생명의 연금술사, 이산화탄소에 관한 모든 것

CO2는 세계적으로 가장 유명한 화학식이라고 해도 과언이 아니다. 그러나 이런 유명세에 비해 정작 이산화탄소가 어떤 물질인지에 대해서는 널리 알려지지 않았다. 이산화탄소는 지구를 생명력 넘치는 행성으로 변모시킨 물질인데도 말이다.
기체화된 탄소인 이산화탄소가 없다면, 생태계의 생산자인 식물이 생존할 수 없다. 이산화탄소는 물, 햇빛과 더불어 광합성을 이루는 필수 요소이기 때문이다. 식물 없이는 자연히 어떤 생물(당연히 인간도 포함해서)도 살아남을 수 없다.
이산화탄소는 생물의 생존뿐 아니라 다양성도 이끌었다. 이산화탄소와 반응한 석회로부터 껍질과 골격이 생겨나면서 조개, 산호, 달팽이와 같은 매력적인 석회질 생물이 탄생했다. 어디 그뿐인가. 광물과 결합해 암석 속에 쌓이면서 석유, 석탄과 같은 천연자원을 만들어 냈다. 인류 사회의 근간이 되는 에너지원 역시 이산화탄소로부터 비롯된 것이다.
이산화탄소는 어떻게 이 모든 것을 가능케 한 것일까? 이 책은 이산화탄소를 일상적, 생물적, 화학적, 역사적, 산업적 관점에서 조명하면서 그 안에 담긴 위대하고도 매혹적인 이야기를 들려준다. 또한, 한때 기후변화와 관련해 ‘나쁜 물질’이라는 오명을 뒤집어썼던 배경에 대해서도 조목조목 변론하며 아직까지 남아 있을지 모를 이산화탄소에 관한 오해를 풀어낸다.

출판사 서평
생명의 연금술사, 이산화탄소에 관한 모든 것
CO2는 세계적으로 가장 유명한 화학식이라고 해도 과언이 아니다. 그러나 이런 유명세에 비해 정작 이산화탄소가 어떤 물질인지에 대해서는 널리 알려지지 않았다. 이산화탄소는 지구를 생명력 넘치는 행성으로 변모시킨 물질인데도 말이다.
기체화된 탄소인 이산화탄소가 없다면, 생태계의 생산자인 식물이 생존할 수 없다. 이산화탄소는 물, 햇빛과 더불어 광합성을 이루는 필수 요소이기 때문이다. 식물 없이는 자연히 어떤 생물(당연히 인간도 포함해서)도 살아남을 수 없다.
이산화탄소는 생물의...
생명의 연금술사, 이산화탄소에 관한 모든 것
CO2는 세계적으로 가장 유명한 화학식이라고 해도 과언이 아니다. 그러나 이런 유명세에 비해 정작 이산화탄소가 어떤 물질인지에 대해서는 널리 알려지지 않았다. 이산화탄소는 지구를 생명력 넘치는 행성으로 변모시킨 물질인데도 말이다.
기체화된 탄소인 이산화탄소가 없다면, 생태계의 생산자인 식물이 생존할 수 없다. 이산화탄소는 물, 햇빛과 더불어 광합성을 이루는 필수 요소이기 때문이다. 식물 없이는 자연히 어떤 생물(당연히 인간도 포함해서)도 살아남을 수 없다.
이산화탄소는 생물의 생존뿐 아니라 다양성도 이끌었다. 이산화탄소와 반응한 석회로부터 껍질과 골격이 생겨나면서 조개, 산호, 달팽이와 같은 매력적인 석회질 생물이 탄생했다. 어디 그뿐인가. 광물과 결합해 암석 속에 쌓이면서 석유, 석탄과 같은 천연자원을 만들어 냈다. 인류 사회의 근간이 되는 에너지원 역시 이산화탄소로부터 비롯된 것이다.
이산화탄소는 어떻게 이 모든 것을 가능케 한 것일까? 이 책은 이산화탄소를 일상적, 생물적, 화학적, 역사적, 산업적 관점에서 조명하면서 그 안에 담긴 위대하고도 매혹적인 이야기를 들려준다. 또한, 한때 기후변화와 관련해 ‘나쁜 물질’이라는 오명을 뒤집어썼던 배경에 대해서도 조목조목 변론하며 아직까지 남아 있을지 모를 이산화탄소에 관한 오해를 풀어낸다.
- 출판사 리뷰
모든 것은 이산화탄소로부터
지구와 생물을 잇는 생명의 연결고리
아무리 완벽한 입체 영상이라도 그 넘치는 생명의 에너지만은 표현할 길이 없네요.
막 태어나는 것과 죽어가는 것. 그런 것들이 한데 뒤엉켜 돌아가는, 거기서 눈을 감지 않으면 안돼요.
지구로 돌아가고 싶어요. 거기의 흙이 되고 싶어요. 영원히 순환하는 에너지가 되고 싶어요.

