풍선으로 지구를 식혀라!

남태평양에 있는 ‘투발루’라는 나라에 대해 들어보셨나요? 아름다운 8개의 산호섬으로 이뤄진 이 나라는 세계지도에서 사라질 위기에 처해 있습니다. 지구온난화로 해수면의 높이가 계속 높아지기 때문이죠. 이미 투발루의 섬 중 하나인 ‘사빌리빌리’는 1999년 바다에 잠겨버렸습니다. 아름다운 자연으로 유명한 ‘몰디브’도 2100년이 되면 바다에 잠긴다고 해요. 바로 계속 뜨거워지고 있는 지구때문이죠.

지구의 온도가 달라지면 동물들도 위험합니다. 살기 알맞은 새로운 환경을 찾기 어려워서죠. 전체 지구의 평균기온이 1도 올라가면 꽃과 나무가 잘 자라지 못하게 됩니다. 그러면 나비 같은 곤충이 제대로 살지 못하고, 곤충을 잡아먹고 사는 새도 어려움을 겪게 됩니다.

만약 지구의 평균기온이 2도 높아지면 가뭄과 집중호우 등 이상기후 현상이 생겨서 물에 사는 동물들과 이들을 먹이로 삼는 여러 동물들이 멸종위기에 놓이게 됩니다. 또한 지구온난화는 지구촌 곳곳에 이전에는 없었던 이상한 자연현상을 만들어 내기도 합니다. 북극의 얼음이 녹고, 겨울철 폭설이나 여름철 폭우 등의 기상현상도 지구온난화 때문인 경우가 많죠. 

풍선에 연결된 호수로 화학물질 뿌려

그렇다면 뜨거워지는 지구를 식힐 방법은 없을까요? 물론 있습니다. 세계의 과학자들이 지구온난화를 해결하기 위해 여러 방법을 내놓고 있거든요. 최근에는 영국의 한 연구팀이 거대한 풍선을 이용해서 지구온난화를 막자는 아이디어를 내놓았습니다. 

영국의 지구공학자들로 구성된 ‘스파이스(Spice) 프로젝트’ 연구팀의 아이디어인데요. 이들은 우선 지름 100~200m에 달하는 거대한 풍선을 지표면에서 20km 떨어진 지점에 띄우려고 합니다. 그리고 풍선에 연결된 호수를 이용해 성층권에 화학물질을 뿌리는 것이죠. 성층권에 뿌려진 화학물질에 태양빛이 반사되면 지구의 열을 식힐 수 있다는 것입니다. 

이 아이디어는 1991년 필리핀의 피나투보 화산의 폭발을 보고 나온 것입니다. 당시 화산이 내뿜은 황산 알갱이가 하늘을 뒤덮었고, 이것이 햇빛을 반사해 약 1년 동안 지구의 온도를 낮췄거든요. 이 현상을 본 과학자들은 지구온난화를 막기 위한 방법으로 ‘작고 반사를 잘 시키는 알갱이’를 성층권에 뿌려 지구로 들어오는 햇빛 막기를 제안했습니다. 

성층권에 뿌릴 알갱이의 크기는 마이크로미터의 수십 분의 1 수준입니다. 우리 눈에는 보이지 않을 정도로 매우 작은 크기죠. 이것보다 알갱이가 더 크면 오히려 지구에서 나가는 열을 가둬 지구를 덥게 만들 수 있다고 합니다. 황산 알갱이는 크기가 작고, 새하얘서 햇빛을 반사시키기 좋다고 합니다. 그래서 성층권에 뿌릴 화학물질로 황산을 생각하는 과학자들이 많다고 합니다. 
 

알갱이를 뿌리는 성층권은 기체나 액체가 뜨거워지면 위로 올라가고, 차가워지면 아래로 내려오는 ‘대류운동’이 거의 일어나지 않아서 무척 안정된 공간입니다. 대류가 없는 성층권에는 구름이나 비가 만들어지지 않기 때문에 계속 햇빛을 반사시킬 수 있고, 이 때문에 과학자들이 성층권에 화학물질을 뿌렸을 때 많은 효과를 볼 수 있습니다. 대류권에다 황산 알갱이를 뿌렸다면 금방 비가 되어 내릴지 모르지만 성층권에서는 안정적으로 머무를테니까요. 

그동안 과학자들은 미사일이나 비행기 등을 이용해 화학물질을 뿌려 지구의 온도를 낮추는 방법에 대해 연구했습니다. 하지만 영국 연구팀은 풍선과 호수를 이용하는 게 훨씬 싸고 효과가 크다고 판단했습니다. 이들은 우선 작은 크기의 풍선부터 실험을 진행할 예정입니다. 우선 지표면으로부터 1km 지점에 풍선을 띄우고, 풍선에 연결된 관을 통해 물을 끌어 올립니다. 풍선과 연결된 관은 바다 위에 떠 있는 배와 연결돼 물을 올려 보낼 계획입니다. 이렇게 일정한 높이에서 물을 뿌리는 실험에서 어느 정도 성과를 거두면 지구온난화를 막는 풍선이 하늘에 둥둥 떠 있는 걸 보게 될지 모릅니다. 

풍선 그늘로 햇빛 막아 지구온난화를 막자!

2008년에는 풍선을 띄우는 것만으로 지구온난화를 막을 수 있는 아이디어도 나왔습니다. 바로 우주에 거대한 풍선 수십 개를 띄워 태양빛을 차단하는 것입니다.

이 방법은 지름 46㎞짜리 풍선 23개를 지상 1,000~2,000㎞의 우주에 띄우는 것입니다. 이렇게 하면 지구로 들어오는 햇빛을 0.01% 정도 막을 수 있고, 지구의 온도 상승을 어느 정도 막을 수 있다고 합니다. 특히 이 정도 높이에는 인공위성이나 우주쓰레기 등도 거의 없어서 풍선을 안전하게 띄울 수 있습니다.  

풍선은 100분의 1㎜두께의 플라스틱을 이어 붙여 만들게 됩니다. 6각형 모양으로 생긴 100개 정도의 조각을 로켓으로 올려 우주에서 풍선 하나를 조립하는 거죠. 다 만들어진 풍선 하나의 무게는 1만톤 정도가 될 거라고 합니다. 풍선은 호박처럼 만들고 햇빛을 막기 위해 검은색으로 만들게 됩니다. 완성된 풍선은 한쪽에서 햇빛을 받게 되는데요. 이때 햇빛을 받는 면의 온도는 80℃, 반대편의 온도는 0℃가 됩니다.

이렇게 생긴 풍선이 우주에 떠 있으면 지구가 풍선을 지날 때마다 그늘이 생깁니다. 거대한 풍선의 그림자가 생겨 지구로 들어오는 햇빛을 막는 거죠. 덕분에 지구의 온도가 높아지는 것도 막을 수 있습니다. 하지만 이런 풍선을 만들려면 풍선 조각을 우주에 올리고, 붙이는 기술 등이 필요합니다. 이런 기술이 아직은 개발되지 않아서 실제로 우주에 떠 있는 풍선 그림자를 보기란 쉽지 않을 것입니다.

지금까지 풍선을 이용해 지구온난화를 막는 두 가지 아이디어를 살펴봤습니다. 주변에서 쉽게 볼 수 있는 풍선에서도 새로운 아이디어를 떠올리는 과학자들을 응원하며, 빠른 시일 내에 지구온난화를 막아줄 풍선이 띄워지길 기대해 보는 건 어떨까요?

글 | 박태진 과학칼럼니스트 

 항공우주연구원  카리스쿨  

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