The US government is developing a solar geoengineering research plan

美, 태양지구공학 연구의 새로운 청사진을 만들다

미국 정부가 태양지구공학 연구의 기준이 될 연구 계획을 수립하고 있다. 이를 통해 기후변화에 대응하는 논란이 많은 수단인 태양지구공학의 실현 가능성과 이점, 위험성에 관한 더 많은 연구의 장을 마련할 수 있을 것이다.

미국이 ‘태양지구공학(solar geoengineering)’ 연구에 관한 지침과 기준을 제시할 연구 계획을 수립하고 있다. 기후변화 대응책 중 가장 논란이 많은 방법으로 여겨지는 태양지구공학은 더 많은 열이 우주로 방출되도록 기후 체계를 의도적으로 조정하여 지구 온도를 낮추는 방법을 연구하는 분야이다.

미 연방정부가 직접 나서서 태양지구공학 관련 연구 계획을 수립하는 것은 이번이 처음이다. 연방정부의 이러한 움직임은 태양지구공학의 핵심인 ‘인위적인 기후 개입’의 실현 가능성, 이점, 위험성에 관한 더 많은 연구와 투자가 이루어질 수 있는 발판을 마련하는 데 도움을 줄 것이다. 또한 지구 온도가 계속해서 상승하는 상황에서 지구공학이 적절하고 중요한 연구 분야라는 인식을 확립하는 데도 도움이 될 수 있다.

태양지구공학의 아이디어를 실현하기 위해 지금까지 다양한 접근방법이 제시됐다. 그중에서 가장 주목받고 있는 방법은 비행기나 거대한 풍선을 사용해서 성층권에 미세입자를 퍼뜨리는 것이다. 이론상 성층권에 입자를 뿌리면 과거에 거대한 화산이 폭발했을 때처럼 입자들이 햇빛을 우주로 반사해서 지구 온도를 낮출 수 있을 것이다. 일부 연구팀은 지구에 열기를 가두는 권운형 구름을 특정 입자를 방출해서 파괴할 수 있을지 또는 낮은 고도에 형성되는 해양 구름이 햇빛을 더 많이 반사하게 만들 수 있을지 연구하기도 했다.

조 바이든 미국 대통령이 3월에 서명한 2022년 연방 예산법(federal appropriations act)에 따르면 백악관 과학기술정책국(Office of Science and Technology Policy)은 NASA, 미국 국립해양대기청(National Oceanic and Atmospheric Administration, 이하 ‘NOAA’), 에너지부와 협력하여 기후 개입에 관한 연구를 진행하기 위한 ‘기관 간 단체’를 구성해야 한다.

해당 조치에 따르면 그렇게 형성된 단체는 ‘정부 지원 태양지구공학 연구를 위한 투명성, 참여도, 위험 관리에 관한 지침을 제공’하기 위한 연구의 틀을 만들어야 한다. 특히 NOAA는 다른 무엇보다도 태양지구공학 분야의 연구 목표를 정의하고, 기후 개입이 가져올 수 있는 잠재적인 위험을 평가하며, 연구를 수행하는 데 필요한 연방의 투자 수준을 결정하는 5개년 계획 수립 과정에서 과학기술정책국을 지원해야 한다.

태양지구공학을 포함해서 기후에 인위적으로 개입하는 ‘지구공학(geoengineering)’은 오랫동안 과학자들 사이에서 금기시되던 주제였으며 아직도 이 분야를 연구해서는 안 된다고 주장하는 과학자들도 있다. 지구공학 분야를 둘러싸고 이렇게 논란이 많은 이유는 지구공학 연구가 환경에 미칠 수 있는 잠재적인 부작용에 대한 의문과 그러한 부작용이 지구상 여러 지역에 불균일하게 느껴질 수 있다는 우려 때문이다. “지구 전체에 영향을 미칠 수 있는 지구공학이라는 강력한 도구의 사용 여부와 우리가 목표로 삼아야 하는 지구 평균 기온 같은 결정을 누가 내려야 할까?”라는 의문을 포함해서 글로벌 거버넌스에 관한 어려운 문제들을 해결하기 위해 전 세계가 어떤 노력을 기울여야 할지는 분명하지 않다. 그런 상황에서 지구공학이 너무 위험하기 때문에 어떠한 시도나 연구도 하지 않아야 하며, 지구공학의 가능성에 대해 이야기하는 것만으로도 기후변화의 근본적인 원인을 해결해야 할 필요성이 그다지 시급하지 않은 것처럼 느껴질 수 있다고 주장하는 사람들도 있다.

