CO2 농도 증가가 기온 상승을 초래하는가 아니면 거꾸로 기온상승이 CO2 농도를 증가시키는가? 이 문제는 과학계의 오랜 논란거리다. 지구온난화에서 인간의 책임을 부정하는 기후변화 회의론자들은 기온상승이 대기 중 CO2 농도 증가의 원인이라는 주장을 펴왔다.

사진: 시베리아 야말(Yamal) 영구동토층, 그린피스

하지만 최근 과학저널 네이처지에 실린 한 논문을 통해 수천만 년 전 대기 중 CO2 농도가 증가하면서 지구 기온이 상승했을 가능성이 높다는 사실이 확인됐다. 미국, 이탈리아, 영국의 공동 연구팀은 5500만 년 전 ‘하이퍼서멀(hyperthermals)’이라 불리는 극단적인 온난화 현상의 원인을 분석했다. 하이퍼서멀은 대기 중으로 엄청난 양의 탄소가 방출되고 바다 산성화가 가속화되었으며 기온이 수천 년 만에 5℃가량 상승했던 시기다.   

과거의 기온 변화를 추적하기 위해 과학자들은 얼음층이나 나무 나이테 등 간접적인 프록시 자료(proxy data)들을 활용한다. 이 자료들은 오늘날 과학기기로 측정한 자료에 비해 정확도가 떨어져 해석의 어려움을 낳는 경우도 있다. 과학자들이 CO2 농도증가와 지구 기온상승 중에서 어느 쪽이 먼저였지 혼란스러워했던 것은 바로 프록시 자료의 부정확성 때문이다. 

이번 연구를 통해 밝혀진 것은 하이퍼서멀 시기에 대량으로 방출된 탄소의 기원은 극지방의 영구동토층(permafrost)이라는 사실이다. 얼마 전까지 과학자들은 과거에 추가로 방출되었던 탄소의 기원이 바다 퇴적층에 얼음 형태로 매장되어 있던 메탄가스였을 것으로 추정해왔다.

연구진에 따르면, 지구온난화로 영구동토층이 녹고 유기물 분해가 촉진되면 대기 속으로 더 많은 탄소가 방출된다. 기온상승이 종종 CO2 농도증가보다 시기적으로 앞선 것처럼 보이는 프록시 자료는 기온상승 → 영구동토층 메탄 방출 → 추가 기온상승이라는 지구온난화의 되먹임 고리(feedback loop) 탓이라는 것이 연구진이 내린 결론이다(기후변화행동연구소 윤성권 객원연구원).