"지구온난화의 해법, 극지방에서 찾다"

유엔환경계획(UNEP)은 2100년까지 전 세계적인 산불 발생 빈도가 50% 늘어날 것이라고 경고한다. 올해 초 미국 서부에서는 대형 산불이 3주 넘게 이어지며 서울시 전체 면적의 약 3분의 1에 달하는 땅이 잿더미가 되었다. 지구온난화로 인한 장기적인 건조와 돌발적인 강풍이 겹치며 불길이 커졌다는 분석이다.

2019년 여름에는 북극권에서도 대형 산불이 발생했다. 북극의 하늘이 검은 재로 뒤덮인 장면은 지구촌에 큰 충격을 안겼다. 러시아 시베리아 화재 연기가 북극까지 퍼지는 장면이 위성으로 관측됐고,WMO(세계기상기구)는 당시 북극권 산불로 이산화탄소 53Mt(메가톤)이 방출됐다고 밝혔다.

IBS 기후물리 연구단은 2024년 9월, 북극권 대형 산불이 발생하는 원인을 밝혀냈다. 북극 산불의 원인은 1년 내내 얼어 있는 땅인 '영구동토층'이 지구온난화로 인해 빠르게 녹아내리는 데 있었다. 영구동토층이 녹으면 토양 상층에 머무르던 수분이 아래로 빠지고 그 결과 토양과 대기가 더 건조해진다. 문제는 전 지구적 온실가스 배출이 계속 되며 영구동토층 지역의 약 50%에서 급격한 해빙이 발생할 수 있다는 점이다.

연구를 주도한 김인원 기후물리 연구단 연구위원은 "북극 산불은 장기적으로 극지 식생 및 동물 생태계에 영향을 미칠 것"이라며 "지구온난화를 늦추기 위한 다양한 노력이 필요한 시점"이라고 강조했다. 앞으로도 지구의 기후변화 추이와 이로 인한 영향을 다각도로 분석해 인류에게 의미 있는 결과를 내고 싶다는 김 연구위원의 연구 이야기를 들었다.

Q. 자기소개 부탁드립니다.

안녕하세요. 부산에 위치한 IBS 기후물리 연구단에서 기후변화가 육상 생태계, 특히 식생과 산불에 미치는 영향을 연구 중인 김인원 연구위원입니다.
대학원 시절에는 주로 기후변화에 따른 아시아의 여름철 강수를 예측하는 데 집중했습니다. 졸업하고 나서는 강수의 변화로 인해 발생하는 다양한 모습을 탐구하고 싶었는데, 마침 연구단에서 기후변화에 따른 육상 생태계 변화를 연구할 기회를 얻게 됐습니다. 최근에는 북극 지역의 대형 산불 문제가 화두로 떠올랐는데요. 지구온난화에 따른 북극의 산불 변화에 큰 흥미를 느꼈고 이 주제를 심도 있게 연구하게 됐습니다.

Q. IBS 기후물리 연구단은 어떤 곳인가요?.

2017년 설립된 기후물리 연구단은 자연적으로 발생하는 기후 변동성과 인간의 활동으로 인해 발생하는 인위적인 기후변화를 이해하기 위한 기초연구를 수행합니다. 과거, 현재, 그리고 미래의 기후변화를 이해하고자 노력하지요. 예컨대 동굴 탐사를 통해 동굴의 생성물을 분석하면 과거 기후를 복원할 수 있습니다. 슈퍼컴퓨터를 활용해 대기, 해양, 지면, 빙상과 같은 기후 시스템을 예측할 수도 있고요. 그런가 하면 기후변화가 초래한 인류의 대이동, 동물·식생·해양생물 변화, 감염병 발생 등을 분석·예측하는 연구도 이뤄지고 있습니다.

Q. 최근 기후변화와 더불어 연구계에서는 영구동토층을 주목하고 있는데요. 그 이유는 무엇인가요?

영구동토층은 2년 이상 연속적으로 얼어 있는 고위도 지역의 땅을 말합니다. 이곳에는 막대한 양의 유기탄소가 저장돼 있는데요, 지구온난화로 인해 영구동토층이 녹으면 땅속에 묻혀있던 탄소가 미생물에 의해 분해돼 이산화탄소, 메탄 같은 온실가스로 대기 중에 방출됩니다. 이렇게 방출된 온실가스는 지구온난화를 더욱 가속할 수 있습니다.

