(N₂O concentrations (parts per billion) in air from Cape Grim Baseline Air Pollution Station (Tasmania, Australia) and air contained in bubbles trapped in firn and ice from the Law Dome, Antarctica. N₂O concentrations from these two sites reflect global concentrations, not local conditions. Credit: BoM/CSIRO/AAD.)
(N₂O emissions from agriculture estimated by using the emissions factors approach of the IPCC (blue), the calculated emission factor in this study (green), and the average of the atmospheric inversions in this study (black). Credit: Thompson et al. 2019 Nature Climate Change)
이산화질소(N2O)는 대표적인 온실 가스 중 하나로 인위적인 이산화질소는 주로 질소 비료에서 배출됩니다. 최근 로나 톰슨(Rona Thompson, Norsk Institutt for Luftforskning, Kjeller, Norway)이 이끄는 연구팀은 실제 관측 자료와 기후 모델링을 통해 이산화질소 배출량이 생각보다 많을 뿐 아니라 빠르게 증가 중이라는 사실을 발견했습니다. 이산화질소는 이산화탄소에 비해 농도는 낮지만, 온실효과가 265배 정도 더 강력합니다.
이산화질소 배출이 급격히 증가한 것은 주로 농업 때문입니다. 20세기 초 하버 보쉬 공정 Haber-Bosch process 이 개발된 후 인류는 값싼 질소 비료를 대량으로 생산할 수 있게 됐습니다. 때마침 개발된 살충제와 함께 질소 비료는 20세기 중반 식량 생산을 극적으로 늘린 녹색 혁명에 가능했던 이유입니다. 하지만 그 댓가로 20세기 중반 이후 대기중 이산화질소 농도는 빠르게 상승하게 됩니다. (사진)
다만 이산화탄소와 달리 이산화질소는 정확한 배출량을 계산하기가 어려운게 질소 비료 가운데 일부만이 이산화질소 형태로 대기중에 배출되기 때문입니다. 화석 연료를 태우면 얼마만큼의 이산화탄소가 나오는지 명확히 알 수 있는 것과 차이가 있습니다. 하지만 최근의 급격한 증가는 화학비료 사용 증가 외에 다른 이유를 찾을 수 없습니다.
연구팀은 네이처 기후 변화(Nature Climate Change)에 발표한 논문에서 이산화질소 배출량이 2009년을 기점으로 훨씬 빨라졌다고 발표했습니다. 사실 의외의 결과는 아닌 게 이 시기 중국과 브라질에서 화학 비료 사용이 급증했기 때문입니다. 식량 수요, 특히 고기를 얻기 위한 사료 수요가 급증했고 이로 인해 많은 정글이 농지나 방목지가 됐습니다. 하지만 70억을 넘어 계속해서 증가하는 인구와 육류 수요 증가 등 여러 가지 요인들 때문에 쉽게 줄일 수 없는 상황입니다.
연구팀은 앞으로 이산화질소가 인위적 온실효과에서 차지하는 비중이 더 높아질 것을 우려하고 있습니다. IPCC 패널의 분석은 브라질과 중국에서 늘어난 이산화질소 배출을 제대로 다루지 못했다는 것이 연구팀의 주장입니다. (두 번째 사진) 결론적으로 온실효과가 IPCC 예측보다 더 심해질 우려가 있습니다. 하지만 그렇다고 식량 생산을 줄일 순 없기 때문에 이산화질소 화합물 배출을 줄일 수 있는 대안이 무엇이 있는지 고민해야 할 것 같습니다.
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