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대기 중에 떠 있는 탄소의 약 두 배. 북반구 땅 밑에 얼어붙은 채 갇혀 있는 탄소의 양이에요. 북반구 육지의 약 15%는 겉보기엔 평범한 숲이나 초원인데, 그 아래에는 수천 년째 녹지 않은 흙층이 깔려 있어요. 이게 영구동토층(permafrost)이에요. 결론부터 말하면, 이 땅이 녹는 속도와 방식이 지금의 기후 전망에 제대로 들어가 있지 않아요. 그래서 온난화가 예상보다 빠를 수 있다는 게 이 이야기의 핵심이고요. ‘영구동토층이 녹고 있다’는 문장은 기후 뉴스에 단골로 나오지만, 그게 왜 큰일인지까지 풀어주는 기사는 드문 편이죠. MIT 테크놀로지 리뷰의 제임스 템플 기자는 헬리콥터를 타고 알래스카 북방림 한복판까지 들어가 이 문제를 취재했어요. 이 글은 그 취재를 재료로 세 가지를 차례로 짚어요. 영구동토층이 정확히 뭔지, 녹으면 무슨 일이 생기는지, 그리고 왜 기후 예측의 사각지대로 불리는지.

‘영구’의 기준은 고작 2년, 실제로는 대부분 빙하기에 생겼다

이름만 들으면 영원히 얼어 있는 땅 같지만 정의는 의외로 느슨해요. 기술적으로는 2년 연속 얼어 있기만 하면 영구동토층으로 분류되거든요. 그런데 지금 남아 있는 영구동토층은 대부분 마지막 빙하기에 만들어졌어요. 두 해 얼어 있던 땅과 빙하기부터 얼어 있던 땅이 한 이름으로 묶여 있는 셈. 용어만 보고 전부 같은 무게로 받아들이면 곤란한 이유가 여기 있어요.

빙하기에 생겼다는 건, 그 안에 갇힌 것도 그만큼 오래됐다는 뜻이에요. 식물 잔해 같은 유기물이 수천 년 동안 얼어붙은 채 사실상 봉인돼 있죠. 냉동실에 넣어둔 음식이 쉽게 상하지 않는 원리를 떠올리면 이해가 빨라요. 온도가 낮으니 분해가 거의 일어나지 않고, 유기물 속 탄소도 땅속에 그대로 묶여 있는 거예요.

영구동토층이라고 다 같은 것도 아니에요. 종류가 여러 가지인데, 그중 눈여겨볼 게 예도마(Yedoma)예요. 후기 플라이스토세에 형성된 형태로, 특히 깊고 탄소 밀도가 높아요. 같은 넓이가 녹더라도 그 밑이 어떤 종류의 동토층이냐에 따라 나오는 탄소 양이 달라질 수 있다는 얘기죠. 이 차이는 뒤에서 다룰 산불 대응 우선순위를 정할 때 그대로 기준 하나가 돼요.

녹는 순간 미생물이 깨어나고, 온난화가 온난화를 부른다

영구동토층이 골칫거리가 되는 건 녹을 때부터예요. 기온이 올라 얼어 있던 층이 풀리면, 그동안 꼼짝 못 하던 미생물이 유기물을 분해하기 시작하거든요. 그 과정에서 나오는 게 이산화탄소와 메탄. 둘 다 기후변화를 일으키는 강력한 온실가스예요.

여기서 꼭 알아둘 개념이 되먹임 고리(feedback loop)예요. 흐름을 단계별로 쪼개 보면 이래요.

1. 지구 평균기온이 오른다
2. 영구동토층이 녹는다
3. 미생물이 수천 년 묵은 유기물을 분해한다
4. 이산화탄소와 메탄이 대기로 나온다
5. 온실가스가 늘어 기온이 더 오른다 → 다시 1번으로

기온 상승이 배출을 부르고, 그 배출이 다시 기온을 끌어올려요. 온난화가 스스로 가속 페달을 밟는 구조죠. ‘탄소가 조금 더 나온다’ 정도로 받아들이면 이 문제의 무게를 놓치게 돼요. 기후 시스템에 가속 장치가 하나 더 달린다고 보는 편이 정확해요.

규모도 만만치 않아요. 영구동토층에 갇힌 탄소는 약 1조 5천억 톤으로, 대기 중에 있는 탄소의 약 두 배에 달하거든요. 이게 한꺼번에 다 빠져나온다는 뜻은 아니에요. 다만 저장고 자체가 대기보다 크다는 사실 하나만으로도, 과학자들이 왜 이 땅에서 눈을 떼지 못하는지는 충분히 설명돼요.

변화는 이미 진행형이에요. 지구 기온이 꾸준히 오르면서 북극 영구동토층 면적은 1850년 이후 약 12% 줄었어요. 특히 지난 반세기 동안 줄어드는 속도가 빨라졌고요. 12%라는 숫자 자체보다, 최근 들어 속도가 붙었다는 대목이 더 신경 쓰이는 부분이에요.

