독일의 저명한 기후역사학자인 저자는 우리 모두 지역, 인종, 문화적 차이에도 불구하고 기후 변화 문제 앞에서는 궁극적으로 운명 공동체라고 진단한다. 저자는 17세기 소빙하기 이론에 대해 전 지구적으로 적용 가능한 개념을 사용하기보다 각 지역에서 발생한 정치적, 경제적, 사회적 상황을 그 지역 고유의 맥락에서 상세히 살펴보는 것이 더 적절하다고 말한다. 저자는 친환경적이라고 알려진 전기차에 대해서도 전기가 친환경적으로 생산되어야 의미 있다고 말한다. 저자는 전기차가 궁극의 해결책은 아니라고 생각한다. 저자는 지정학적 측면에서라도 원자력 발전은 기후 문제를 해결하는 보편적 해결책이 되지 못한다고 말한다.
저자는 화석연료 사용과 같은 인간 활동이 지구 온난화를 촉진하기 때문에 기후 변화를 제한하는 문제는 전적으로 정치적 결정의 영향권에 있다고 말한다. 기후 역사에서 첫 번째 전환점은 신석기 시대 이후로 확산된 농업의 도입이다. 저자가 취하는 입장은 사회적, 문화적, 경제적 발전이 기후 및 환경과 얽혀 있다는 것이다. 저자는 기후가 단순히 역사를 만들지는 않지만 지구적 차원에서, 지역마다 고도로 구분되는 환경적 요인으로서 인간이 자연환경과 맺는 모든 관계에 작용한다고 말한다. 1억 4,000만 년 전부터 6,500만 년 전까지의 백악기의 극지방까지 빙하에서 완전히 해방된 시기를 지나 지금으로부터 300만 년 전 지구는 새 빙하기에 돌입했다.
빙하기란 극지방이 영구적인 얼음으로 덮인 시기를 말한다. 탄소 순환의 변화 및 변동이 빙하기와 간빙기의 교차를 일으킨 가장 중요한 원인은 아니다. 궤도 동인 또는 밀란코비치 동인이라는 천문학적 요인이 더 중요한 영향을 끼쳤다. 천문학적 요인의 첫 번째는 태양과 달의 인력에 의해 생기는 지구 자전축의 흔들림(세차운동)이다. 지구 자전축은 26,000년 주기로 황도면에 대해 서서히 회전함으로써 자전축의 방향이 바뀐다. 두 번째는 지구 자전축의 기울기가 약 41,000년 주기로 22.1도에서 24.5도 사이를 오가는 것이다. 세 번째는 405,000년 주기로 거의 원형에서 약간의 타원형 사이를 오가는 지구 공전 궤도의 변화다.
세 요인 모두 지구에 도달하는 태양 복사량의 변화를 초래한다. 태양으로부터의 거리는 복사 밀도에 영향을 미친다. 자전축의 기울기와 흔들림은 지역에 따른 태양 복사의 분포에 영향을 미친다. 이에 따라 북반구와 남반구의 계절 변화에도 영향을 미친다. 지구 기후는 이런 변화에 지역에 따라 다르게 반응한다. 16,000년 전부터 기온이 상승했고 11,700년 전부터 헌재까지는 홀로세라 불린다. 홀로세는 11,700년 전부터 현재까지 지속되는 지질 시대다. 상대적으로 안정된 기후로 인해 농경 및 정착이 가능해진 시대다. 호르무즈 서쪽의 페르시아만과 시베리아와 알래스카 사이의 베링 육교가 이때 녹은 빙하로 침수되었다.
베링 육교의 침수로 아메리카 최초의 원주민들이 수천 년 동안 유라시아로부터 단절되었다. 이 시기에 이산화탄소 농도도 상승했다. 홀로세의 온난기는 지속 기간이 예외적으로 길다. 저자는 홀로세 중기 이후 시작된 기온 하강 추세의 끝부분이 갑작스러운 기온 상승으로 이어지는 것을 인류가 초래한 것으로 설명한다. 인류가 초래한 온실효과는 주기적인 변화와 반대되는 방향으로 작용하고 있으며 홀로세와 함께 시작된 온난기의 끝을 예측할 수 없게 한다. 저자는 신석기 혁명이라는 개념이 농업이 인류의 역사에서 전환점으로 작용한 것은 맞지만 농업으로의 전환은 급작스럽게 일어나지 않았다고 말한다.
