기후변동의 원인


















과거에 기후의 큰 변동이 있었다는 것은 분명한 사실이므로 어떤 방법 이로든지 그 원인을 규명하지 않으면 안된다. 실제 많은 학자들이 여러 가지 학설을 발표하고 또 반론도 제기하고 있다. 그 중에서 가장 합리적이라고 생각되는 것 5가지는 다음과 같다.

1. 태양복사의 변화

2. 지구공전 궤도의 변화

3. 대륙의 이동

4. 대기 조성의 변화

5. 지각변동

등이다.

이들 학설도 이론이 진행되면 될수록 분류도 크게 일어남으로 겉잡을 수 없기는 하나 그래도 현재로서 비교적 공정하고 과학적인 입장에서 설명해 보자.

먼저 태양복사의 변화가 원인이라 생각하는 점은 많은 학자들로부터 찬성을 받는 학설이기도 하다. 실제로 관측에 의해 얻어진 년수의 범위로는 태양상수의 뚜렷한 변화가 없는데 이점은 관측 년수가 짧으므로 나타나지 않은 것이지 빙기와 간빙기간의 2.5억년 정도의 기간이 되면 태양복사의 강도가 변한다고 생각하는데 여기서도 두 가지 생각이 있다. 하나는 태양자체의 내부구조에 변화가 발생한다는 생각과 또 다른 하나는 태양자체가 아니고 태양과 지구 사이의 혹성간 물질의 농도에 변화가 발생하기 때문이라고 하는 설도 있다. 또 지구자전 속도가 변화해서 태양으로부터의 수열(受熱)에 차가 난다고 하는 학설도 있다. 그러나 이들 학설은 현재로서는 거의 모두가 가설에 불과하고 그 설을 지지할 만한 사실은 거의 없는 실정이며 이 학설도 태양복사에 관계되는 것이다.

또한 태양으로부터 지구에 오는 미립자 수가 변동한다는 학설도 있다. 즉 이것이 이온운이 되어 대기의 상층에서 응결핵 역할을 해서 구름을 생성하고 일사를 막아 빙기를 발생시킨다고 하는 설로 정확하지는 않다.

여러 학자들중에서 가장 많은 사람이 태양복사 특히 자외선의 양적 변화에 원인을 두고 있다. 태양으로부터 나오는 자외선 양은 태양흑점의 극대기에는 극소기의 10배에 달할 때도 있다. 그러나 대기중의 오존은 자외선을 흡수해서 평소에도 상층 약 50km부근의 기온이 극대가 되어 있다. 이러한 뜻으로 자외선양의 변화는 기상학자들에게는 큰 관심사가 아닐 수 없다. 그런데 자외선의 양이 만일 많아지면 지구상의 기후는 어떻게 될까? 여기에도 두가지의 상반된 이론이 있어 어느 쪽을 채택할 것인지 결정하지 못하고 있다.

먼저 G.Simpson의 생각은 그후 미국의 유명한 기상학자 H.C.Willet가 다소 수정했으나 대략 다음과 같다. 특히 자외선에 의한 태양복사가 증가하면 고위도 보다 저위도에서 기온이 상승한다. 그러면 대기대순환의 모양에 변화가 일어나 열과 수증기는 극지방으로 수송이 많아져 극지방에 눈이 많이 내리게 된다. 눈은 알베도가 크므로 태양의 가시광선복사가 커져서 빙기가 된다는 것이다. 따라서 태양흑점이 극대가 되면 빙기가 되고 극소가 되면 간빙기가 된다고 한다. 이에 대해 반론을 제시한 사람이 독일의 기후학자 H.Flohn이다. 그는 1939∼42년 중의 한동에 대한 대순환 연구를 해본 결과 빙하가 발달하는 것은 태양복사에 대한 대순환 연구를 해본 결과 빙하가 발달하는 것은 태양복사 특히 자외선량이 감소되어 저지수형의 날씨가 되고 따라서 자오선순환에 강해지고 편서풍은 약해지기 때문이라고 했다. 이와 같이 태양복사가 강해지면 빙하가 발달하는 것이 맞느냐? 아니면 그와 반대로 후퇴하는 것이 맞느냐? 그것은 아직 알 수가 없다.

지구궤도와 지축기울기의 변화에 원인을 둔 학설은 주장이 다소 약해지고 있다. 물론 이 학설을 지지하는 학자도 한 두 사람이 아니고, 또한 공감이 가는 새로운 학설을 내놓기도 하지만 그것으로는 불충분하다는 반론이 많이 나오고 있는 것이 현실이다.

대륙의 이동이나 극의 이동을 지지하는 학자도 적지는 않다. 대륙이 이동하면 지구의 기후분포도 달라진다는 것은 사실이지만 빙기를 설명할 수 없는 것은 대륙이동설의 창시자 Wegener도 인정하고 있다.

대기조성의 변화를 원인이라고 하는 생각도 흥미가 있다. 탄산가스의 양이 1900년경에 비해서 10% 가량 증가했다. 탄산가스는 장파의 복사를 흡수하므로 지표온도의 하강을 방지하며 탄산가스가 흡수하는 장파는 대부분 수증기로 흡수한다는 것을 알므로 이 학설은 설득력이 적은 것 같다. 대기조성의 변화를 원인으로 하는 생각은 지금 거의 화산재쪽으로 문제가 기울어 졌다. 화산이 폭발하면 화산재는 장기간 대기중에 퍼져 있어서 일사를 감소시킨다. 그로 인해 빙기가 발생한다고 하나 그것도 빙기가 생기는 원인의 일부라고 할 수는 있으나 대다수 학자들은 이것만 가지고 빙기 전체를 완전히 설명할 수 있다고는 생각지 않는다. 최근의 학설로는 대서양에서 해저폭발이 있으면 대량의 수증기가 대기중에 방출된다. 그것이 구름이 되어 일사를 차단해서 빙기가 발생한다는 것이다.

마지막으로 지각변동이 해륙분포에 변화를 가져 왔다고 하는 학설은 지금으로서는 설득력이 없다. 그러나 여러 전문가들 중에서는 태양의 변화와 지리적 변화, 특히 조산작용에 쌍방이 없으면 빙기는 발생하지 않는다고 주장하는 사람도 있다.

이렇게 놓고 볼 때 기후변동의 원인설은 약 20년전만 해도 거의 발전이 없었다. 다만 전에는 자기학설을 주장하기 위해 다른 사람의 학설을 무시하는 경향이 있었으나 최근에는 빙기가 간빙기를 설명하기 위해서는 두 개 또는 그 이상의 원인이 복합적으로 작용해서 일어나는 것이라고 생각하기에 이르렀다. 그래도 지질시대에 태양복사가 어떻게 변했는가 확실한 추정법이 개발되기 전에는 문제해결이 이루어지지 않는다.