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기후변화 위기, 광합성에 길을 묻다

이 책은 인류와 지구에 광합성이 어떤 가치와 영향력을 갖는지 살펴본다. 무엇보다 기후변화 위기를 해결할 가장 확실하고도 경제적인 대안으로 광합성을 제안한다.
광합성은 생명체가 빛 에너지를 포착해 물과 기체 같은 단순 자연 화합물을 결합해 복잡하고 유익한 화합물로 전환함으로써 성장, 번식, 발아에 에너지를 공급하고 지구상 거의 모든 생명에 활기를 부여하는 과정이다. 또한 대기와 바닷물의 탄소 농도 조절자로서 우리가 만든 폐기물이 분해되어 유용한 자원으로 재활용되는 과정에 도움을 준다.
사과와 40%가량 유전자를 공유하는 인간 종은 광합성의 직접적 산물이다. 호모 사피엔스가 이토록 커다란 성공을 거두게 된 데에는 광합성을 입맛에 맞게 잘 조작해온 공이 컸다. 그러다가 수백 년에 걸쳐 그릇되게 써왔고 오늘날 온갖 난관에 직면했지만, 그럼에도 복잡한 세상에
다시 균형을 찾아줄 만큼 광합성은 충분히 크고, 빠르고, 강력한 힘이자 더 늦기 전에 황폐해진 우리 생태계를 바로잡을 가장 확실한 방법이다. 광합성은 무엇과도 비교할 수 없을 만큼 거대하고 강력하며 독자적인 탄소 네거티브 기술이다. 게다가 누구든 마음만 먹으면 언제든 활용할 수 있어서 지역과 소득에 관계없이 광합성 늘리기에 참여할 수 있다. 다른 탄소 저감 대책과 비교가 무색할 정도로 쉽게 할 수 있는 방법이다.

누구에게든 어디서든 발휘되는 광합성의 가치와 영향력

책은 모두 7개 장으로 구성되어 있다.
먼저 1장에서는 광합성이 어떻게 발견되었는지 알아본다. 인간은 창의력을 동원해 햇빛이 무기질을 식량으로 전환하는 수수께끼 같은 원리를 400년에 걸쳐 차근차근 풀어나갔다.
2장에서는 광합성과 지구의 관계를 간략하게 짚어본다. 태양 에너지를 연료로 한 생물학적 과정이 우리가 오늘날 알고 있는 세상을 어떻게 만들어왔는지, 생명 활동이 어째서 세상을 몇 번이고 탈바꿈시키고도 남을 정도로 강력한지 확인한다.
3장에서는 이 마법의 진짜 원인에 대해 묻는다. 이에 대한 답을 들으면 놀라움이 가시질 않는데, 세계적으로 영향력을 행사하는 새로운 생명체가 오늘날까지도 끊임없이 발견되기 때문이다.
4장은 육지와 바다에서 관찰되는 여러 다른 광합성의 유형을 살펴본다. 이는 어떻게 하면 가장 나은 방법으로 탄소를 처리하고 지구의 취약한 시스템을 재조정할 수 있을지 예측하게 한다.
5장에서 두려운 동시에 희망을 주는 근거들을 제시한다. ‘좋은 소식’ 편에서는 인간이 과거 극복해온 어마어마한 장애물을 부각시키고, 그럼에도 현재 앞에 놓인 거대한 난관을 뚫을 지속 가능한 해결책을 찾을 수 있음을 보여준다. ‘나쁜 소식’ 편에서는 인간의 부절제로 수억 년 동안 이어져온 생물학적 진보가 어느 정도까지, 어떤 속도로 흐트러지고 있는지 밝힌다. 6장에서는 광합성의 가치를 살펴본다. 광합성이 얼마나 가치 있는지 나타낼 수 있다면 우리는 광합성을 더 고맙게 여길 것이다. 마지막 7장에서는 인류가 어디까지 나아갈 수 있을지 묻고 있다.
우리에게는 아직 선택의 여지가 있다. 각자의 자리에서 광합성 늘리기에 동참하면 지구가 다시 건강하게 숨 쉬도록 할 수 있다. 더 많은 식량을 생산하고, 더 많은 생명체를 살아가게 하고, 보다 공정한 세상을 만들 수 있다. 인류는 겉보기에 불가능한 난관을 몇 번이고 극복해왔다. 이번에도 마찬가지다. 광합성에 답이 있다.

