창백한 푸른 별(점), '가이아'가 지켜줄까?

  

 

가끔은 땅에 떨어진 동전을 보던 고개를 들어 저 하늘의 별을 보고 싶다. 너의 단점을 지적하던 손가락을 들어 하늘의 별을 가리키고 싶다. 욕망의 포화상태인 창백한 푸른 별 지구(점)는 누가 지켜줄까? <가이아>(제임스 러브록, 홍옥희 옮김, 갈라파고스, 2004)를 읽어 본다.

 

'가이아Gaia'란 고대 그리스 신화에 등장하는 대지의 여신을 일컫는 말로, 지구의 생물들을 어머니처럼 보살펴 주는 자비로운 신이다. 이 책은 그 신화를 과학으로 대체했는데, 1970년대 초 영국의 대기학자 제임스 러브록은 지구의 역사와 생물 진화에 대한 종래의 견해들과는 전혀 궤도를 달리하는 새로운 이론을 제시했다. 그는 우리들이 살고 있는 이 지구가 '살아 있는 하나의 거대한 유기체'라고 주장했다. 그리고 지구 생물권을 단순히 주위 환경에 적응해서 간신히 생존을 영위하는 소극적이고 수동적인 존재가 아닌, 오히려 지구의 제반 물리/화학적 환경을 활발하게 변화시키는 적극적이고 능동적인 존재라고 규정했다. 그러면서 러브록은 이러한 자신의 이론에 '가이아 가설(Gaia Hypothesis)'이라고 명명했다.(자연과학자들은 참 겸손하다. 언제나 뒤집힐 수 있는 '가설' 이라고)

 

 

 

 

먼저 러브록은 지난 30여 억 년 동안 대기권이 원소 조성과 해양의 염분 농도가 거의 일정하게 유지돼왔다는 사실에 주목했는데, 만약 생물이 지상에 출현하지 않았다면 절대로 그렇게 될 수 없음을 간파했다. 그리고 탄소, 질소, 인, 황, 염소 등 지구를 구성하는 주요 원소들이 대륙과 해양을 오가며 순환하고 있다는 사실도 발견하였는데, 놀랍게도 이런 물질들의 매개자가 전적으로 생물이라는 점 또한 알아냈다. 생물들은 기후를 조절하고 해안선을 변화시키고, 때로는 대륙을 이동시킬 수도 있었던 것이다. 따라서 러브록은 자연스럽게 이 지구가 생물과 무생물의 복합체로 구성된 하나의 거대한 유기체라는 결론에 이르렀다.

이를 뒷받침하기 위해 저자는 20여 년간에 걸쳐 지구와 생물의 유구한 역사를 연구하면서 지질학, 생물 진화학, 기후학 등에 담겨진 최근의 이론들에 근거한 과학적 증거들을 제시하고 있다.

 

러브록은 NASA 태양계 조사에 참여하면서 지구의 대기 조성이 주변 행성과는 크게 다른 점을 발견했다. 금성과 화성의 경우, 두 행성은 모두 대기 중 이산화탄소의 비율이 95%를 차지하는 데 비해 지구의 0.03%는 매우 다른 수치였다. 이에 대해 러브록은 원시 지구의 이산화탄소 비율은 금성, 화성과 비슷했지만, 지구가 생명체를 배태하면서 이 생명체가 지구의 대기조성을 바꾼 것이라고 주장했다. 이는 광합성을 하는 세균, 조류(藻類) 등이 이산화탄소를 빨아들이고 산소를 내뿜어 지구 대기를 변화시켰다는 것이다. 그는 이러한 사실에 바탕을 두고, 지구 대기권의 원소 조성과 해양 성분이 지난 30억 년 동안 거의 일정하게 유지돼왔다는 사실에 각별히 주목했다.

먼저, 대기 중의 산소 농도이다. 러브록은 대기 중의 산소 농도가 일정 수준을 유지하고 있다는 사실 역시 가이아 가설의 근거가 된다고 보았다. 산소가 존재하지 않던 원시대기에 광합성 박테리아의 출현 이후 산소 농도가 증가하다가 현재 상태인 21% 수준이 유지되어 생물체가 살 수 있는 것은, 지구 자체가 하나의 생명처럼 역할을 하기 때문이라는 것이다. 대기 중의 산소 농도는 과거 2억 년 동안 15∼20% 범위에서 유지돼왔는데, 이것은 지구가 생물권에서 일어나는 광합성과 호흡양의 조절, 그리고 물질순환을 통해 대기의 산소와 이산화탄소의 농도를 조절하기 때문이다.