권교정, 『디오티마』 2권, 「생명의 레퀴엠」중에서
우주시대를 배경으로 한 만화 『디오티마』에서는 ‘우주암’이라는 신종 암이 나온다. 이것은 우주에서 생활하는 지구인에게서만 발병하는 암으로, 등장인물 중 하나인 샐리도 우주암 환자다. 어느 날, 샐리는 지구로 가는 우주선을 탔다가 우주 경찰에게 붙잡힌다. 우주암 환자가 지구로 가면 암세포가 급속도로 퍼져 하루 이틀 만에 죽기 때문에, 우주암 환자의 지구행은 법적으로 금지되어 있다. 죽을 줄 뻔히 알면서도 샐리가 기어코 지구로 가려고 했던 이유는, 그곳에 “넘치는 생명의 에너지”가 있기 때문이다.
현재의 우주학적 지식으로 미루어 보면, 지구는 아주 특별한 별이다. 오늘날 관측되는 행성 중 생명이 존재하는 유일한 별이기 때문이다. 이처럼 지구를 “영원히 순환하는 에너지”의 별로 만든 것은 다름 아닌 이산화탄소다.『주기율표』와『이것이 인간인가』의 작가이자 화학자인 프리모 레비도 이산화탄소를 두고 “생명의 기본 성분이자 생명의 영원한 동반자”라고 일컬었다.
그러나 정작 이산화탄소의 본질에 대해서는 제대로 알려지지 않은 측면이 많다. 심지어 한때는 이산화탄소가 지구온난화를 유발하는 물질이라는 왜곡된 정보가 퍼지기도 했다. 이 책은 우리가 몰랐던, 혹은 오해했던 이산화탄소의 고유한 성질과 역할을 여러 각도에서 조명한다.
먼저 이산화탄소는 특정한 곳에만 존재하는 특수한 물질이 아니라, 우리 생활 곳곳에 깃든 친숙한 물질이라는 것을 여러 가지 일상적 예를 통해 알아본다. 이어서 이산화탄소가 지구라는 환경과 그 안에서 살아가는 생물을 어떻게 연결시키는지, 중개자로서 어떤 역할을 하는지 상세히 살펴본다. 이산화탄소와 관련한 역사도 되짚어 본다. 인류가 언제, 어떻게 이산화탄소를 인식했는지, 역사적으로 영적인 물질로 취급되었던 이산화탄소가 어떻게 CO2라는 화학적 물질로 자리 잡게 되었는지 등을 추적한다.
한편, 기후변화와 관련해서 나타났던 이산화탄소를 향한 비난과 오해에 대해서도 변론한다. 천연 물질인 이산화탄소가 인간에 의해 만들어진 인공 물질로 인식되고, 지구온난화의 주범으로 몰리게 된 과정을 조목조목 파고든다. 동시에 산업에 활용되는 다른 물질들과 달리, 별다른 안전조치를 취하지 않아도 되는 이산화탄소가 산업에도 얼마나 이바지하는 물질인지를 설명한다.
이 책을 통해 알 수 있는 것은, 우리는 생물로서의 생존적인 측면에서 뿐 아니라, 인류 사회를 유지하는 데 있어서도 이산화탄소에 어마어마하게 큰 빚을 지고 있다는 것이다. 이쯤 되면 우주암에 걸린 샐리가 생명으로 가득한 지구를 절절하게 그리워한 것만큼은 아니더라도, 이 모든 것들을 가능케 한 이산화탄소에게 우리는 사무치게 감사해야 하지 않을까. 아, 그 전에 한때나마 이산화탄소를 억측하고 헐뜯은 것에 대해 사과부터 하는 게 순서겠다.
없는 곳이 없다! 일상 속 숨은 이산화탄소 찾기
흔히 이산화탄소 하면 일상과는 거리가 먼 화학 물질로 여기기 쉽다. 실상은 정반대로, 우리 생활 전반에서 발견할 수 있는 매우 일상적인 물질인데 말이다. 가장 가까운 예로, 우리가 숨 쉬는 동안에도 이산화탄소는 함께 한다. 사람의 날숨에는 이산화탄소가 4퍼센트 포함되어 있기 때문이다. 이 외에도 맥주와 커피, 사과, 신문, 책, 전화, 수돗물, 교실, 자동차, 여객기 등 수많은 물질, 공간에서 이산화탄소를 찾을 수 있다. 이 책을 읽다 보면 알게 될 것이다. 이산화탄소가 없는 것은 이 세상 어디에도 없다는 것을!
왜 이산화탄소를 ‘생명의 영약’이라고 부를까?
이산화탄소가 없었다면 애초에 생물이 존재할 수 없었다. 지구가 생겼을 당시의 태양은 그리 뜨겁지 않아서, 지구에 보내는 태양의 복사열은 오늘날의 70퍼센트 정도밖에 되지 않았다. 만약 그때 대기 중 이산화탄소의 함량이 높지 않아 갑옷처럼 지구를 두르고 있지 않았더라면, 바다는 모두 얼어붙었을 것이다. 언 바다에서는 어떤 생명도 탄생할 수 없었을 것이다. 또한, 지구에 생명을 부여하는 유일한 길인 광합성 역시 이산화탄소 없이는 이루어질 수 없다. 언뜻 매우 복잡하게 얽히고설킨 생태계 먹이 사슬도 식물이 광합성을 하지 못하면 한순간에 무너진다. 그래서 이산화탄소는 물, 햇빛과 더불어 생명의 시작과 존속을 책임지는 절대적인 ‘영약’인 것이다.
지질권과 생물권을 넘나드는 자유로운 영혼, 유덕한 매개자
이산화탄소의 변화무쌍한 여정을 간략하게 추리면 다음과 같다. 식물은 이산화탄소가 필수 요소인 광합성을 통해 생존, 성장하고, 식물의 생명 활동에 의존해 살아가는 모든 동물의 신진대사는 또한 탄소에 기반을 둔다. 뿐만 아니라 동물은 탄소를 함유한 바이오매스를 흡수하며, 체내에 들어온 바이오매스를 날숨을 통해 이산화탄소로 배출한다. 이게 끝이 아니다. 이산화탄소는 탄소의 기체 형태고, 탄소는 천연자원의 원천이다. 석탄이나 석유와 같은 천연자원은 인류의 출현 시기(불)에서부터 오늘날(전기, 가스 등등)까지 인간 사회의 근간이 되고 있는 물질이다.
이처럼 이산화탄소는 광물, 바이오매스, 생물권 등을 제집 드나들듯 오가면서 생물의 생존과 무생물의 형성, 이 모든 것을 바탕으로 유지되는 인류 사회에 다함없는 덕을 베푸는 매개자다.
지구온난화라는 마녀재판의 희생자, 이산화탄소
20세기 후반부터 세계적으로 기후변화, 특히 ‘지구온난화’에 대한 문제가 불거졌다. 지구온난화로 대변되는 기온 상승에는 이산화탄소 외에도 메탄, 아산화질소, 수증기 등의 여러 기체가 영향을 미치지만, 당시와 그 후로도 오랫동안 세계 언론이 집중한 것은 이산화탄소뿐이었다. 언론에 의해 만들어진 ‘나쁜 물질’ 이산화탄소는 어느새 천연 물질이 아닌 인간의 활동으로 배출되는 인공 물질로 변해 있었다. 동시에 온실효과의 긍정적