저자는 호주의 고고학자 비어 고든 차일드(Vere Gordon Childe: 1,892-1,957)가 쓴 신석기 혁명이라는 말에 대해 논한다. 차일드는 농업의 여러 기원지 중 한 곳인 비옥한 초승달 지역만을 다루었다고 한다. 하지만 현재는 지리적으로 서로 멀리 떨어진 최소 11개의 기원지가 있었던 것으로 널리 받아들여지고 있다. 현재로부터 약 4,200년 전에 발생한 급격한 기온 하강은 홀로세 중기에서 후기로의 전환점이다. 지질학자들은 홀로세 후기로 넘어가는 기준을 보여주는 것으로 인도 메갈라야 주의 마움루 동굴의 석순을 꼽았다. 이로부터 메갈라야기라는 명칭이 생겼다.
기후학자들로 구성된 PAGES 2K Network라는 그룹이 있다. 이들은 지난 2,019년 2,000년 동안의 지구 기온을 재구성한 자료를 발표했다. 이에 따르면 수십 년간의 더 추운 시기는 일련의 화산 폭발과 시기적으로 일치한다. 이는 산업화 이전의 역사적 시간 척도에서는 화산이 가장 중요한 기후 변화의 동인이었음을 나타낸다. 태양 활동의 변화는 상대적으로 덜 중요한 역할을 했다. 20세기의 온난화는 모든 면에서 예외적이다. 20세기의 온난화는 지난 2,000년 동안 수십 년에 걸쳐 일어났던 다른 어떤 온난화들보다 약 3배 강력했다. 여기에는 온실가스의 인위적 방출이 결정적 역할을 했다. 다른 자연적 요인들은 뒤로 밀려났다.
화산 폭발이 기온 하강을 초래하는 것은 이산화황이 물과 반응해 만들어지는 황산 에어로졸이 태양 빛을 반사하기 때문이다. 저자는 개별적인 사실들은 역사적 맥락 속에서, 그리고 다른 사실들과의 비교 속에서 고려되어야 하며 그럴 때라야 비로소 기후사적 의미를 파악할 수 있다고 말한다.(96 페이지) 가령 15세기 들어 잉글랜드의 포도 생산이 갑자기 감소한 것은 당시 여름의 서늘하고 습한 기후 조건보다는 중세 흑사병이 노동력과 임금에 끼친 영향과 더욱 밀접한 관련이 있다고 말한다. 저자는 이전에 자연적인 원인으로 인한 온난화가 있었다고 해서 지금의 기후 온난화 역시 자연적인 것이 아니라 지적한다.
아일랜드를 떠나온 노르웨이인들이 척박한 그린란드에 정착한 이유는 무엇일까? 저자에 의하면 바다 코끼리 상아 무역 때문이다. 트론헤임, 베르겐, 오슬로, 더블린, 런던, 슐레스, 비히, 시그투나 같은 중세의 무역 중심지에서 발견된 900년에서 1,400년 사이 것으로 알려진 상아의 DNA를 분석한 결과에 따르면 1,100년경 유럽의 시장 전역에 그린란드와 캐나다에서 온 바다 코끼리 상아가 공급되었다.
소빙하기라는 용어는 암스테르담에서 태어난 북미 지질학자 프랑수아 마테스에 의해 1,939년 고안되었다. 1,450년에서 1,850년 사이 시기를 소빙하기로 보는 것은 기후변화에 관한 정부간 협의체의 최근 보고서에서 선호되는 시기 설정이기도 하다. 근대 초기 유럽에서 발생한 마녀사냥 역시 넓은 범위에서 기후 변화로 인한 사회적 갈등에 속한다. 갖가지 형태로 발생한 불행의 책임자를 밝혀내기 위해 도시와 시골을 막론하고 여러 가지 극심한 사회적 충돌이 나타났다. 소빙하기가 유럽에서 절정에 달했던 1,560년에서 1,630년 사이 마녀사냥의 중심지들에서 대사냥이 더 빈번하게 일어났고 가장 중요한 시기였던 1,580년에서 1,630년 사이에 이런 경향이 강했다는 사실은 특기할 만하다.