두 번째, 오존층의 존재이다. 오존층은 지구의 온도를 적절하게 유지시켜 주고 생물체에 유해한 자외선을 차단시켜 주는 것으로, 이것은 바다 표면에 서식하는 말류의 화학 작용에 의해 조절된다. 오존층이 형성되면서 자외선의 강도가 약해졌고, 따라서 지구 곳곳에 많은 생물들이 등장해 활발한 광합성으로 대기 중의 산소 농도를 현재처럼 21%로 유지하는 기초가 되었다는 것이다.

세 번째, 대기 중의 이산화탄소 용량이다. 대기 중의 이산화탄소는 지구 대기의 약 0.03% 정도를 차지하고 있는데 화석연료의 사용, 산불, 화산 활동 등에 의해 이산화탄소의 농도가 증가하지만, 열대우림의 광합성에 의해 많은 이산화탄소가 고정되기 때문에 일정량의 농도를 유지할 수 있는 것이다. 결국 지구 자체의 생물체가 유기적으로 이산화탄소의 농도를 조절하게 되는 셈이 된다. 러브록은 그 밖에도 해양의 염분농도가 일정하게 유지되는 현상 역시 가이아 가설의 근거가 될 수 있다고 보았다.
이상의 근거들을 요약하면 결국 지구상의 다양한 생물 요소들이 지구의 대기와 해양의 조성을 조절하면서, 대기와 해양의 상태가 거의 일정하게 유지된다고 보고 있다. 다시 말해, 지구는 스스로의 상태를 조절할 수 있는 살아 있는 생명체, 즉 가이아라고 할 수 있는 것이다. 이러한 가이아는 다음과 같은 특징을 지니고 있다.

1) 가이아는 스스로 모든 생물들에게 적합한 환경 조건을 만들어 준다. 따라서 인간이 가이아의 기능에 지장을 줄 정도로 간섭하지 않는다면, 가이아는 그 속성을 그대로 유지할 것이다.

2) 가이아는 마치 생물처럼 중요한 기관들을 지니고 있으며, 또한 부속 기관을 가지고 있어 필요에 따라 신축, 생장, 소멸이 가능하고 장소에 따라 역할이 달라질 수 있다.

3) 가이아는 매우 정교한 자기 제어 시스템처럼 스스로를 조절하는 능력을 지닌다


가이아 이론의 관점에서 바라보는 러브록의 환경오염에 대한 시각을 다음과 같이 정리할 수 있다.

먼저, 러브록은 범지구적인 환경문제를 다루는 데 있어 과학자들의 편향적인 시각이나 환경보호주의자들의 편협한 인간중심적인 태도, 그리고 정치가들의 독선과 일반 대중들의 맹목적성 등을 모두 경계하고 있다. 그에게 있어 중요한 것은 인간만을 위한 환경보전이 아니라, 인간과 자연 모두를 위한 보다 합리적이고 과학적인 환경보전의 노력이라고 할 수 있다.

두 번째로, 그는 범지구적인 환경문제가 자칫 오도되어 그것을 극복하기 위한 조치를 취한다는 것이 어느 일방에게만 전적으로 혜택이 돌아가거나 또는 더 큰 피해를 초래할 수도 있는 환경보전운동의 위험성을 항상 경고하고 있다. 그래서 그는 1970년대 초에 일부 생태학자들과 과격한 환경보호주의자들 때문에 알래스카에서 미국 본토까지 파이프라인의 건설이 지연되었던 결과 1974년에 오일 쇼크가 발생했다는 사실을 크게 안타까워했다. 마찬가지 이유에서 그는 체르노빌 원전사고 이후 스웨덴의 래프족 거주 지구에서 방사능에 오염되었다는 이유로 그들의 유일한 식량이라 할 수 있는 순록을 수천 마리나 살해하였다는 점에 대해서 크게 우려했다. 그는 오직 순록에만 의지해서 생활하는 래프족 사람들에게 있어서는 그러한 처방의 결과가 오히려 그렇게 하지 않았을 경우 그들에게서 발생할 수 있는 이론적인 암 발생률의 증가 이상으로 더 해로울 수도 있다는 점을 직시했던 것이다.

