인간은 지구라는 행성에서 하루 하루의 삶을 살아가고 있습니다. 인간이 어떻게 지구에 생겨나게 되었을까요? 아직까지도 정확하게 밝혀지지 않고 있는 재미 있는 주제입니다. 오늘은 인간의 생성 과정이 아니고 인간이 살아가는데 필수적으로 필요한 에너지 자원에 대해서 이야기를 해보고자 합니다. 인간은 왜 에너지를 필요로 할까요? 사실 인간만이 에너지를 필요로 하는 것은 아닙니다. 우리가 살고 있는 이 지구라는 행성도 지구의 환경을 유지하기 위해서 에너지를 필요로 합니다. 그렇다면 이 지구는 지구가 필요로 하는 에너지를 어디로부터 공급받을까요? 가장 큰 공급원은 우리가 잘 알고 있듯이 바로 태양입니다. 자료를 확인해 보니 지구가 태양으로부터 하루에 받는 에너지의 양은 173.000 테라와트(tw)정도로 추정된다고 합니다. 지구의 대기와 지표에 흡수되기도 하고, 우주 공간으로 반사되기도 하지만 이 에너지는 지구의 기후와 생태계 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 반면 지구에 살고 있는 수많은 생명체는 에너지를 어떻게 얻을까요? 식물은 태양으로부터의 빛을 통해 광합성 작용으로 성장을 하게 되며, 초식 동물은 식물을 섭취하고 육식 동물은 초식 동물을 섭취함으로써 에너지를 확보합니다. 그렇다면 인간은 어디서 어떻게 에너지를 얻어 하루의 삶을 유지할까요? 인간도 동물이기 때문에 식물을 섭취하거나 동물을 섭취를 하여 에너지를 확보합니다. 하지만 이 외에도 인간은 인간 사회를 유지하기 위해 엄청난 양의 에너지를 소비하고 있습니다. 그 에너지를 확보하기 위해 인간은 하루도 끊임없이 에너지원을 획득하고자 노력을 하고 있습니다. 가장 전통적인 에너지원은 주변에서 쉽게 구할 수 있는 나무가 있으며, 중국은 기원전부터 석탄을 사용하기 시작한 것으로 알려져 있습니다. 석유도 기원전 40세기 전부터 사용된 것으로 확인이 되었으며, 메소포다미아 지역의 고대 시벨 문명이 그 시초라고 합니다. 위에서 말한 석탄과 석유는 화석연료(化石燃料, fossil fuel)에 속합니다. 현재 가장 대표적으로 인간의 문명에 사용되는 두 에너지원은 어떤 것인지 알아 볼까요?
화석 연료는 무엇인가요?
화석 연료란 지구의 지표면 아래에서 수백만 년 동안 자연적으로 형성된 유기 물질로 석유, 석탄, 천연 가스 등이 여기에 속합니다. 화석 연료는 고대 식물이나 해양 생물의 유기물이 지하에 묻혀 오랜동안 압력과 온도의 영향을 받아 형성되었습니다.
석유(石油, Petroleum)는 고대 해양 식물이나 조류의 유기물이 수백만 년 동안 지하에 묻혀 압력과 온도의 영향을 받아 형성됩니다. 석유는 지하에 쌓인 다층 암석 속에서 저장되어 있으며, 기술적인 수단을 사용하여 추출됩니다. 주로 연료로 사용되며 화학 산업 분야에서도 원료로 활용하고 있습니다.
석탄(石炭, Coal)은 고대 숲이나 습지에서 쌓인 나무와 식물의 유기물이 지하에 묻혀 압력과 온도의 영향을 받아 생성된 것입니다. 석탄은 산이나 지표면 아래의 지하층에 형성되며, 탄화 과정을 거치면서 석탄이 됩니다. 주로 화력 발전소에서 열 에너지의 원료로 사용되면서도 화학 산업 분야에서도 다양하게 활용하고 있습니다.
천연가스(天然GAS, Natural Gas)는 지하에서 석유와 함께 존재하는 유기물로부터 형성됩니다. 석유와 석탄의 생산 과정에서 발생하거나 지하 가스 층에 존재합니다. 천연가스는 화학적 반응 없이도 화염일 일으킬 수 있어 가정용 및 산업용 열에너지로 사용되고 있습니다.
화석 연료 사용으로 인한 환경에 대한 영향은 무엇인가요?
화석 연료의 사용은 여러 부정적인 환경 영향을 가져옵니다. 기후 변화, 대기 오염, 물질 순환의 변화, 생물다양성 감소 등 다양한 측면에서 나타나고 있습니다.
기후 변화 : 화석 연료의 사용은 이산화탄소(CO2)와 같은 온실 가스를 대기로 배출합니다. 이러한 온실 가스는 대기 중에서 열을 가두어 지구의 온도를 상승시키틑데 영향을 끼치고 있습니다. 이로 인해 지구 평균 온도 상승, 극지역의 빙하 및 빙하의 녹아내림, 극지역 동물 들의 서식지 변화 등을 포함한 다양한 기후 변화가 발생할 수 있습니다.
대기 오염 : 화석 연료의 연소 과정에서는 미세한 입자물질과 유해 가스들이 대기 중에 배출됩니다. 이는 대기 오염의 주요원인 중 하나니여, 대기중 오존(O3), 이산화질소(NO2), 아황산가스(SO2) 등의 농도를 증기시킵니다. 이는 호흡기 질환, 노출시간에 다른 건강 문제, 산성비 및 산성침식 등을 유발하고 있습니다.
물질 순환의 변화 : 화석 연료의 채굴 및 사용은 지표와 지하수 체계에 영향을 미치고 있습니다. 채굴 활동은 지표를 파괴하고 생태계를 파괴하며 지표의 수분 흡수 및 유출량을 변화시킬 수 있습니다. 또한 석탄 채굴은 지하수 오염과 산성화를 초래할 수 있습니다.
생물 다양성 감소 : 화석 연료 사용은 생태계와 생물다양성에도 부정적인 영향을 미칩니다. 생태계 파괴 및 변형은 서식지 파괴, 종의 이동 및 멸종, 생태적 균형의 파괴 등으로 나타날 수 있습니다. 특히 석탄 채굴은 산악 지형을 파괴하여 동식물의 서식지를 파괴할 수 있습니다.
맺음말
인간의 에너지 채굴 활동에 의해 지구는 현재 몸살을 앓고 있습니다. 에너지 채굴에 의한 생태계 파괴는 인간외의 타 생물의 삶에 극히 부정적인 영향을 끼치게 되어 멸종으로 이어진 동식물이 속출하고 있는 실정입니다. 에너지 채굴에 의한 영향 외에도 에너지 소비에 의한 대기와 토양의 오염 및 온실 가스 효과 등이 발생하여 결국에는 인간의 삶에도 큰 영향을 미치고 있는 실정입니다. 온실 가스에 의한 지구 환경의 변화는 기후의 변화를 초래하여 이상 기후 현상이 전 지구적으로 발생하여 수많은 인간의 목숨을 거두어 가고 있기도 합니다. 에너지 확보는 멈출 수가 없는 현상으로 인간은 지구 환경의 보전과 인간의 수명 유지 활동이 동시에 해결되어야 하는 숙제를 안고 있습니다.