하버와 보슈가 남긴 과학적 유산

공기의 연금술 - 생명과 죽음의 원소, 질소를 둘러싼 프리츠 하버와 카를 보슈 이야기
토머스 헤이거 지음, 홍경탁 옮김 / 반니 / 2015년 9월

  과학도서를 읽으며 전율을 느낄 수도 있음을 알게 되었다. 과학이란 상아탑 안의 순수한 학문이 아니다. 과학자 또한 사회와 역사의 질곡과 함께 개인적 욕망과 시대의 요구에 얽힌 삶을 살아갈 수밖에 없다는 것을, 카를 보슈와 프리츠 하버를 통해 그리고 있다.

  지구가 수용할 수 있는 인구는 과연 얼마일까?

유명한 맬서스의 말에 이어 19세기의 크루스는 기아 사태를 막을 방법이 없을 것이라 예언했다. 식량 생산을 증가시키기 위해서는 질소가 필요하지만 공기 중의 질소는 풍부함에도 불구하고 직접 이용할 수 없다. 식물에 의한 고정과 번개에 의한 고정은 그야말로 필요한 식량 생산의 절대치에 미치지 못한다.

  칠레의 초석, 폐루의 구아노, 아타카사막의 질산염 모두 비료로 사용되면서 이를 둘러싼 각국의 갈등과 쟁탈전은 전쟁을 불러 일으켰다. 칠레의 노동운동의 역사는 여기서부터 시작되었음은 물론이다.

  하버 - 보슈 공법은 식량 생산의 증진에 기여 했고 자연 상태의 비료 사용을 더 이상 필요로 하지 않게 만들었다. 보슈는 자신의 발명을 더욱 완벽하게 하는 것에 온 힘을 기울여 공장 시스템을 대형화하고 끊임없는 기술 개발을 통해 더 값싸고 더 많은 암모니아를 생산할 수 있도록 하였다.

  비료와 TNT의 원료는 같은 질소이기 때문에 전쟁이 잃어나자 보슈가 발명했던 공장의 기계들은 폭탄 재료를 만드는데 활용되었다. 전쟁을 통해 더 크게 성장한 바프스는 단순 화학기업을 넘어 방위산업체로 성장했고 더불어 보슈의 지위도 크게 상승하였다. 그러나 자신과 맞지 않는 수장 자리에서 어려움을 느끼는 과학자 보슈의 여러 면모가 그려지고 있다.

  하버는 뛰어난 과학자이기도 하지만 유대인인 자신을 부정하며 완벽한 독일인이 되고 싶어 했고 명예와 권력에 목말라 했다. 독일에 절대적 충성을 맹세하기도 하고 독가스를 개발하여 전쟁에 이용하기도 했다. 살생 가스를 개발하여 전쟁에 이용하는 그의 모습을 보며 부인 클라라는 자살을 한다. 하버의 질주는 독일이 전쟁에 패할 때까지 계속 되었고 재혼한 사를로테와도 평탄하게 살지 못하였다.

  독가스전을 주도한 혐의로 전범으로 몰리기도 했지만 하버는 암모니아 합성의 공로를 인정받아 노벨 화학상을 받았다. 많은 사람들은 분노했지만 그의 발명은 인류를 기아에서 구한 것만은 확실하다. 하버는 불우한 말년을 살았고 그토록 독일인화 하고 싶어 했지만 결국 독일에 묻히지도 못하였다.

  보슈는 다시 합성 가솔린을 생산을 연구했고 성공했다. 그러나 그의 예측과는 다르게 오클라호마에서 새로운 유전이 발견되며 원유 부족 사태는 발생하지 않았다. 그가 생산하기 시작한 합성가솔린은 히틀러의 광기 어린 전쟁의 바탕이 되었고 보슈는 심각한 우울증과 신체적 증상을 겪게 되었다.

  그의 평생의 혼과 열정이 서린, 세계가 깜짝 놀랄만한 규모였던 로이나의 공장 지대는 연합군에 의해 파괴되었다. 그러나 인류를 기아에서 구하기도 하고 살상하기도 했던 로이나의 기계들은 세계로 퍼져 나갔다. 보슈가 원했던 대로 전세계 사람들에게 식량을 제공하는 데 이용되었다.

  인류의 종말은 하버-보슈 덕분에 오지 않았다. 식생활은 개선되었고 오히려 식량은 넘치고 있다. 하지만 지금도 기아에 굶어 죽는 사람들이 있다. 이것은 식량 생산이 부족해서가 아니고 운송 시스템의 붕괴 때문이다.

  저자가 정작 하고 싶던 이야기는 무엇일까?

우리는 합성비료를 사용하며 풍요로움을 얻었지만 토질은 나빠지고 재배 작물의 종류는 줄고 병이 늘어났다. 인간 또한 과체중과 당뇨 심장병 등이 증가되었다. 그것보다 더 중요한 것은 마구 생산해서 사용하고 있는 하버- 보슈 공장들의 질소들이 지구 생태계 순환에 어떻게 작용하고 어떤 영향을 끼치는지 아직 모른다는 사실이다.

  우리는 과학에게 다시 한 번 획기적인 전환을 일으킬 연구를 부탁해야 할 것 같다. 인류 역사상 가장 풍요롭게 먹고 사는 이 시대에, 지구에서 생물, 토양, 물, 공기, 바다가 공존하기 위해 탄소 뿐 아니라 질소의 순환에도 인류가 어떻게 대응해야 할지 방향타가 필요해 보인다.