유엔 기후 모델 다수가 영구동토층 해빙을 빼고 계산했다

‘기후변화의 거대한 사각지대’라는 별명은 여기서 나왔어요. 유엔 기후 보고서에 활용된 모델 가운데 영구동토층이 서서히 사라지는 효과를 반영한 건 소수에 그쳐요. 폭염이나 산불 같은 사건 뒤에 땅이 갑자기 녹아 무너지는 급격한 해빙과 붕괴 쪽은 사정이 더 나빠서, 반영한 모델이 아예 없고요.

기후 모델은 지구가 앞으로 몇 도나 더 더워질지 가늠하는 전망의 밑바탕이 되는 도구예요. 그 계산에 강력한 배출원 하나가 일부만 들어갔거나 통째로 빠졌다면, 결과는 실제보다 낙관적으로 나올 수밖에 없어요. 앞으로 나올 유엔 보고서에 쌓여가는 연구 성과를 반영하려는 움직임은 있어요. 하지만 그전까지는 지구가 얼마나 많이, 얼마나 빨리 더워질지를 과소평가하고 있을 가능성이 높다는 것. 템플 기자 취재가 내린 결론이에요.

영구동토층의 탄소 수지에 영향을 주는 요인을 모델 반영 여부와 함께 한눈에 보면 이렇습니다.

요인	탄소에 미치는 영향	유엔 보고서 모델 반영 여부
점진적 해빙	미생물 분해로 이산화탄소·메탄 배출	소수 모델만 반영
급격한 해빙·붕괴(폭염·산불 이후)	갑작스러운 해빙과 붕괴로 배출 증가	반영한 모델 없음
산불	해빙을 앞당김. 세기말까지 이산화탄소 환산 약 800억 톤 배출 가능	산불 뒤 급격한 해빙은 미반영
식생 북상	새로 자란 식물이 대기 중 탄소를 흡수해 배출 일부를 상쇄	원문에서 언급 없음

배출을 키우는 요인과 줄이는 요인이 한데 엉켜 있어요. 식생 북상 칸의 반영 여부가 비어 있는 건, 이 상쇄 효과가 모델에 들어갔는지를 원문이 따로 다루지 않았기 때문이에요. 네 가지 가운데 사람이 직접 손댈 여지가 있는 건 사실상 산불 하나. 연구자들의 관심이 그쪽으로 모이는 것도 그래서예요.

산불 진화 우선순위, 불길 위험과 땅속 탄소량 두 축으로 가린다

북방림에서 불은 원래 숲의 자연스러운 생애 주기 가운데 하나예요. 걸리는 건 기후변화 때문에 산불이 점점 세지고 있고, 그 산불이 영구동토층 해빙을 앞당긴다는 점이에요. 이 효과만으로 세기말까지 이산화탄소 환산 800억 톤에 해당하는 온실가스가 나올 수 있다는 추정이 나와 있어요. 확정된 배출량이 아니라 ‘나올 수 있다’는 추정치라는 점은 짚어둘 필요가 있고요.

캐나다와 알래스카 외딴 지역의 기본 방침은, 사람이 사는 곳을 위협하지 않는 한 산불을 그냥 타게 두는 거예요. 일부 연구자들은 여기에 다른 목소리를 내요. 숲과 그 아래 영구동토층에 갇힌 탄소를 지키기 위해서라도 이런 불을 끄는 방안을 검토해야 한다는 주장이죠. 다만 그 넓은 땅의 불을 전부 끌 수는 없어요. 결국 문제는 ‘어디부터 지킬 것인가’라는 선택으로 좁혀져요.

그 선택에 쓸 기준을 만드는 작업도 진행 중이에요. 우드웰 기후연구센터 연구진이 알래스카 전역의 산불 위험과 탄소 취약성을 겹쳐 보는 지도를 개발하고 있거든요. 기준이 되는 축은 두 개예요.

• 산불 위험: 불이 번질 가능성이 가장 큰 지역은 어디인가
• 탄소 취약성: 녹았을 때 배출이 가장 큰 종류의 영구동토층(예: 예도마)이 어디에 있는가

두 조건이 겹치는 곳이 우선 대응 후보가 되는 셈이에요. 불이 잘 번지는 곳이라도 아래에 탄소가 적으면 순위가 밀리고, 탄소가 많아도 불이 닿을 가능성이 낮으면 역시 뒤로 빠지는 식이죠. 구조는 단순해요. 그래도 한정된 진화 자원을 어디에 쓸지 정하는 틀로는 꽤 설득력이 있어 보여요.

어디를 지킬지 골랐다고 끝나는 건 아니에요. 어떻게 지킬지가 남거든요. 거론되는 방법은 크게 두 가지예요. 첫째는 계획적으로 불을 놓는 처방 화입(prescribed fire)을 늘리는 것. 원주민 공동체가 대형 산불 위험을 줄이려는 목적 등으로 수천 년 동안 해온 방식이에요. 둘째는 조기 감지에 자원을 투입해 불이 커지기 전에 끄는 거예요. 앞에서 본 대로 동토층 종류도, 산불 위험도 지역마다 다르니 어느 한쪽이 정답이라기보다 지역별로 조합이 달라질 가능성이 커 보여요. 지도 작업은 그 판단의 출발점 정도로 보는 게 맞아요.

