300년 된 해면을 기준으로 이미 1.5°C 초과 지구온난화 경고 나왔다

카리브해에서 자라는 산호 모양의 해면생물인 세라토포렐라 니콜소니는 300년 전으로 거슬러 올라가는 해수 온도의 대리인 역할을 할 수 있다. [사진=Kristen Grace/Florida Museum]

현재의 측정 방법보다 시간을 더 거슬러 올라가는 새로운 측정 기법에 따르면 지구는 이미 1.5°C의 온난화를 넘어섰다고 한다. 2015년 유엔의 파리기후협정에서 각국은 기후 변화의 한계선인 1.5°C를 넘지 않기로 합의한 바 있다.

5일 자연과학 국제종합지 '네이처(Nature)'에 게재된 논문에 따르면, 호주 크롤리의 서호주대학 해양연구소의 산호초 연구 지구화학자로 이번 연구 논문의 수석 저자인 말콤 맥컬록(Malcolm McCulloch)은 "우리는 지구온난화에 대한 또 다른 기록을 가지고 있다"며 "온도가 약 0.5도 정도 과소평가된 것 같다"고 말했다.

'기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)'는 가장 초기의 측정기구를 사용한 지구 온도 기록을 참조하는 산업화 이전의 지구 평균 기온을 기준으로 삼고있다. 이 시기는 1850~1900년경으로, 선박을 이용한 최초의 해수면 온도 기록을 이용할 수 있게 된 시기다.

그러나 맥컬록은 수명이 긴 바닷속 해면(sponge)이 18세기까지 거슬러 올라가는 온도를 알려줄 수 있다고 말한다. 맥컬록과 그의 동료들은 푸에르토리코 해안에서 자라는 산호와 유사한 해면 종(種)인 세라토포렐라 니콜소니(Ceratoporella nicholsoni)의 300년 된 탄산칼슘 골격에서 스트론튬(strontium)과 칼슘의 원소 비율을 분석했다. 이 비율은 수온의 변화에 따라서만 변하기 때문에 대리 온도계가 될 수 있다는 연구 결과가 발표된 것이다

이 해면은 카리브해의 한 특정 지역에서 샘플링됐으며, 이 해면이 발견된 유일한 곳이다. 이 해면은 수심 33~91미터의 해양 혼합층에서 채취됐다. 맥컬록은 "해수면 온도는 상층부에서 매우 가변적일 수 있지만, 이 혼합층은 수백 미터 아래까지 전체 시스템을 나타내며, 대기 온도와 평형을 이루고 있다"고 말한다.

해면이 자라는 카리브해는 대서양 자오선 전도 순환(Atlantic Meridional Overturning Circulation)과 엘니뇨 남방 진동과 같은 큰 해류와 기후 순환으로부터 상대적으로 보호되어 다른 해양 지역보다 수온의 변동성이 적다.

해면의 골격은 현재 산업화 이전 기준선으로 정의되는 1860년대 중반에 지구가 온난화되기 시작했음을 시사한다.

맥컬록은 "기준선은 현재 온도를 측정하는 기준점이므로 '1.5도의 온난화'라는 말은 이 기준점과 관련이 있다"고 말한다.

비교적 안정적이었던 1700~1860년대에 전 세계 해수면 온도는 화산 폭발로 인한 짧은 냉각기를 제외하고는 0.2°C 미만의 변동폭을 보였다.

맥컬록과 동료들은 이 초기 시기를 산업화 이전의 기준선으로 삼아 지구의 기온이 실제로는 IPCC가 추정한 것보다 0.5°C 더 상승했다고 계산했다. 그는 "이는 전체 온난화 양과 비교했을 때 엄청난 차이"라고 말한다.

게다가 지구는 2010~2012년경에 1.5°C의 온난화를 초과했으며, 향후 몇 년 안에 2°C를 넘어설 것으로 예상된다.

황금 성배
지구 기온의 다른 지표로는 얼음 코어(ice core)와 나이테 샘플이 있다. 이 중 일부는 1860년대부터 기온이 상승했음을 보여주고 있다.

케임브리지에 있는 영국 남극 조사의 화학 해양학자이자 해양 생지화학자인 케이트 헨드리는 도구적 데이터 수집 이전의 정확한 온도 데이터를 찾는 것은 "기후 연구 측면에서 황금 성배"라고 말한다. 그녀는 "기후 목표에 동의하려면 모든 것이 무엇에 근거하고 있는지 알아야 한다"고 말한다.

헨드리는 이러한 지구화학적 온도 지표에 대한 관심이 많지만, 이러한 접근 방식은 아직 초기 단계이며 매우 강력한 결론을 내리기 전에 이러한 지표에 대한 더 많은 이해가 필요하다고 강조한다..

한편 맥컬로크는 "연구팀은 해면에서 추출한 온도 데이터를 1964년부터 2012년까지의 전 세계 평균 온도 기록과 비교하여 그 정확성을 검증했으며, 그 결과 완벽하게 일치했다"고 말한다.

하지만 이는 해면 온도계가 검증 기간 동안과 마찬가지로 전체 수명에 걸쳐 동일한 성능을 발휘할 것이라는 가정을 전제로 한 것이다. 헨드리는 "기본적으로 가정하고 있는 것처럼 선형적인 반응일까요, 아니면 생물학적으로 어떤 식으로든 변화가 있을까요?"라고 묻는다.

헨드리는 온난화에 대한 전 지구적 그림을 구축하려면 전 세계와 다양한 출처의 데이터가 필요하다고 말한다.

그녀는 "우리가 가지고 있는 온도에 대한 모든 대용물(proxy)에는 문제가 있고, 주의해야 할 점이 있으며, 한계가 있기 때문에 가능한 한 많은 것을 조합하는 것이 중요하고, 퍼즐의 다양한 조각을 더 많이 모을수록 온도 차이를 더 강력하게 재구성할 수 있다"고 강조했다.