사막을 녹지로 바꿀 수 있을까?
사막이라고 하면 광활한 고비 사막이나 사하라 사막이 떠오를 수도 있다.
하지만 실제로 사막의 형태는 매우 다양하며, 이곳에 사는 식물과 동물, 인간의 삶의 모습도 제각각이다.
이집트의 수도 카이로는 거주민이 2300만 명이 넘는 세계 최대의 사막 도시다.
그러나 일반적으로 사막은 극도로 건조한 환경으로, 물이 부족해 대부분의 생명체가 번성하기 어렵다.
그리고 현재 사막의 면적은 점점 늘어나고 있다. UN에 따르면 매년 건강한 토지 약 100만km²가 사막으로 변하고 있다.
지구의 비옥한 땅이 점점 줄어드는 상황에서, 과연 새로운 방법으로 물을 만들어 사막을 식물이 번성할 수 있는 푸른 땅으로 바꾸는 일도 가능할까.
날씨 바꾸기
중국 베이징 사범대학교의 얀 리 지리학과 교수는 "사막화란 초원이나 관목지 같은 자연 토지가 어떤 이유로든 점점 더 건조해지다가 결국 사막으로 변하는 현상"이라고 설명했다.
1970년대에 미국 출신 기상학자 줄 차니는 인간의 활동이 사막화에 큰 영향을 미친다는 사실을 발견했다.
리 교수는 BBC '크라우드사이언스'와의 인터뷰에서 "인간이 키우는 가축이 너무 많아지면, 풀을 모두 먹어 치우면서 녹지가 점점 사라지고 결국 맨땅이나 모래로 변하게 된다"고 설명했다.
이 과정에서 알베도(물체 표면이 빛을 얼마나 반사하는지 나타내는 값)가 변화한다. 맨땅은 너무 밝아서 햇빛도 더 많이 반사한다.
지면이 열을 흡수하지 못하고 반사해버리면 그 위의 공기가 제대로 따뜻해지지 못한다. 그 결과, 수분 증발량도 줄어 구름도 제대로 형성되지 못한다. 결국 해당 지역은 더욱 건조해지게 된다.
이에 리 교수는 그럼 그 반대인 경우를 고민하게 됐다.
"지표면의 알베도를 낮춘다면(열 흡수량이 늘어나도록) 어떻게 될까요? 강수량이 증가할까요?"
그는 태양광 패널을 통해 이를 실험해 볼 수 있다고 말한다. 태양광 패널은 보통 어두운 색이고, 어두운 표면은 열을 잘 흡수해 주변 공기를 데운다. 이는 공기 중으로 증발하는 수분을 증가시켜 결과적으로 구름 형성에도 도움이 된다.
실제로 리 교수 연구진은 사하라 사막의 20%를 어두운 태양광 패널로 덮었을 때 어떤 변화가 일어날지 시뮬레이션했다.
또한 연구진은 풍력 터빈도 추가했다. "풍력 터빈이 있으면 지표면의 거칠기가 달라지기" 때문이다.
"표면이 거칠어지면 마찰이 증가하고, 이에 따라 난류가 형성돼 더 많은 에너지가 공기 중으로 전달됩니다. 그리고 난류는 날씨 현상을 만들고 구름을 형성하죠."
시뮬레이션 결과, 사하라 사막 전체의 평균 강수량이 2배 증가할 것으로 예측됐다.
하지만 현재로서는 시뮬레이션일 뿐이며, 이 가설을 실제로 구현하려면 거의 200만km²에 달하는 광대한 면적에 태양광 패널과 풍력 터빈을 설치해야 한다. 멕시코나 인도네시아의 국토 면적과 맞먹는 규모다.
또한 리 교수에 따르면 이러한 방법은 사하라 사막처럼 바다와 가까운 사막에서만 효과가 있다. 바다와 가까워야 습한 공기가 내륙으로 유입되기 때문이다. 고비 사막이나 중동의 사막처럼 지구상의 많은 다른 사막들은 바다와 너무 멀리 떨어져 있다.