저자는 17세기 초 인구가 감소한 것은 많은 지역에서 농업 생산이 인구 증가로 인해 늘어난 수요를 따라가지 못하면서 인구 증가가 일시적으로 한계에 부딪힌 결과 발생한 현상으로 분석한다. 식량 가격이 상승하면서 서유럽과 중부 유럽의 가정들은 경제적 어려움을 겪었고 사람들은 출산을 제한하는 전통적 방법으로 이에 대처했다. 성관계와 자녀 출산의 정당성이 교회의 승인과 밀접하게 연결되어 있는 사회에서 결혼 시기를 늦추는 것은 효율적인 방법임이 입증되었다.
저자는 소빙하기가 인구 성장에 남긴 흔적은 16세기의 인구 증가 결과 생성된 다른 요인과 조건들이 기후와 맺은 상호 작용 속에서 파악해야 하며 오롯이 기후적 영향으로 환원해서 이해할 수는 없다고 말한다. 해수 온도가 상승할 때 콜레라균이 동물성 플랑크톤에 서식한다는 사실이 눈에 띈다. 콜레라균은 플랑크톤 안에 있다가 특정 생태학적 조건이 갖춰지면 인간에게 전파된다. 역사상 기후에 영향을 미친 주요 원인은 19세기 산업화의 등장이다. 인류가 초래한 기후변화에 관한 대부분의 과학사는 19세기에 온실 효과가 발견되면서 시작되었다. 그러나 인간에 의해 촉발된 기후변화에 관한 최초의 논쟁은 이보다 최소 한 세기 전에 이미 이루어졌다.
이 논쟁은 유럽의 식민지에서 토지를 이용하는 것이 기후에 끼치는 영향에 관한 것이었다. 유럽인이 아메리카, 카리브해, 일부 동아시아 그리고 나중에는 아프리카에서 행하는 농업식민지의 활동을 두고 벌어졌다. 온실효과를 처음 제안한 사람은 프랑스의 수학자, 물리학자 장 밥티스트 푸리에(1,766–1,830)다. 1,824년의 일이었다. 최초로 대기 전체의 온실효과를 정밀하게 측정한 사람은 스반테 아레니우스다. 현대 지질학은 지구사 연대기를 처음에는 수백만 년, 20세기에는 마침내 수십억 년이라는 상상할 수 없을 정도의 긴 시간대로 확장했다.
지난 12,000년 동안 기후 변화는 토지 이용, 특히 농업에 의한 영향을 받았다. 식생과 토양에는 일정량의 탄소와 메탄 등 온실가스가 저장되어 있다. 식생의 변화는 그것이 자연적으로 이루어졌는지 인간에 의해 초래되었는지에 관계없이 더 많은 양의 탄소가 저장되거나 탄소가 오히려 더 많이 방출되거나 간에 하나다. 토지 이용이 지구의 대기 중 온실가스 농도에 미친 영향을 평가하기 위해 과학자들은 복잡한 기후 모델 분석과 계산에 의존해야 한다. 저자는 농업에 의한 온실효과가 인위적으로 강화되었다고 해도 그 영향은 현대에 인류가 초래한 온실효과의 1/3 미만일 것이며 훨씬 더 긴 기간에 걸쳐 나타났을 것이라 말한다.
기후학자들은 적어도 대기 중 온실가스 농도의 변화가 산업화 이전의 어느 시점에서도 기후 변화의 자연적인 동인들을 압도하지 않았다는 점에 동의하고 있다. 저자는 인류가 초래한 기후 변화가 자연적 동인을 압도한 것은 산업화 이후의 온실효과에서 비로소 이루어졌으며 지난 200년 동안의 산업화에 따른 토지 이용이 이에 본질적으로 기여했다고 말한다. 산업화된 농업에 있어서 결정적인 것은 화석 연료 에너지 체제와 기술 혁신이며 이런 혁신에는 농업 기계뿐 아니라 비료 생산을 위한 하버 보슈 공정과 같은 화학적 처리 과정의 통제도 포함되었다.
저자는 노예제 종말은 단순히 정치적 저항에 의한 것만은 아니라 말한다. 산업화된 농업의 경제성이 노예제에 기반한 농업의 경제성보다 크지 않았다면 노예제는 아주 더디게 폐지되었거나 아예 폐지되지 않았을지도 모른다.(181 페이지) 인간 노동력의 농업에서의 해방이 산업화를 이끌었다. 비록 식량이 매우 불균등하지만 산업화의 결과 오늘날 80억 명의 인구를 먹여 살릴 수 있는 식량 풍요 시대가 찾아왔다. 인간과 가축을 농사일에서 해방시킨 농기계는 거의 모두 휘발유나 디젤에 의해 작동하며 이에 따라 상당 량의 이산화탄소를 배출한다.(187 페이지) 인공 비료의 생산 역시 화석 연료에 의존한다. 인공 비료를 통해 향상된 농업 생산성으로 인해 확대된 동물 사육으로 이산화탄소와 메테인 배출량이 급격히 증가했다.