물, 햇빛과 더불어 생물권(biosphere)에 없어서는 안 될 물질이다. 생물권에서 가장 중요하다고 할 수 있는 식물부터가 이산화탄소가 없이는 생존할 수 없기 때문이다. 그러나 생명을 가능케 하는 이산화탄소의 긍정적인 측면은 현재 거의 부각되지 않는다. 7쪽

이산화탄소는 화학식으로 표기되기는 하지만, 인공적으로 만들어지는 화학 약품이 아니라, 자연이 생명을 유지하는 데 없어서는 안 될 물질이다. 프레온 가스나 DDT 같은 ‘유해물질’과는 도저히 비교할 수 없는 물질이다. 14쪽

이산화탄소는 생명의 기본 물질이자 생명의 지속적인 동반자로, 모든 것이 이산화탄소로부터 만들어지며, 모든 육체는 마지막에 이산화탄소가 된다. 25쪽

우리는 매번 이산화탄소에게 죄를 돌리며 아무 것도 알려 하지 않고 그냥 눈감아 버리려는 경향이 있다. 이산화탄소 없이는 지금 우리 눈에 보이는 이 지구의 생물들이 결코 존재할 수 없었을 거라는 사실과, 이산화탄소가 중재자이자 조정자로서 지구의 지질학적, 생물학적 역사에 지대한 영향을 미쳐왔다는 사실을 인정하기 싫어하는 것처럼 보인다. 44쪽