세 번째로, 범지구적인 환경문제를 다루는 데 있어서 러브록은 아직까지 우리들의 지식이 부족함을 한탄하며 보다 다양한 전일적인 시각에서 환경문제에 접근할 것을 권고하고 있다. 앞에서의 CFC와 오존층 파괴의 예에서 러브록이 보여주는 관점은 평범한 과학자들이 갖는 시각과 전혀 궤를 달리하는데, 이러한 그의 입장을 고려해봄으로써 우리들은 동일한 환경문제에 대해서 전혀 다른 해결책을 발견할 수도 있다는 점을 깊이 인식해야 할 것이다.

 

 

 

 

러브록은 인류의 장래를 위협하는 가장 심각한 환경오염 문제로 핵폭탄과 산성비와 오존층 파괴가 아니라 3C, 즉 승용차(car)와 가축(cattle)과 기계톱(chainsaw)을 꼽는 것은 우리들에게 시사하는 바가 크다고 하겠다. 러브록은 가이아가 대단한 자가조절 능력을 발휘하는 거의 불멸의 존재라는 점을 인정하고 있다. 그렇지만 다른 한편으로 그는 가이아가 몇 가지 환경적 재난에는 대단히 취약하다는 점을 크게 강조하기도 한다. 마치 우리 자신의 몸을 유지하는 데 있어서 팔다리의 중요성과 두뇌, 허파, 심장의 중요성이 서로 다르듯이, 지구를 구성하는 가이아의 각 부분도 그 중요성이 서로 다르다는 것이다. 마찬가지로 러브록은 감기와 폐결핵에 대한 인체의 저항력이 다른 것처럼 환경오염도 그 종류에 따라서 가이아에 미치는 영향이 크게 다르다는 점을 지적한다.
러브록은 열대우림 지역을 지구에서 가장 소중한 부분으로 간주하고 있다. 열대우림은 방대한 양의 수증기를 발산하고 동시에 구름의 형성을 돕는 여러 종류의 가스와 입자상 물질들을 엄청나게 방출하고 있다. 이렇게 형성된 흰구름은 그 자체가 태양열을 반사해서 외계로 빠져나가는 에너지의 양을 늘리고 또 구름들에서 비를 내리게 하여 대기권의 온도를 낮추는 데에 커다란 기여를 하고 있다. 이러한 열대우림을 손상시키는 일은 대규모적인 핵전쟁보다도 더 가이아에 끔찍한 일이라고 그는 우려한다.

러브록은 행성 지구가 현재 지구온난화의 초입에 들어서고 있다는 기상학자들의 주장에 동조하고 있다. 그리고 그의 가이아 이론은 이러한 지구온난화의 추세가 열대삼림의 파괴에 덧붙여질 때 전혀 예기치 못한 방향에서 우리 인류를 포함하는 생물권에 엄청난 재난을 초래하게 될 것이라는 준엄한 경고를 발하고 있다.

 

 

 샬롬님의 생각을 들어 보자---------------

 

그동안 과학자들은 지구가 태양으로부터 적당한 거리에 위치하여 물이 비등점과 빙점 사이의 온도에서 액체 상태를 유지하게 된 것은 단순한 행운이라고 생각하고 있었다. 그러나 태양은 나이를 먹으면서 점점 더 뜨거워져 왔다. 지구에 처음으로 생명체가 등장한 약 38억 년 전, 지구의 평균 기온은 섭씨 23도 였으리라고 추정되고 있다. 그런데 현재의 평균 기온은 이보다 낮은 섭씨 15도 정도다. 어떻게 이런 일이 가능할 수 있을까?

 

 

영국의 과학자 제임스 러브록은 이에 대해 어떤 강력한 자율조정 시스템이 작용했을지 모른다고 생각했다. 여기서 그는 한 가지 도발적인 주장을 제시했다. 즉 지구는 그 안에서 모든 생명체가 상호작용을 통해 안정성을 유지하는 하나의 거대한 살아 있는 유기체라는 주장이었다. 작 개체와 종은 자기도 모르는 사이에 역할을 담당하고 있는데, 그것은 마치 인체 내의 적혈구들이 독자적인 생명을 유지하고 있다는 것과도 같다는 것이다.