1,850년 기온 측정이 시작된 이후로 전 세계 평균 기온이 약 1.3도 C 상승했다. 폭염과 가뭄의 빈도도 증가했다. 지금까지 인류가 초래한 온실효과만으로 다음 빙하기를 최소한 10만년 이상 늦추기에 충분하다고 한다. 인류가 초래한 기후변화 요인과 더불어 기후 체계 내부의 변동성이 중요한 역할을 했다. 특히 처음에는 태평양이 따뜻해졌다가 그 이후에는 대서양까지 따뜻해진 것이 주요했다. 에어로졸은 온실가스와는 다른 인위적인 요인으로서 태양복사의 일부를 차단하여 지표 근처의 기온을 낮추는 역할을 한다.
저자는 기후에 서로 반대되는 영향을 미치는 인위적 온실효과와 에어로졸의 관계에 대해 논한다. 1970년대에 등 지구가 다음 빙하기로 접어들 것이라는 지구 한랭화 이론은 더 이상 유효하지 않게 되었다. 현재까지 에어로졸은 온난화 효과의 약 0.73도 C를 상쇄한다. 에어로졸은 강수량을 강화한다. 인위적으로 미세 먼지를 줄이면 이 지역의 강수량이 감소하여 많은 사람들이 물과 식량 문제에 처할 가능성이 커진다. 에어로졸(미세먼지, 염화칼슘/염화나트륨 등)은 구름 응결핵 역할을 하여 수증기를 뭉치게 함으로써 구름 형성을 촉진하고, 일정 수준 이상 농도가 높아지면 강수 입자를 성장시켜 강수량을 증가시키는 효과(인공 증우 등)가 있다. 지나치게 높은 농도는 강수 시기를 지연시키거나 구름 입자를 작게 만들어 오히려 강수를 억제할 수도 있다. 미세먼지는 에어로졸의 일종이다.
지구 온난화의 가장 심각한 영향은 빙하 해빙, 그로 인한 해수면 상승이다. 대륙 및 극지방의 빙하가 녹는 것은 해수면의 절대적 상승을 초래한다. 더욱이 해양 수온의 상승에 따른 물의 열팽창과 침식 과정으로 많은 해안선이 상대적으로 가라앉는 현상이 일어나 해수면 상승을 가속화한다. 태평양 지역의 투발루, 바누아투, 키리바시 같은 섬나라들은 국가 주권과 영토적 통합성이 위협을 받고 있다. 투발루, 바누아투, 키리바시 등은 불의 고리의 중심 및 주변 지역이다. 물론 이들 나라들을 더 위협하는 것은 화산 폭발보다 해수면 상승과 해안선의 가라앉음이다. 현재 남태평양의 22개 섬나라에는 약 700만 명의 인구가 거주하고 있다.
오늘날 인류가 초래한 기후변화는 기후의 역사에 있어서 극적인 단절을 의미하며 이러한 단절의 성격은 신석기시대 농업혁명의 도입보다도 급진적이다. 지구의 역사에서 그 어느 때보다도 어느 한 종의 활동이 이처럼 단기간에 지구 기후를 변화시키는 주요 동인이 된 적은 없었다. 과학적으로 인정받는 설명은 우리가 막대한 양의 화석연료를 연소하여 이산화탄소를 비롯한 기타 온실가스를 대기 중에 방출함으로써 자연적인 온실 효과가 강화되었다는 것이다. 온실가스 배출량을 역사적으로 계산한 결과는 기후 변화에 대한 책임이 시간과 공간에 따라 매우 불균등하게 분포되어 있음을 말해준다.