그러나 기후변화의 위협이 점점 커지고 주요 국가들이 탄소 배출량 감축에 관해 빠른 진전을 이루지 못하면서 태양지구공학 접근법들의 잠재적인 효과를 진지하게 연구하는 연구자, 대학, 국가가 늘어나고 있다. 그러자 소수의 저명한 과학 단체들은 태양지구공학 연구에 관한 더 엄격한 기준을 마련하고 더 많은 연구비를 지원해달라고 요구하기 시작했다. 그런 단체 중에는 미국 국립과학기술의학아카데미(National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, 이하 ‘NASEM’)도 있다. NASEM은 지난해에 5년에 걸쳐 1억 달러에서 2억 달러의 초기 투자금을 투입하여 미국의 태양지구공학 연구 프로그램을 설립할 것을 권고했다.

지구공학 연구를 지지하는 사람들은 탄소 배출량을 줄이는 것이 가장 중요한 우선순위로 남아있어야 한다고 강조하면서도 이 분야에 대한 연구를 통해 기후변화의 위험을 의미 있는 수준까지 줄일 가능성도 있으므로 지구공학 연구의 가능성도 탐구해야 한다고 주장한다. 그들은 폭염, 가뭄, 기근, 산불 등 극단적인 기후 현상이 점점 더 빈번해지거나 심각해지는 상황에서 ‘인위적인 기후 개입’이 광범위한 인간의 고통이나 생태학적 재앙을 빠르게 완화하는 데 이용할 수 있는 몇 안 되는 수단 중 하나일 수 있다고 강조한다.

기준 설정

성명에서 과학기술정책국은 연방 예산법에 따라 ‘기관 간 단체’를 구성했다고 공식적으로 밝혔다. 이 단체에는 NOAA, NASA, 에너지부를 포함해 연구기관과 정부 기관 열 곳을 대표하는 인물들이 포함됐다.

이 단체는 다른 단체와 개인들로부터 조언을 구하고 있으며, 이미 연구 5개년 계획의 윤곽에 관해 합의하고 초안을 작성하기 시작했다. 단체는 7월 말까지 초안 작성을 완료할 계획이며 초안은 예산법에 명시된 9월 중순 마감일에 늦지 않도록 적정한 때에 지구기후연구 소위원회(Subcommittee on Global Change Research)와 다른 연방 기관들이 검토할 것이다.

이들이 연구 계획에서 정부가 연구비 투자 규모를 늘려야 한다고 권고할지는 아직 분명하지 않다. 그러나 단체가 NASEM의 권고를 면밀히 따를 경우에는 그럴 수도 있다. 지금까지 연방정부는 태양지구공학 연구에 자금을 거의 지원하지 않았다.

MIT 테크놀로지 리뷰가 처음 보도한 바와 같이 NOAA는 초기 지출법안에 따라 지난 3년 동안 지구공학 관련 프로젝트에 약 2,200만 달러를 지원했다. 올해 지원금의 상당 부분은 여러 학회에 제공됐지만 대부분은 NOAA 내부 연구에 투입됐다.

그리고 이 금액이 현재까지 태양지구공학 관련 연구에 지원된 것으로 알려진 미국 연방정부 기금의 거의 전부에 해당한다.

미국 국립과학재단(National Science Foundation) 같은 연방 과학 기구는 자금을 지원하는 연구 프로젝트의 윤리, 영향, 정보공개에 관해 검토한다. 그러나 미국의 태양지구공학 연구에서는 이러한 연구 검토가 제대로 이루어지지 않았다. 이는 부분적으로 정부가 지금까지 태양지구공학 연구에 거의 지원을 하지 않았기 때문이다.