 

 

노벨상 수상자이며 러브록의 이웃인 윌리엄 골딩은 그 이론에 고대 그리스의 땅의 여신 이름인 "가이아"란 이름을 붙이면 어떻겠느냐고 제의했다. 러브록은 그의 제의를 받아들였다. "가이아 가설"은 그가 1969년에 처음 제시한 이래로 과학계의 열띤 논쟁의 대상이 되고 있다.

 

 

가이아 가설은 언뜻 보기에는 단순한 듯 하지만 혁명적인 개념이었다. 이 가설은 생명체는 자기 환경의 수동적 피해자가 아니며 환경을 변화시킬 수 있다고 주장한다. 즉 이 세계를 바다와 하늘과 생명체가 서로를 변형시키고 있는 하나의 체계로 파악해야 한다는 것이다. 의학박사이기도 한 러브록은 이렇게 말한다. "의사가 환자를 진단하고 치료할 때 개별적인 다리나 귀가 아니라 하나의 전체적인 생명체로서 환자를 다룬다. 과학자들이 지구를 연구하는 태도 역시 바뀌어야 한다. 과학자들은 지구를 다루는 의사가 되어야 한다."

 

 

가이아 가설을 보다 잘 이해하기 위해서 생명체가 처음 등장했던 당시로 되돌아가 보자. 여러 가지 증거는 당시 지구 대기 중의 이산화탄소 농도가 최고 98%에 이르렀음을 말해 주고 있다. 이것이 초 온실효과를 일으켜 지구는 점점 더 더위지게 되었다. 그러나 태양이 점점 더 뜨거워 지는데 지구의 과열을 방지해 준 것은 과연 무엇이었을까? 규모와 기본적 화학 구성에서 지구와 비슷한 금성이 지표 온도가 400도가 넘는 지옥으로 변한 것은 바로 그같은 온실효과 때문이었다. 러브록의 대답은 지구의 경우 생명체들이 영향을 미쳤다는 것이다. 예를 들면 최초의 박테리아들이 대기 중의 이산화탄소를 흡수함으로써 온실효과를 완화했다는 것이다.

 

 

약 37억년 전부터 청록색 해조류들이 나타나 햇빛을 이용하여 영양분을 만들기 시작했다. 그러나 해조류들은 동시에 그 당시 세계에서는 유독가스였던 산소도 만들어냈다. 그 결과 25억 년 전 쯤에는 산소가 대기 중에 축적되기 시작하면서 지구를 냉각시키고 일부 생명체들을 멸종시켰다. 그 밖의 유기체들은 산소와 더불어 살아가는 방법을 배웠고 이렇게 해서 지금 우리가 알고 있는 생명체의 무대가 마련되었던 것이다. 오늘날 산소는 지구 대기권의 21%를 차지하고 있다. 이산화탄소는 우리 주변 공기의 0.03%에 불과하다. 금성에서는 이산화탄소가 대기의 98%를 점하고 있다.

 

 

가이아는 여러 가지 피드백 체계를 가지고 있다. 예컨대 러브록은 워싱턴대의 과학자 로버트 찰슨에게 플랑크톤에 의해 생성된 대기 중의 디메틸설파이드 가스의 측정치에 관해 언급한 적이 있었다. 찰슨은 그 당시 구름을 형성하는 수증기의 응결핵을 이루는 미지의 분자 문제로 골머리를 앓고 있었다. 결국 러브록과 찰슨은 다른 두 명의 동료와 함께 별개의 가이아 피드백 메커니즘을 가정하게 되었다. 기후가 더워지면 플랑크톤의 디메틸설파이드 방출량이 늘어날 것이며, 그렇게 되면 대기 중의 유황입자들이 많아져 보다 많은 물방울과 반사구름을 만들어냄으로써 지구 표면에 그림자를 드리우고 또한 구름에 반사되어 우주 공간으로 되돌아가는 햇빛의 양이 늘어나게 된다는 것이다. 아직 논란의 대상이 되고 있는 이 이론에 따르면 지구는 기온이 올라가면 환경을 냉각시켜 이에 대응한다.