구름 잡기?
지구상에서 가장 건조한 곳으로 알려진 칠레의 아타카마 사막에서는 공기 중에서 수분을 추출한다.
칠레 마요르 대학의 버지니아 카터 지리학 교수는 이러한 안개 포집 장치 구축 분야의 전문가다.
그는 "안개 포집 기술은 약 50년 전 칠레에서 개발됐다"면서 "핵심은 사막의 구름에서 수분을 추출하는 것"이라고 설명했다.
그 방식은 놀라울 정도로 간단하다. 거대한 두 기둥 사이에 그물망을 달면 수분을 머금은 구름이 이 미세한 망을 통과하면서 물방울이 형성된다. 이렇게 모인 물은 파이프를 통해 저장 탱크로 향한다.
카터 교수에 따르면 칠레 최북단 지역에서는 하루 평균 1㎡당 물 약 2리터, 다른 지역에서는 최대 7리터까지 모을 수 있다.
그렇다면 이러한 안개 포집 기술이 사막 녹지화에도 도움이 될까.
카터 교수는 가능성이 있다고 말한다. 실제로 그의 연구팀은 현재 아타카마 사막에서 안개수를 활용한 수경재배 프로젝트를 진행하고 있다. 수경재배란 흙 대신 배양액으로만 식물을 키우는 방식이다.
하지만 한계도 있다. 다른 기술에 비해 안개로는 확보할 수 있는 물의 양이 적고, 안개가 자주 발생하는 지역, 즉 해안가 근처에서만 적용할 수 있다.
해수를 담수로
전 세계 해수면이 상승하는 상황에서 바닷물을 직접 끌어다쓰면 어떨까.
해수 담수화는 매우 강력한 기술이지만, 현재는 대부분 화석 연료에 의존하는 등 에너지 소비가 매우 높다.
영국 더비 대학교의 크리스토퍼 샌섬 교수는 태양 에너지를 이용한 소형 담수화 장치를 개발 중이다. 거울을 이용해 햇빛을 파이프에 집중시켜 해수를 끓이고 소금을 분리해낸다는 생각이다.
하지만 현대 사회의 수요를 충족하고 사막을 녹지로 바꾸려면 막대한 규모의 담수화가 필요하다.
또한 어떤 방식의 담수화이든, 담수화 과정에서 발생하는 막대한 양의 소금은 주변 환경을 오염시킬 수 있다.
사막을 녹지화해야 할까?
이론 상으로만 보면 바닷물을 담수로 바꾸거나, 구름을 포집하거나, 심지어 사막의 날씨를 바꾸는 등의 방법으로 사막을 녹지로 바꿀 수 있다.
하지만 사막이 그저 나쁜 존재인 것은 아니다. 리 교수는 사막은 "지구의 자연적인 현상"이라면서 "사막이 안정적인 상태라면 괜찮다. 그냥 그대로 두면 된다"고 했다.
영국 노팅엄 대학교의 식물 과학자인 지니아 곤잘레스 카란자는 "사막을 녹지화하거나 사막에 물을 공급하려 하기보다는 그곳에 존재하는 생명을 보호해야 한다"고 주장한다.
카란자는 사막 녹지화 시도가 장기적으로 자연 환경과 그곳에 사는 사람들에게 해를 끼칠 수 있다고 우려한다.
"식물을 심으면 당장은 좋은 작물을 거둘 수 있겠지만, 막대한 양의 물을 사용해야 한다"는 그는 "그리고 우리가 이미 목격했듯이, 작물 재배에 많은 물을 사용하면 사막 주변 공동체가 고통받게 된다"고 덧붙였다.
그는 "사막에 대해 제대로 이해하고, 존중하며, 사막과 조화롭게 살아가는 것이 최선"이라고 마무리했다.
*BBC 월드 서비스 '크라우드사이언스'의 한 에피소드를 바탕으로 작성된 기사입니다
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