정부 지원금의 공백으로 인해 태양지구공학 연구자들은 연구비와 연구 감독을 위해 다른 곳을 찾아야 했다. 몇 년 동안 소규모로 성층권에서 풍선 실험을 진행해왔던 하버드대학교의 태양지구공학 연구 프로그램은 윌리엄과 플로라 휼렛 재단(William and Flora Hewlett Foundation), 앨프리드 슬론 재단(Alfred P. Sloan Foundation), 빌 게이츠(Bill Gates) 등으로부터 연구비를 지원받았다. 하버드대학교는 또한 해당 실험을 위해 독립적인 자문 위원회를 설립했다. 그리고 이 자문 위원회는 예상과 달리 지난해 초에 연구팀이 스웨덴에서 계획했던 풍선 실험을 중단하라고 권고했다.

적극적으로 활동하고 있는 또 다른 단체는 비영리단체 실버라이닝(SilverLining)이다. 이곳은 워싱턴대학교, 코넬대학교, 럿거스대학교, 국립대기과학연구소(National Center for Atmospheric Research) 소속 연구팀에 연구비를 지원해왔다. 이곳은 로어카본(Lowercarbon), 프리츠커 혁신 펀드(Pritzker Innovation Fund), 무어 재단(Moore Foundation), 그랜섬 재단(Grantham Foundation) 등으로부터 자금을 조달했다.

2021년 초에 발간된 NASEM의 보고서를 보면 태양지구공학 연구를 위한 기관 간 단체가 고심하고 있는 주요 문제들을 살펴볼 수 있다. 보고서의 저자들은 태양지구공학과 관련한 연방 연구 프로그램이 다른 국가와 협력을 통해 진행되어야 하며, 기술 사용을 목표로 하기보다는 지식 구축에 초점을 맞춰야 하고, 연방의 기후 관련 연구에서 작은 부분만을 대표해야 한다고 강조했다.

보고서는 또한 행동규범, 대중 및 이해당사자와 관련한 명확한 기준 등 태양지구공학 분야 연구를 통제할 수 있는 강력한 규칙이 필요하다고 강조했다. 여기서 이해당사자에는 기후변화나 지구공학 기후 개입으로 인해 가장 큰 영향을 받을 가능성이 있는 남반구 저개발국 지역사회들이 포함된다고 보고서는 언급했다.

보고서 저자들은 “물질 방출을 수반하는 실외 실험의 경우에는 실험실 연구나 모델링, 기타 유사한 수단을 통해서는 성취할 수 없는 지식을 확보할 수 있거나 관찰을 할 수 있을 때만 고려해야 한다”고 덧붙였다. 저자들은 또한 허가 시스템을 만들고 지구공학 연구가 환경에 미치는 잠재적인 영향을 평가해야 한다고 권고했다.

지난달 기후와 행성 과학자들이 모인 저명한 단체인 미국 지구물리학회(American Geophysical Union) 또한 ‘기후변화 개입 조치에 관한 연구와 가능한 실행 방식을 안내할 윤리적인 틀 수립’을 위해 세계 다른 기관들과 협력하는 자문위원회를 만들고 있다고 발표했다. 여기에는 태양지구공학뿐만 아니라 대기에서 온실가스를 제거하는 방법도 포함됐다.

연구 방향

지구공학 연구 프로젝트를 감독하는 NOAA 예산 계획의 프로그램 매니저이자 연구 화학자 그레고리 프로스트(Gregory Frost)는 현재까지 NOAA가 주로 높은 고도에서 풍선이나 항공기, 또는 다른 도구를 사용해서 대기의 기본 구성을 더 잘 이해하는 데 초점을 맞춘 모델링, 모니터링, 실험실 연구에 연구비를 지원해왔다고 밝혔다.

이러한 연구를 통해 연구원들은 화산 폭발처럼 입자를 퍼뜨리는 자연적 사건들에 의해 대기가 변화할 때 상황이 어떻게 달라지는지 더 잘 이해할 수 있으며 의도적인 기후 개입으로 인한 영향도 더 정확하게 시뮬레이션할 수 있다. 프로스트는 NOAA가 전 세계에 추가적인 감시 노력을 기울이고 있기 때문에 어떤 국가나 다른 행위자가 대규모로 지구공학 연구를 추진할 경우에 사실상 조기 경보 시스템을 제공할 수 있을 것이라고 말했다.

