유가 있다.
- 몬순 교란 위험: 성층권 에어로졸이 대기 순환을 바꿔 아시아와 아프리카의 우기 패턴을 흐트러뜨릴 수 있다는 시뮬레이션 결과가 반복적으로 나온다. 기후 혜택을 보는 지역과 피해를 보는 지역이 달라지는 ‘지정학적 불평등’ 문제다.
- 종료 충격(Termination Shock): SAI를 갑자기 멈추면 억눌렸던 온난화가 급격히 되살아난다. 한 번 시작하면 수십 년간 멈출 수 없는 기술이 된다는 뜻이다.
- 오존층 파괴: 황산염 에어로졸이 성층권 오존을 분해한다는 우려도 있다. 피나투보 이후 남극 오존 구멍이 일시적으로 악화된 사례가 근거로 자주 언급된다.
- 도덕적 해이: 기술 해결책이 있다고 믿으면 탄소 감축 노력이 느슨해질 수 있다는 ‘도덕적 해이(Moral Hazard)’ 논란도 빠지지 않는다.
이 반론들이 허구가 아니라는 게 핵심이다. 컴퓨터 모델마다 결과가 다르고, 실제 대기에서 어떤 일이 벌어질지 아무도 확신하지 못한다. 솔직히 여기서 판단이 갈린다.
실험은 어디까지 왔나
오랫동안 컴퓨터 시뮬레이션에 머물렀던 연구가 조금씩 밖으로 나오고 있다. 하버드대의 ‘SCoPEx(성층권 통제 교란 실험)’는 소규모 에어로졸을 실제 성층권에 살포해 반응을 관찰하려 했지만, 스웨덴 현지 환경단체와 사미족의 반대로 2021년 시험 비행이 취소됐다.
MIT 테크 리뷰가 전한 최신 흐름을 보면, 소규모 실외 실험들이 여러 기관에서 조심스럽게 재개되고 있다. 해양 구름 밝게 하기(MCB) 실험은 미국 캘리포니아와 호주 해안에서 이미 소규모로 진행됐다. 대규모 성층권 실험으로 가기 위한 사전 데이터 수집 단계로 보는 시각이 지배적이다.
연구의 무게중심도 바뀌고 있다. ‘해야 하나 말아야 하나’에서 ‘어떻게 하면 덜 위험하게 할 수 있나’로.
국제 사회: 찬반이 복잡하게 갈린다
미국과 유럽의 일부 연구 기관은 규제 틀 안에서 연구를 이어가야 한다는 입장이다. 반면 유엔환경계획(UNEP)은 국제적 거버넌스 없이 진행되는 일방적 실험에 강하게 경고하는 쪽이다.
2023년 유엔에서는 태양 지구공학에 대한 국제 모라토리엄(일시 중지) 선언을 촉구하는 서한에 과학자 400여 명이 서명했다. 동시에 또 다른 그룹의 과학자들은 연구 자체를 막는 건 오히려 위험하다며 반박 서한을 냈다. 과학계 내에서도 합의가 없다는 게 현실이다.
가장 큰 걱정은 따로 있다. 부유한 소수 국가—또는 억만장자 개인—가 국제 합의 없이 독자적으로 기술을 가동할 가능성. 멕시코에서 민간 스타트업이 허가 없이 소규모 에어로졸을 살포해 논란이 된 사례가 이미 있다. 기술 접근성이 낮아질수록 이런 ‘기후 불법 행위’의 위험은 커진다.
결국 기술만으로는 부족한 이유
태양 지구공학이 설령 기술적으로 완벽하게 작동해도, 그것만으로 기후 문제가 해결되지 않는다. 이유는 단순하다. 이 기술은 이산화탄소 농도를 낮추지 못한다.
대기 중 CO₂가 계속 쌓이면 해양 산성화는 계속되고, 태양빛을 막아도 온실가스 증가로 인한 강수 패턴 변화는 막을 수 없다. SAI는 기후 증상의 일부를 완화할 뿐이다. 근본 원인을 건드리지 못한다.
과학자들이 공통적으로 그리는 그림은 하나다. 탄소 감축이 메인, 지구공학은 비상용 보조 수단. 탈탄소 속도를 늦추는 핑계로 지구공학을 쓰는 순간, 오히려 더 위험한 미래로 가는 지름길이 될 수 있다.
기후과학이 태양 지구공학에 ‘리얼리티 체크’를 가하는 이유가 바로 여기 있다. 기술 가능성은 열려 있다. 그런데 지금 당장 해결책이라고 부르기엔 미지수가 너무 많다. 연구는 계속해야 하되, 탄소 감축의 대체재가 되어서는 안 된다—이게 현재로서는 가장 합리적인 결론이다.
AI리서치팀
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