무엇보다 중요한 것은 일상에서 에너지를 활용하는 것이 이산화탄소 방출과 직결된다는 것을 알고 책임의식을 갖는 것이다. 우리가 구입하는 거의 모든 상품과 우리가 이용하는 거의 모든 서비스는 언제 어느 곳에서든 이산화탄소를 만들어 낸다. 여러 분야에서 지속 가능한 상품을 선택하는 것도 이산화탄소 배출을 줄이는 하나의 방법일 수 있다. 예를 들면 수력발전소 또는 다른 재생 가능한 에너지원으로 만든 ‘친환경 전기’를 쓰거나, 여행을 할 때도 비행기 대신 기차를 이용하고, 슈퍼마켓에서는 지역 농산물을 구입하는 것이다. 이런 이성적인 선택과 소비를 줄이는 것 역시 이산화탄소 배출을 줄이는 데 기여하는 행동이다. 79쪽

이산화탄소는 이미 현대 사회에서 빼놓을 수 없는 기술적 수단으로 자리매김했다. 위에서 살펴본 것처럼 비료로 사용될 뿐 아니라, 기계를 세척하고, 불을 끄고, 음식을 보관하고, 정련하는 데도 이산화탄소가 쓰인다. 83쪽

이산화탄소는 무색무취의 기체로 존재하며 인간에게 어느 정도 선까지는 무해하다. 그래서 산업에 활용되는 다른 기체들과 달리 이산화탄소는 활용하는 데 별다른 안전조치를 취하지 않아도 된다. 이산화탄소가 산업적으로 아주 매력적인 기체인 이유다. 85쪽

초기의 태양은 오늘날만큼 뜨겁지 않았어요. 훨씬 약했지요. 태양이 보내는 복사열은 현재의 70퍼센트 정도 밖에 되지 않았어요. 당시 지구의 대기에 온실효과를 만드는 이산화탄소 농도가 높지 않았더라면 대양들은 얼어붙었을 거예요. 대양이 얼어붙으면, 대기와 대양 간에 교환 과정이 일어나지 않아 대양은 햇빛을 받지 못하게 되죠. 그랬다면 고세균은 몰라도, 그 이상의 생물은 존재하지 못했을 거예요. 102~103쪽

이산화탄소는 중요한 두 가지 원천을 갖는다. 한편으로는 화석 연료원을 연소하는 과정에서 나오며, 한편으로는 인간과 동물의 호흡 내지 화산 가스 같은 자연적인 과정을 통해 방출된다. 비율상으로 자연에서 생산되는 이산화탄소가 연소 과정 등을 통해 인공적으로 방출되는 이산화탄소의 15배 이상이다. 또한 이산화탄소는 대기 중에 포함되어 꼭 필요한 기능을 하는 기체다. 식물이 이산화탄소를 토대로 광합성을 하기 때문에 이산화탄소는 물이나 마찬가지로 생명에 없어서는 안 될 생명의 영약이라 할 수 있다. 185쪽

온실효과는 우선은 생명을 유지시키는 긍정적인 대기의 기능을 일컫는 말이다. 기후변화라는 주제를 처음 언론에서 다룰 때는 당연하게도 인류가 유발한 문제성 있는 기후변화를 ‘추가적인’ 온실효과라고 정의했다. 그러나 언론의 논의가 진행되면서 이런 정확한 표현은 쏙 들어가고, 온실효과에 대한 긍정적인 의미 같은 것은 깡그리 잊혀졌다. ‘추가적인’ 온실효과를 통해 일어나는 위험한 기후변화는 싸잡아 ‘온실효과’라고 명명되었고, 자연스럽게 그렇게 불리기 시작했다. 189쪽

목차
1장 보이지 않는 물질, 이산화탄소

탄소 21
일상 속의 이산화탄소 32
생명권과 지질권의 중재자 44
이산화탄소 배출량 계산하기 56
기술 속의 이산화탄소 80
2장 이산화탄소의 역사
이산화탄소가 생명의 영약인 이유 101
에너지 체계의 변천사 121
끔찍한 신, 위험한 기체 148
미디어에 비친 이산화탄소 176
3장 이산화탄소와 기후변화
산악빙하는 기후변화의 희생자 195
내일의 기후에 대해 208
이산화탄소 포집 기술 227
4장 이산화탄소 실험과 여행
식탁에서 할 수 있는 이산화탄소 실험 241
화성으로 떠나는 가상 여행 265