산업화 이전의 토지 이용도 대기 중 CO2를 늘렸을까요?

상세 설명

연구진은 대기, 해양, 육지 표면을 폐쇄된 탄소순환과 결합한 대기대순환모형을 이용해 지난 천 년 전체에 걸친 시간 변화 시뮬레이션을 수행했다. 인간에 의한 토지 피복 변화(ALCC)를 고해상도로 재구성해 기후 시스템의 유일한 강제력으로 적용했다. 이는 다른 자연적·인위적 교란과 분리해 ALCC가 탄소순환과 기후에 미친 영향을 파악하고, 산업화 이전 인간 활동의 중요성을 평가하기 위한 것이었다.

ALCC만을 강제력으로 적용했을 때 육상 생물권은 천 년 동안 순 96 Gt C를 잃었고, 대기 중 CO2는 20 ppm 증가했다. 생물권과 대기의 상호작용으로 산업시대(서기 1850~2000년)에는 일차 배출량의 37%, 산업화 이전 시기(서기 800~1850년)에는 48%가 다시 흡수됐다. 산업화 이전에는 상호작용에 따른 탄소 플럭스가 더 강했기 때문에, 그 시기의 배출량 53 Gt C 중 21%만 대기에 남았다.

대기에 남은 비율이 낮았음에도 중세 후기에 대기 중 CO2는 자연 변동 범위를 넘어섰다. 이는 인간이 CO2에 미친 영향이 산업화 이전에 시작됐음을 시사한다. 반면 전 지구 평균 기온은 산업시대의 급격한 인구 증가 전까지 유의하게 달라지지 않았다.

연구진은 전염병과 전쟁 같은 역사적 사건이 탄소 수지에 미친 영향도 조사했다. 몽골의 침입처럼 오래 지속된 사건만 탄소 격리로 이어졌다. 과거 ALCC로 인한 간접 배출이 다시 자라는 식생의 탄소 흡수를 수십 년 동안 상쇄해 탄소 격리가 제한됐다. 따라서 연구진은 빙상 코어에서 나타난 CO2 감소가 인간 활동 때문일 가능성은 낮다고 보았다.

이 결과는 현재와 미래 세기를 다루는 기후·탄소순환 연구가 보통 1850년 무렵의 평형 상태에서 출발하지만, 실제로는 탄소순환이 상당히 교란된 상태에서 출발한다는 것을 보여준다.