[데일리e뉴스= 전수영 기자] 최근 미국항공우주국(NASA)은 지구온난화, 지상 공급원의 다양성, 그리고 대기권을 통과할 때 가스의 행동을 자세히 보여주는 3차원(D) 메탄농도 그래픽을 발표했다..
화석연료, 농업, 바이오매스 연소 및 바이오 연료를 포함한 배출 인벤토리 등의 각종 데이터와 습지대를 고해상도 컴퓨터 모델로 통합한 3D 그래픽을 통해 연구자들은 복잡한 가스와 지구가 탄소 순환에서 어떤 역할을 하는지 이해할 수 있게 됐다.
산업혁명 이후 대기 중 메탄가스 농도는 두 배 이상 증가했다. 이산화탄소에 이어 메탄은 현재까지 지구 기후 상승의 20~30%를 책임지는, 두 번째로 영향력이 큰 온실가스다.
벤 풀터(Ben Pouler) NASA 고다드 우주비행센터 연구원은 "메탄 배출량을 줄일 수 있는 준비가 시급하다"고 경고했다.
메탄 분자 한 개는 이산화탄소 분자보다 열을 가두는 데 더 효율적이지만, 대기 중 메탄 수명은 짧고, 이산화탄소 농도가 훨씬 높아 이산화탄소는 여전히 기수 변화의 주역이다. 또한 메탄은 이산화탄소보다 훨씬 더 많은 원천에서 생산되는데, 에너지와 농업 분야뿐만 아니라 다양한 형태의 습지와 수역도 포함된다.
풀터 연구원은 "메탄은 혐기성 조건에서 생산되는 가스여서 사용 가능한 산소가 없을 때 메탄이 생산될 수 있다"며 "주로 석탄, 석유 및 가스와 같은 화석연료 활동 외에도 메탄 공급원은 바다, 강과 호수의 식물 습지 토양, 벼 재배와 같은 농업, 호수를 포함한 반추동물(한번 삼킨 먹이를 다시 게워 내 씹는 동물)의 위장까지도 포함한다"고 설명했다.
아비셰크 채터지(Abhishek Chatterjee) 대학우주연구협회 탄소 순환 과학자는 "지상에서 대기 중으로 이동하는 현재의 메탄 유량의 최대 60%가 인간활동의 결과로 추정된다"며 "이산화탄소와 유사하게 오랜 기간의 인간활동은 대기 중 메탄 농도가 자연적인 '싱크(Sink)'에서 제거하는 것보다 빠르게 증가하고 있다"고 말했다.
이어 그는 "인구가 계속 증가함에 따라 에너지 사용, 농업 및 쌀 재배의 변화, 가축 사육은 메탄 배출에 영향을 미친다"며 "그러나 측정이 부족하고 탄소 기후 피드백의 불완전한 이해로 미래의 추세를 예측하기는 어렵다"고 덧붙였다.
레슬리 오트(Lesley Ott) 고다드 글로벌 모델링 및 동화담당실의 연구 기상학자는 “우리는 배출량에 대해 알려주는 조각이 있고, 대기 농도를 알려주는 조각도 있다”며 “모델은 기본적으로 모두 잃어버린 조각이며, 메탄이 어디에서 어디로 가고 있는지를 이해하는 데 도움이 된다”고 설명했다.
풀터, 채터지, 오트와 동료들은 메탄에 대한 그림을 만들기 위해 국가들이 보고한 배출 인벤토리의 메탄 데이터, ABoVE(Arctic Boreal Vulnerability Experiment)와 같은 NASA 현장 캠페인 및 일본 우주국의 온실가스 관측 결과 등을 사용한 후 기상 모델을 이용해 대기 중 메탄이 시간이 지남에 따라 어떻게 이동하고, 행동했는지를 확인했다.
그들은 데이터를 시각화한 자료를 처음 봤을 때, 몇 개의 눈에 띄는 장소를 발견했다.
남아메리카에서는 아마존강 유역과 그 인접 습지가 계절에 따라 홍수를 일으켜 메탄의 주요 원천인 산소 부족 환경을 만들었다. 전 세계적으로 메탄 배출량의 약 60%가 열대지방에서 발생하기 때문에 다양한 인적, 자연적 원천을 이해하는 것이 중요하다는 것이 확인됐다.
유럽에서는 메탄 신호가 아마존만큼은 강하지 않았지만, 유럽 메탄 공급원은 인구 및 에너지 부문에서 석유, 가스 및 석탄 탐사 및 수송에 영향을 받았다.
인도에서는 쌀 재배와 자축이 메탄의 두 가지 원천이었다. 폴터 연구원은 "농업은 전 세계 메탄 배출량의 약 20%를 차지하며, 가축의 소화기에서 음식을 처리하는 장 발효(enteric fermentation)를 포함하지만, 가축과 기타 농업 활동에서 나오는 폐기물들을 관리하는 방법도 아우른다"고 말했다.
그는 "중국의 경제 확장과 많은 인구는 메탄의 원천인 농업 생산뿐만 아니라 산업의 석유, 가스 및 석탄 탐사에 대한 높은 수요를 유발한다"고 분석했다.
북극 및 고위도 지역은 전 세계 메탄 배출량의 약 20%를 차지했다. 오트 기상학자는 "북극에서 일어나는 일이 항상 북극에 머무는 것은 아니다"며 "북위의 높은 위도에는 엄청난 양의 탄소가 저장돼 있다. 과학자들이 정말로 염려하는 것 중 하나는 토양이 따뜻해지면서 더 많은 양의 탄소가 대기로 방출될 수 있는지 여부다"고 우려했다.
폴터 연구원은 "전 세계 메탄 예산을 이해하는 데 있어 어려운 점 중 하나는 메탄이 생산되고 있다고 생각하는 시점과 상향식 전망, 또는 국가 수준의 보고 또는 지표 모델을 사용해 메탄 배출량을 측정하는 방법에 대한 대기의 관점을 조정하는 것이었다"며 "우리가 가기고 있는 시각화는 이런 하향식 및 상향식 불일치를 이해하는 데 도움을 줄 수 있고, 또한 메탄이 대기를 어떻게 움직이고 그것이 어디에서 생산되는지에 대한 질적인 이해를 제공해 전 세계 메탄 예산에 대한 이해의 불확실성을 줄이는 데 도움을 줄 수 있다"고 말했다.