 

 

러브록이 가이아 가설을 지세한 이래 이 이론은 엉뚱한 지지자들도 만들어냈다. 산업계에는 이 이론을 산업공해가 늘어나도 지구는 살아남을 수 있음을 시사하는 이론이라고 생각하고 이를 환영하는 사람들이 있다. 러브록은 이런 주장에 동의하면서도 다만 그렇게 될 경우 인류는 공해에 대한 2저항력이 더 강한 다른 종으로 대체될 것이라고 부연한다.

 

 

많은 과학자들은 가이아 이론을 지구상의 생명체가 "의식적"으로 지구의 환경을 조절한다는 이론으로해석하고 이를 이단시하고 있다. 그러나 러브록의 생각은 어떤 의식적인 계획이나 지능없이 다원적 진화에 따라 행동한다는 것이다. 바로 이 때문에 3000만 종이나 되는 지구상의 생명체들이 엄청난 탄력성을 갖는다는 것이다.

 

 

가이아 가설을 비판하는 영국의 생물학자 리처드 도킨스는 지구는 무엇보다도 우선 증식능력이 없기 때문에 이를 거대한 살아 있는 유기체로 볼 수는 없다고 주장해 왔다. 그러나 러브록의 연구작업은 이 도전에 대해 흥미로운 대답을 제시해 주고 있다.

 

 

최근의 연구결과는 화성도 생명체가 존속하기에 충분한 햇빛을 받고 있음을 보여주고 있다. 러브록과 그의 공동연구자인 과학평론가 마이클 앨러비는 가이아 이론을 응용하여 화성에 생명체가 생기도록 한다는 대담한 계획을 제시했다. 화성을 덥게 하여 다시 물이 흐르게 하기 위해 화성의 대기권에 클로로플루오로카본(CFC)을 공급함으로써 온실효과를 일으킨다는 것이다. 그 다음에는 남극대륙의 건조한 계곡에 사는 생명력이 강한 미생물을 이식시킨다. 그러면 미생물들이 광합성에 의해 이산화탄소와 물을 가지고 산소를 만들어내기 시작할 것이다. 포식동물이나 경쟁자가 없는 상황에서 이 미생물들은 빠른 속도로 번식하여 화성 표면을 덮게 될 것이다. 그 다음에는 인간의 이주가 가능해지리라는 것이다.

 

 

 

프랑스 La Terre est un être vivant: L'hypothèse Gaïa

독일 Gaia: Die Erde ist ein Lebewesen

일본 ガイア―地球は生きている

대만 蓋婭, 大地之母: 地球是活的!

포르투갈 Gaia: um Novo Olhar Sobre a

 

 ----------------------------------------------------------- 책이미지:네이버의 이환님

 

 

 

제임스 러브록(James Lovelock)은 영국의 과학자이자 발명가, 저술가로서 1994년 이후 옥스퍼드 대학 그린 칼리지(Green College, University of Oxford)의 명예 객원교수를 맡고 있다. 그는 1974년에 영국 왕립원의 회원에 피선되었으며 1990년에는 네델란드 학술원이 수여하는 제1회 지구환경 암스테르담 상(Amsterdam Prize for the Environment)의 수상자가 되었다. 이밖에도 1996년에는 이탈리아 노니노 가문이 수여하는 노니노 상(Nonino Prize)과 볼보회사의 볼보 환경상(Volvo Environment Prize)를 받았고 1997년에는 일본의 아사이유리재단이 수여하는 권위 있는 푸른지구상(Blue Planet Prize)을 수상했다. 1990년 영국여왕으로부터 대영제국 상급훈작사(CBE)를 하사받았다.

그의 여러 과학발명품 중에서 가장 유명한 것은 전자포획감지기(electron capture detector)인데 이는 대기 중의 CFC 농도를 측정하는 데에 가장 핵심적인 부속품이다. 그는 NASA에서 연구를 수행한 전력이 있는데 그의 일부 발명품들은 우주탐사에서 요긴하게 이용되었다. 그의 다른 저서로는 <가이아의 시대 The Ages of Gaia>, <가이아-지구의 체온과 맥박을 체크하라 Gaia:The Practical Science of Planetary Medicine>, <가이아에 경의를 표하며 Homage of Gaia> 등이 있다.