Q. 영구동토층의 변화는 지구의 다른 대륙에 어떤 영향을 주나요?

영구동토층이 녹으면서 지구온난화가 가속하면 극지 외 지역에서도 폭염과 가뭄, 강수 변화 같은 극단적인 기후 현상이 증가할 수 있습니다. 최근 발표된 기후변화 모델링 연구를 보면 영구동토층 해빙으로 인해 물의 흐름이 달라졌고, 이 변화가 전 지구 기후시스템과 상호작용하며 열대지방의 강수량에 영향을 준 것을 확인할 수 있죠.
지구적 기후시스템과 상호작용하며 열대지방의 강수량에 영향을 준 것을 확인할 수 있죠.

Q. 영구동토층 해빙이 빨라지면서 북극의 산불 피해도 늘고 있다는 연구를 지난해 발표하셨습니다. 산불이 자주 발생하면 극지방에 어떤 변화가 나타날까요?

영구동토층이 녹으면서 극지 지역에서 대규모 산불이 빈번해지면 극지방에는 여러 변화가 나타날 수 있습니다. 산불로 인해 배출된 에어로졸은 태양 복사 에너지를 일부 차단할 뿐만 아니라 구름 생성 과정과 대기 화학 반응에도 영향을 미칠 수 있지요. 또 대규모 산불이 발생하면 지역의 식생과 동물의 서식 생태계에도 영향을 줄 수 있습니다. 결과적으로 극지방에서 산불이 빈번하게 발생하면 극지방 생태계에 장기적인 변화가 나타날 가능성이 있습니다.

Q. 변화를 늦추기 위한 실질적인 방안이 있을까요?

지구온난화를 늦추려면 다양한 노력이 필요합니다. 온실가스 배출을 줄이는 기술과 이산화탄소 포집 기술 등을 개발하는 방법이 있습니다. 또 이산화탄소를 흡수하는 산림을 보전하기 위해 노력할 필요가 있지요. 국제 협력을 통한 국가 간 탄소 감축 노력도 중요합니다.

Q. 최근 집중하고 있는 연구 분야는 무엇인가요?

이전과는 다른 새로운 연구에 도전하고 있습니다. 지난 200만 년 동안 기후 변화로 인해 지구상 식생이 어떻게 변화했는지 이해하고 싶습니다.
이를 위해 종자의 이동 과정을 반영한 새로운 식생 모델을 개발하고 있습니다. 급격한 기후 변화 속에서 단순히 기후 정보만 고려해서는 식생 종이 살아남거나 멸종하는 과정을 이해하기 어렵습니다. 종자가 어떻게 이동하는지 파악하는 게 중요한 요소가 될 수 있습니다. 하지만 현재 널리 사용되는 식생 모델은 종자 모델을 충분히 반영하지 못하고 있습니다. 종자 이동을 고려한 모델링이 나온다면 지금까지와는 다른 결과를 보여줄 수 있으리라 기대합니다.

Q. 앞으로는 어떤 활동을 하고 싶으신가요.

박사후연구원으로 IBS 기후물리 연구단에 합류해 기후변화에 관한 다양한 연구를 수행했는데요. 앞으로 기후변화에 의한 식생, 산불, 영구동토층, 육상 탄소순환 변화 등 연구를 더 확장해 나가고 싶습니다. 기회가 주어진다면 제가 지금까지 해온 연구를 기반으로 연구팀을 이끌어보고 싶습니다. 이를 통해 보다 더 도전적인 연구를 수행하고 의미 있는 성과를 내고 싶습니다.

Q. 꼭 하고 싶은 말씀이 있다면.

오랜 기간 IBS 기후물리 연구단에 몸담으며 연구단을 향한 깊은 애정을 갖게 됐습니다. 연구단은 저를 포함한 수많은 연구원이 다양한 경험을 쌓고 의미 있는 성과를 낼 수 있는 밑거름이 돼 주었습니다. 앞으로도 우리 연구단의 연구 환경이 조금 더 장기적이고 안정적으로 발전하길 기대합니다.