[뉴스스페이스=이종화 기자] 최근 UC 리버사이드 연구진이 지구 탄소 재활용 시스템의 중요한 결함을 밝혀내면서, 온난화가 과도하게 보정되어 미래에 빙하기를 촉발할 수 있다는 충격적인 가능성이 제기됐다.

이 연구는 2025년 9월 25일(현지시간) 국제학술지 'Science'에 발표됐으며, 기존의 지구기후 자율 조절 원리에 근본적 변화를 요구하는 내용이다.

UC Riverside News, Sustainability Directory, Ground News, India Today, Tulane University Study, Science Advances에 따르면, 이번 발견은 지구 기후가 스스로를 조절하는 기존의 원리를 뒤흔들며, 온도를 완만하게 안정시키는 대신 과도하게 반응하는 피드백 메커니즘을 드러냈다.

기존 기후 과학은 암석의 풍화작용이 지구의 온도 조절 장치로 작용하여, 온도가 오르면 서서히 대기 중 이산화탄소를 흡수한다고 여겨왔다. 비와 암석이 반응해 대기의 CO₂를 해양 퇴적물 형태로 장기간 봉인하는 과정이 대표적이다. 그러나 이번 연구는 해양 내 탄소 매장에 있어서 누락된 피드백 루프를 발견했다. 대기 중 CO₂ 증가 및 지구 온난화가 진행되면, 인과성 영양염인 인과 같은 필수 영양소가 하천을 통해 바다로 유입돼 플랑크톤 대량 증식을 유도하고, 광합성 과정에서 대기 CO₂를 흡수한다는 점이다.

흥미로운 점은 플랑크톤 증식과 죽음이 해양 산소의 고갈을 불러일으킨다는 것이다. 산소가 부족해진 바다에서는 인이 해저에 매장되지 않고 재활용되며, 이는 다시 플랑크톤 증식을 촉진하는 자기강화 루프를 형성한다. 결과적으로 막대한 탄소가 바다 밑으로 매장되면서 대기 중 CO₂ 농도가 급격히 줄고, 이로 인한 과도한 냉각 효과가 발생해 지구 평균 기온이 6도 이상까지 하락할 수 있다. 이 정도 냉각은 고대 ‘스노우볼 지구(Snowball Earth)’ 시기처럼 전 지구적 빙하기를 유발할 수 있는 수준이다.

UC 리버사이드의 앤디 리지웰(Andy Ridgwell) 교수는 이번 기후 조절 메커니즘의 특성을 “과도하게 작동하는 온도 조절기”에 비유하며, “실내 온도를 적정 수준으로 유지하기 위해 에어컨이 작동하다가 설정 온도에 도달하면 멈춰야 하지만, 지구 시스템은 최적 온도까지 왔음에도 계속 냉각해 버린다”고 설명했다.

과거 지질시대 대기 중 산소 농도가 낮았던 시기에는 이러한 기후 조절 장치가 더욱 불안정해져 극심한 빙하기를 촉발했다. 현재는 대기 중 산소 농도가 높아 이러한 현상이 다소 완화되었으나, 연구진은 여전히 이 피드백 루프가 다음 빙하기 시작을 앞당길 가능성에 주목하고 있다.

예측에 따르면 다음 자연 빙하기는 수만 년 내에 도래할 수 있으나, 인위적 온실가스 배출로 인해 지구 온난화가 당분간 지속될 것으로 보인다.

리지웰 교수는 “우리는 현재 진행 중인 온난화를 막는 데 우선적으로 집중해야 하며, 지구가 결국은 냉각될 것이라는 점은 우리가 체감할 수 있는 시간이 아니라는 점을 인식해야 한다”고 밝혔다.

이번 연구는 빙하기 및 온난화 사이에 존재하는 복잡한 해양-대기 탄소 피드백 메커니즘을 새롭게 밝혀내면서 기후 변동성을 이해하는 데 혁신적 통찰을 제공한다. 플랑크톤의 역할, 해양 산소 수준, 인의 순환, 탄소 매장량과 같은 요소들의 상호작용이 미래 지구 기후 안정성에 결정적 영향을 미칠 수 있다는 점에서, 향후 기후 모델과 환경 정책 수립에 중요한 변화를 예고한다.

이번 연구 결과는 지구 기후 시스템이 단순히 온난화와 냉각을 완만하게 조절하는 ‘자율 조절 장치’가 아니라, 때때로 과하게 반응해 급격한 기후 변화를 초래할 수 있는 복잡한 시스템임을 보여준다. 특히, 기후 과거를 통해 확인된 ‘스노우볼 지구’ 사건과 같은 급격한 빙하기 출현 사례를 재해석하는 과학적 근거로 작용할 전망이다.