서문 광합성을 주제로 글을 쓰는 이유

CHAPTER 1 광합성이란 무엇인가?
광합성의 발견
신비주의자, 성직자와 의사
대중에게 식량을, 혁명에는 기름을

CHAPTER 2 태양에서 비롯된 지구의 변화
시초
대산소 발생 사건
다시 일어서는 행성
생명에게 필요한 그 외 영양분

CHAPTER 3 광합성 생물들
새로운 친구, 광합성 세균
공생
생태계가 만들어지는 과정
그리 작지 않은 광합성 생물들
새로운 유형의 광합성이 중요한 이유

CHAPTER 4 살아 숨 쉬는 얇은 껍질로 덮인 지구
광합성으로 세상의 균형을 바로잡을 수 있을까?

CHAPTER 5 좋은 소식… 그리고 나쁜 소식
농업의 기적
야생 동물이 중요한 이유
빙하기의 반대
정치도 중요한 이유

CHAPTER 6 광합성이 세상을 구하는 법
결론: ‘우리에게 무슨 이익이 있는가’
더 큰 작물과 목초지 관리
새로운 혁신 산물
해안 사막의 녹지화와 그 외 바닷가 이야기들
우리는 광합성을 개선할 수 있을까?

CHAPTER 7 햇빛 수확하기
우리가 해결책이 될 수 있다

주
감사의 말

겨울 동안 햇빛이 통하지 않는 바구니에 감자를 보관하면 노란색 싹이 나온다. 그런데 감자를 꺼내 빛을 쏘여주면 노랗던 싹이 하루 만에 초록색 싹으로 변한다. 분명히 농부들은 이런 변화를 보았겠지만 ‘햇빛의 중요성’은 알지 못하였다. 태양을 향해 고개를 돌리는 해바라기를 보면서도 ‘햇빛의 중요성’을 간과하였던 것이다.
(21쪽, 광합성이란 무엇인가?)

달에서 반사된 빛의 적외선을 관측해 다음과 같은 사실을 알아냈다. ‘탄산의 양이 기하급수적으로 증가한다면 기온은 대략 산술급수적으로 증가할 것이다.’ 이렇게 대기 가스에서 지표면으로 열이 전달되는 현상을 ‘온실 효과’라고 명명하였다. 아레니우스는 직접 산출한 결과를 사용하여 광합성이 과도하게 이산화탄소를 흡수하여 지구를 식게 만들고 그 결과 빙하기가 시작된 원리를 어느 정도 파악할 수 있었다. 게다가 인간이 배출하는 이산화탄소가 지표면을 뜨겁게 만들 것이라는 필연적 결론에 도달하였다.
(36쪽, 광합성이란 무엇인가?)

탄소 저장에 바다가 다시 한 번 주목받는 이유는 바닷물이 이산화탄소의 93%를 저장하기 때문이다. 바다에서 탄소는 세 가지 주된 형태로 존재한다. 바닷물에 녹아 있는 탄산가스, 탄산수 거품을 만드는 탄산수소 이온, 용해된 암석에서 나오며 바닷물을 짜게 만드는 용존 탄산염이다. 광합성을 하는 생명체는 생물량을 구성하며 바다에서 자라는 동안 자신의 세포와 조직 속에 탄소를 축적한다. 그 결과 바닷물에서 탄소가 격감하면 대기 중의 이산화탄소를 흡수할 수 있게 된다.
(62쪽, 태양에서 비롯된 지구의 변화)

이제는 달팽이, 곤충, 심지어 복잡한 척추동물도 식물 유전자를 자신의 유전자와 융합하고 있다. 우리는 당연한 수순으로 다음 차례는 어떤 생물일지 추측해본다. 광합성을 하는 나비
나 박쥐가 나타날까? 지금 당장 우리 인간이 그 차례 어딘가에 포함될지 모른다고 생각하기에는 크게 무리가 있다. 인간은 몸무게에 비해 표면적이 그다지 넓지 않다는 게 주된 이유이다.
(89쪽, 광합성 생물들)