오늘날 기후변화는 멸종 위기, 해양 산성화, 산업적 환경 재앙, 화학적 오염, 물 부족, 질소 및 인 순환의 변화 같은 주요 환경문제와 결합하여 유한한 자원을 가진 지구라는 행성에서 이루어지는 성장과 번영의 한계를 여실히 보여준다. 지속 가능성을 연구하는 스웨덴의 환경학자 요한 록스트룀(Johan Rockström; 1,965- )은 이를 설명하기 위해 행성적 한계(planetary boundaries)라는 개념을 고안했다. 1) 기후 변화 2) 성층권의 오존층 파괴 3) 대기 중 에어로졸 농도 4) 해양 산성화 5) 생물권과 해양에 질소(N)와 인(P)의 과잉 공급 6) 담수 사용량 7) 토지 이용의 변화 8) 생물 다양성 파괴 9) 인간이 만들어 낸 신물질(화학 물질) 등이 지구 위험 한계선 9가지 항목이다.
지구 위험 한계선의 3가지 기준은 안전 영역, 위험 증가 영역, 고위험 영역의 세 영역으로 나뉜다. 지구 위험 한계선은 그 개념이 제시되었던 2, 009년에 이미 9개 중 2개 영역(생물다양성, 질소 과잉공급)에서 한계선을 넘어섰다. 2,022년 4월 네이처지가 발표한 바에 따르면 개념 제시 후 14년이 지난 현재 6개 영역이 위험 수준으로 상승했다. 1) 기후, 2) 생물 다양성, 3) 토지, 4) 해양 산성화, 5) 생물권과 해양에 질소(N)와 인(P)의 과잉 공급, 6) 인간이 만들어 낸 신물질 등이다.
산업화의 역사는 전반적으로 불균등한 발전을 보여준다. 기후 체계에 있어 중요한 것은 산업화의 시간적 길이가 아니라 배출량의 총합이다. 인구가 많은 국가가 화석 연료 기반의 산업화 과정을 거칠 때 이산화탄소 배출량은 매우 빠르게 누적된다. 오직 풍력, 태양광, 수력 에너지의 비중을 빠르게 확대하는 것만이 현재의 추세를 멈출 수 있는 유일한 해결책이다. 화석 자원은 수백만 년에서 수억 년에 걸친 지질학적 과정을 통해 형성되며 지구상에 불균등하게 분포해 있다. 기후변화가 뒤늦게 정치적 쟁점이 된 데에는 여러 이유가 있다. 우선 많은 과학자들이 오랫동안 인위적인 온실효과 강화가 위험이 아니라 오히려 긍정적인 효과를 가져오리라 믿었다. 예컨대 가이 스튜어트 캘린더는 1938년 화석연료 연소가 열과 에너지 공급을 넘어 여러 방면에서 인류에게 유익함을 가져다 줄 것이라고 보았다. 그는 기후 온난화 덕분에 작물 재배의 북방한계선이 북쪽으로 이동할 수 있을 뿐만 아니라 다음 빙하기가 지연될 것이라고 예측했다.
캘리포니아 공과대학에서 대기 중 이산화탄소를 측정하는 새로운 방법을 개발한 찰스 데이비드 킬링의 킬링 곡선은 대기 중 이산화탄소 농도의 지속적인 증가세를 보여주었다. 인류가 초래한 기후 변화는 전 세계가 에너지 공급 방식을 화석 연료 연소로부터 벗어나는 방법으로만 억제되고 멈출 수 있다. 이전의 두 전환 즉 농업으로의 전환, 산업혁명은 경제 방식을 뛰어 넘어 기존 사회 질서의 완전한 재편을 초래했다. 그러나 이 두 대 전환 중 어느 것도 사전에 미리 계획된 마스터플랜에 따라 이루어지지 않았다.
이 때문에 에너지 전환의 역사를 연구한 몇몇 역사학자들은 화석 연료 체제를 계획적으로, 그리고 정치적, 인위적으로 이끌면서 전환하는 작업이 성공할 수 있을지에 대해 의문을 제기한다. 저자는 그러나 항상 과거에 있었던 일이 반복되기만 한다면 역사는 새로운 소식이 없는 신문에 불과할 것이라 말한다. 서구의 물질적 풍요 기준을 단지 다른 지역으로 확장하는 데 골몰하는 미래 개발 정책은 이미 지구적 한계에 부딪쳤다. 체제 전환은 너무도 어려워 보인다. 이는 핵무기 확보를 둘러싼 패권적 대립만 보아도 알 수 있는 바이다. [꿰뚫는 기후의 역사]는 좋은 책이다. 적극 추천한다.
