메탄(CH₄)은 이산화탄소(CO₂) 다음으로 지구온난화를 유발하는 강력한 온실가스로 지목돼 있다. 온실 효과는 이산화탄소보다 훨씬 강하지만 대기에 남아있는 기간은 비교적 짧은 특성을 갖고있다.

지난 300년간 150%가량 늘어나며 지구 기온을 끌어올렸지만, 자연에서도 생성되다 보니 인간이 얼마나 만들어내는지가 불분명했다.

하지만 인간이 화석연료를 이용하면서 메탄 배출량이 급증했으며, 인간 활동으로 만들어지는 메탄의 양이 크게 과소평가 돼 있다는 과학적 연구결과가 나왔다.

미국 로체스터대학 지구환경과학과 벤저민 흐미엘 박사가 이끄는 연구팀은 그린란드에서 시추한 얼음핵을 이용해 자연적으로 발생한 메탄의 추이를 분석한 연구결과를 과학저널 '네이처'(Nature) 최신호에 발표했다.

얼음 핵은 일종의 타임캡슐로, 얼음 안에 포함된 공기 방울이 얼음 형성 당시의 대기 상황을 담고 있어 화학적 구성 성분을 분석한 것이다.

연구팀은 산업혁명이 시작되기 전인 18세기 초부터 현재까지의 얼음 핵을 통해 확보한 대기에서 희귀 방사성 동위원소인 '탄소-14'를 측정했으며, 특히 인간의 화석연료 사용이 급증한 19세기 중반을 전후로 한 차이를 집중적으로 들여다봤다.

메탄은 탄소-14 동위원소를 포함하고 있는지에 따라 화석 메탄과 생물 메탄으로 나뉜다. 화석 메탄은 수백만 년간 탄화수소로 매장돼 있어 탄소-14가 붕괴해 사라진 상태로, 땅에서 자연적으로 스며 나오거나 인간이 석유나 가스, 석탄을 채굴해 사용하면서 대기로 배출된다. 생물 메탄은 습지나 쓰레기 매립지, 논, 가축 등을 통해 배출되며 탄소-14를 갖고있다.

과학자들은 매년 배출되는 메탄의 총량은 정확히 측정할 수 있지만 자연적으로 배출되는 것과 뒤섞여있어 인간 활동으로 배출되는 양이 얼마나 되는지는 특정하지 못했다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 약 200년간의 대기 중 탄소-14 동위원소를 측정했으며, 그 결과, 화석연료 비중이 급격히 늘어나기 시작한 1870년 전까지 대기 중 메탄의 대부분이 탄소-14를 가진 생물 메탄이라는 것을 확인했다.

땅에서 자연적으로 스며나오는 화석 메탄의 양도 이전에 연구된 것의 10분의 1에 불과한 것으로 밝혀졌다.

자연적으로 배출되는 화석 메탄이 불과 수세기만에 크게 변하지는 않는다는 점을 고려하면 지난 300년 사이에 150%가량 늘어난 메탄의 상당부분이 인간이 화석연료를 채굴에 이용하면서 늘어난 것으로 해석될 수 있는 결과다.

연구팀은 대기로 배출되는 메탄의 총량을 고려할 때 인간 활동으로 만들어지는 메탄은 기존에 예상했던 것보다 25~40%가량 더 높을 것으로 추산했다.

연구팀은 대기로 배출되는 메탄에서 인간활동에 의한 메탄 비중이 높다는 것은 화석연료 채굴이나 이용 등을 줄이는 것이 이전에 생각했던 것보다 더 큰 효과를 낼 수 있다는 점을 의미한다고 강조했다.

특히 메탄은 100년가량 지속하는 이산화탄소와 달리 평균 9년 정도면 대기에서 사라지기 때문에 단기적인 배출 억제 노력도 효과를 볼 수 있다고 강조했다.

흐미엘 박사는 "오늘 당장 이산화탄소 배출을 전면 중단한다해도 대기 중의 높은 CO₂ 수치는 상당기간 지속할 것"이라면서 "그러나 메탄은 지금 바꾸면 더 빨리 반영된다는 점에서 중요한 연구분야"라고 강조했다.

국제팀  press@jeonpa.co.kr

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