재능 있는 물리 및 전기화학자인 하버는 대기의 질소 고정을 기반으로 ‘공기에서 빵’을 만들기 위한 산업 방식을 개발하며 크룩스가 꿈꾸었던 도전을 이루기 위해 노력하였다. 그러나 그는 곧 연구 방향을 수정하였다. 불행히도 질산염은 농작물을 잘 자라게 하는 데만 사용되지 않고 폭발물 생산에도 사용되었다. 그래서 식량 생산을 늘리는 데 사용될 수 있었던 풍부한 광물질이 전시에는 폭발물을 만드는 데 사용되었다. 실제로 동굴에서 발견된 박쥐 배설물은 미국 남북전쟁에 쓰인 화력의 상당 부분과 미국 듀폰사의 부를 이루는 밑거름이 되었다.
(119쪽, 좋은 소식… 그리고 나쁜 소식)

뉴질랜드 빙하에는 2020년 초에 호주에서 발생한 산불 때 발생한 분진이 바다를 건너 날아와 쌓였고, 이 연갈색을 띤 분진은 얼음이 녹는 속도를 높였다. 북극 빙하가 사라지면서 그 아래
노출된 짙은 바다는 햇빛을 더 많이 흡수하며 결국 얼음을 더 빠르게 녹이고 있다. 북극이 더 따뜻해진다는 말은 툰드라가 더 따뜻해진다는 뜻이며, 이는 산불을 더 많이 일으키며 얼음을 검게 만드는 그을음이 더 많이 생긴다는 뜻이고, 이 그을음은 또다시 얼음을 녹인다.
(137쪽, 좋은 소식… 그리고 나쁜 소식)

우선순위에 두고 해결해야 할 문제 중에는 곤충을 대하는 우리의 딜레마가 있다. 우리는 농작물을 축낼지 모를 그 어떤 존재라도 몰살시키겠다며 수십 년간 화학 약품을 의도적으로 사용하였다. 수백만 톤에 이르는 농약을 사용하는 이 방식으로는 새, 박쥐, 양서류와 같이 직접 농약을 섭취한 많은 생명체의 목숨에 위협을 가하는 것은 물론, 식물을 수분시키는 데 결정적 역할을 하는 곤충들도 죽게 하였다. 다른 말로 하면 훗날 우리 식량을 재배하는 데 기여하고 야생 동물에게 먹이를 제공하는 데에도 필요한 작은 생명체를 죽이는 위협을 무릅쓴 것이다.
(158쪽, 광합성이 세상을 구하는 법)

계급, 신념, 국적이 무엇이든 우리는 하나같이 대대적인 환경 파괴에 참여하고 있다. 전용기를 타고 스키장으로 날아가는 부유한 상속녀는 자신이 아프리카 숲을 가로지르는 도로를 건설 중인 저임금 노동자와 공통점이 거의 없다고 생각할 것이다. 그러나 두 사람은 모두 자신이 사용한다고 생각하는 양보다 더 많은 자원을 자연에서 뜯어내고 있다. 푹푹 찌는 아시아 도시의 사무실을 에어컨으로 시원하게 하든, 석유와 가스를 채굴하기 위해 북극 기지의 작업장을 따뜻하게 만들든, 우리는 모두 인간의 유일한 서식지의 대기, 바다, 그리고 육지를 탐욕스럽게 소비하고 있다.
(191쪽, 햇빛 수확하기)

크든 작든, 혼자 하든 아니면 함께 하든 우리는 모두 변화를 만들 수 있다. 나이가 적든 많든, 부유하든 가난하든, 대도시 중심에 살든 아니면 세상 가장자리에 있는 판잣집에 살든 세상이 바뀌도록 기여할 수 있다. 자녀들을 학교에 데려다주는 시간에도 할 수 있다. 고단한 일터에서 점심시간에 할 수도 있다. 잠자리에 들기 전에 불을 꺼야겠다고 떠올릴 때도 할 수 있다. 당장, 오늘이라도 할 수 있다.
(204쪽, 햇빛 수확하기)