자금 지원을 받는 여러 프로젝트들도 모델링을 활용해서 해양층 구름을 변화시키는 방식의 실현 가능성과 잠재적인 효과를 평가하고 있다. 초기 연구에서는 해안 구름 쪽으로 미세한 소금 입자를 보내면 구름이 더 오래 유지되고 햇빛을 더 많이 반사할 수 있게 된다는 점을 발견했다. 따라서 전 세계 해안지대에서 이런 작업이 대규모로 이루어지면 상당한 열을 반사할 수 있을 것이다.

프로스트는 연방정부가 자연환경에 입자를 방출하는 연구는 진행하지 않으며 그런 연구에는 연구비를 지원하지도 않는다고 강조했다. 그는 지구공학 연구 대부분이 대기가 어떻게 작동하는지, 산불, 화산, 로켓 배출가스, 오염, 모래폭풍 등에서 발생하는 입자들이 어떤 역할을 하는지에 관해서 우리의 이해를 향상시키는 기초과학의 역할도 한다고 덧붙였다. 이 모든 연구를 통해서 기후 모델링과 날씨 예보, 그리고 어떤 국가가 인위적인 기후 개입을 추진하면 어떤 일이 벌어질지에 대한 예측까지 향상시킬 수 있다.

더 다양한 아이디어

태양지구공학 연구에 관한 기관 간 단체가 앞으로 어떤 권고를 할지 그들이 권고를 준비하면서 누구와 상의했는지 또는 상의할지는 아직 명확하지 않다.

하버드대학교 풍선 연구 프로젝트의 자문위원회에서 일하고 있는 지구공학 거버넌스 전문가 슈치 탈라티(Shuchi Talati)는 전 세계에 영향을 미치는 지구공학의 특성과 지구공학이 가져올 수 있는 다양한 결과를 고려할 때 미국이 어떤 지구공학 연구를 진행하더라도 전 세계 다른 국가들과 신중한 협력을 통해 연구 계획을 세우고 실행하기를 바란다고 밝혔다. 그녀는 또한 그 어떤 국가도 지구공학 분야에 대해서는 과도하거나 일방적인 통제를 할 수 없도록 해야 한다고 말했다.

다른 국가에서는 이미 지구공학 연구가 진행되고 있다.

유럽 과학자들은 지구공학과 관련한 다양한 잠재적인 접근법탐구해왔다. 중국 정부는 여러 기관에서 진행하는 모델링 연구에 자금을 지원하고 있다. 그리고 영국을 기반으로 하는 디그리스 이니셔티브(Degrees Initiative)가 운영하는 DECIMALS 펀드는 개발도상국 과학자들이 태양지구공학의 효과를 모델링하는 데 도움을 주기 위해 거의 100만 달러를 연구비로 지원해왔다.

이 연구비 지원 프로그램의 구체적인 목표는 기후변화에 특히 취약한 세계 일부 지역의 연구자들이 ‘태양지구공학 평가와 논의에서 더 중요한 역할’을 할 수 있도록 돕는 것이다. 프로그램 웹사이트에 따르면 프로젝트에는 인위적인 기후 개입이 중동의 모래폭풍, 남아프리카의 가뭄, 방글라데시의 식수와 식량 안보, 남아시아의 콜레라 등에 미치는 잠재적인 영향을 평가하려는 노력이 포함된다.

탈라티는 미국의 보고서가 특히 취약한 지역사회와 의미 있는 관계를 구축하고 연구자들이 연구에 관해 투명성을 보장하도록 할 방법과 관련해서 태양지구공학 분야의 연구와 실험에 적용해야 할 규칙을 신중하게 고려해야 한다고 말했다. 게다가 그녀는 태양지구공학 연구가 과학자나 기술 전문가뿐만 아니라 사회학자, 경제학자, 정치학자를 포함한 다양한 분야 전문가들의 전문지식과 관점까지 끌어내야 한다고 덧붙였다.

그녀는 지구공학 연구가 타당성을 확보하려면 “지구공학 분야가 더 커지고 더 개방되어야 하며 더 다양한 아이디어를 포괄해야 한다”고 말했다.

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