알래스카 땅 얘기가 국내 온난화 전망 읽는 법을 바꾼다

영구동토층 이야기의 무대는 알래스카와 캐나다 같은 북반구 고위도 지역이에요. 한국 사용자가 직접 보거나 체감할 일은 거의 없고, 사거나 설정할 제품이 걸린 주제도 아니죠. 그래도 기후 관련 정보를 받아들이는 방식에는 몇 가지 차이가 생겨요. 아래 내용은 원문의 사실을 국내 상황에 적용해 본 해석이라는 점은 감안해 주세요.

• 온난화 전망 수치는 ‘하한선’에 가깝게 읽기: 국내 언론이 인용하는 온난화 전망이 유엔 기후 보고서를 근거로 한 것이라면, 영구동토층 해빙을 일부만 넣었거나 급격한 붕괴는 아예 뺀 모델에서 나온 숫자일 수 있어요. 실제 온난화가 그보다 빠를 수 있다는 여지를 남겨두고 읽는 게 합리적으로 보여요(추측).
• 감축 계획의 여유를 너무 넉넉하게 보지 않기: 국가나 기업의 감축 계획이 이런 전망 위에 세워졌다면, 자연에서 추가로 나올 배출만큼 실제 여유는 계산보다 좁을 수 있어요(추측).
• 산불을 탄소 문제로도 보기: 국내 산불은 대개 생활권과 가까운 곳에서 나기 때문에 ‘타게 둘지, 끌지’를 저울질하는 구조 자체가 다를 것으로 보여요(추측). 그래도 숲에 탄소가 저장돼 있다는 관점은 국내 산불 피해 소식을 접할 때 함께 떠올려볼 만해요.

확인된 것과 아직 불확실한 것

확인된 것

• 영구동토층은 북반구 육지의 약 15% 아래에 있다.
• 2년 연속 얼어 있으면 영구동토층으로 분류되며, 대부분은 마지막 빙하기에 형성됐다.
• 영구동토층에 갇힌 탄소는 약 1조 5천억 톤으로, 대기 중 탄소의 약 두 배다.
• 북극 영구동토층 면적은 1850년 이후 약 12% 줄었고, 지난 반세기 동안 감소 속도가 빨라졌다.
• 유엔 기후 보고서에 쓰인 모델 중 점진적 해빙을 반영한 건 소수이고, 급격한 해빙·붕괴를 반영한 모델은 없다.
• 캐나다·알래스카 외딴 지역은 거주지를 위협하지 않는 산불은 타게 두는 것이 기본 방침이다.

아직 불확실한 것

• 산불로 인한 세기말까지 이산화탄소 환산 800억 톤 배출은 ‘가능성’을 말한 추정치다.
• 식물이 북쪽으로 이동하며 흡수하는 탄소가 배출을 얼마나 상쇄할지는 지역마다 달라 단정하기 어렵다.
• 앞으로의 유엔 보고서에 급격한 해빙이 언제, 어느 수준으로 반영될지는 정해지지 않았다.
• 처방 화입과 조기 진화 가운데 어떤 대응이 효과적인지, 실제 산불 정책 변화로 이어질지는 미지수다.
• 우드웰 기후연구센터의 산불 위험·탄소 취약성 지도는 개발 단계다.

북상하는 식물이 탄소 일부를 되붙잡지만, 지역마다 계산이 다르다

영구동토층 이야기가 까다로운 건 배출만 있는 게 아니어서예요. 기온이 오르면 식물이 점점 북쪽으로 올라가, 예전엔 자랄 수 없던 땅에 뿌리를 내려요. 이 식물들이 자라면서 대기 중 탄소를 빨아들이니까, 해빙과 산불로 빠져나간 탄소의 적어도 일부는 다시 땅 위에 붙잡히는 셈이에요.

문제는 이 상쇄 효과가 지역마다 제각각이라는 점. 한 지역에서 탄소가 얼마나 빠져나가고 얼마나 회복될지는 수많은 요인에 달려 있어요. 대표적인 질문만 추려도 세 가지예요.

• 해빙을 앞당긴 산불이 얼마나 강했나
• 그 지역의 기후와 환경은 어떤가
• 녹고 있는 영구동토층은 어떤 종류인가

연구가 쌓일수록 그림이 단순해지기는커녕 더 복잡해지고 있다는 점도 눈여겨볼 대목이에요. 결과가 지역 조건에 따라 크게 갈리니, ‘영구동토층이 녹으면 탄소 몇 톤’이라는 딱 떨어지는 숫자 하나를 기대하기는 어려워요. 어떤 조건에서 배출이 커지고 어떤 조건에서 회복되는지를 이해하는 쪽이 더 쓸모 있는 접근으로 보여요. 확실한 건 한 가지예요. 지구 기온을 높이 밀어 올릴수록, 우리가 이제 막 이해하기 시작한 이 복잡한 자연 현상을 더 크게 흔들게 된다는 것. 기후 모델조차 아직 다 담아내지 못한 영역이라 더 그래요.

출처: MIT Tech Review AI