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지구에 생명체가 살고 있다는 사실을 혹시 외계인이 알아차릴까 봐 걱정되시나요? 그렇다면 가장 먼저 해야 할 일이 있어요. 바로 메탄 발생을 줄이는 것인데요. 메탄과 발생량을 줄이는 방법에 대해 살펴보시죠!

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메탄의 분자식은 CH4이에요. 우주에 존재하는 가장 간단한 탄소화합물이죠. 아니, 잠깐만요. 탄소화합물, 탄수화합물, 탄수화물, 탄화수소. 모두 그게 그것 같아서 헷갈리시죠? 먼저 이것들의 차이를 짚고 넘어가죠.

여기서 가장 큰 개념은 탄소화합물이에요. 탄소화합물은 탄소가 들어 있는 화합물이라는 뜻인데요. 그러니까 탄소가 들어 있으면 모두 탄소화합물인 거예요. 탄소화합물의 탄소는 모두 공기에서 왔답니다. 

바로 광합성 과정에서 일어나는 일이죠. 광합성은 빛에너지를 이용해서 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)로 포도당을 만드는 과정이에요. 이 포도당이 길게 연결되어 녹말이 되죠. 포도당과 녹말은 탄소와 물이 합쳐진 물질이라고 해서 탄수화물이라고 불러요.

 

세포는 포도당을 이용해서 단백질과 지방을 만들어요. 그러니까 탄수화물, 단백질, 지방은 모두 이산화탄소와 물이 합쳐진 거예요. 그래서 탄수화합물이라고 해요. 그리고 탄수화합물에서 산소 성분이 빠진 물질을 탄화수소라고 하죠. 

탄소와 수소가 합해졌다는 뜻인데요. 그러니까 탄소화합물은 크게 산소가 있는 탄수화합물과 산소가 없는 탄화수소로 나눌 수 있죠.

탄화수소는 들어 있는 탄소의 숫자에 따라 이름이 다른데요. 메탄은 탄소가 하나이고, 에탄(C2H6)은 탄소가 두 개에요. 술에 들어 있는 에탄올(C2H5OH)은 탄소가 두 개인 탄화수소에서 수소 하나 대신 알코올기인 –OH가 붙은 것이죠. 

삼겹살 구울 때 사용하는 부탄가스는 탄소가 세 개인 프로판(C3H8)과 탄소가 네 개인 부탄(C4H10)이 섞여 있지요. 탄소의 길이가 길어지면 석탄과 석유의 성분이 돼요. 석유를 이용해서 온갖 종류의 플라스틱을 만들기도 하지요. 

석탄과 석유는 모두 생명체가 변해서 된 것인데요. 그러니까 우리가 사용하는 부탄가스와 플라스틱은 모두 생명의 잔해인 셈이에요. 다시 메탄으로 돌아가지요. 메탄은 탄화수소에요. 탄화수소는 탄수화합물에서 왔고, 탄수화합물은 이산화탄소와 물에서 왔지요. 

그렇다면 메탄을 태우면 어떻게 될까요? 흙에서 나온 것은 결국 흙으로 돌아가는 이치처럼 메탄도 이산화탄소와 물로 돌아간답니다. 그리고 이때 에너지가 발생해요. 메탄이 탈 때 에너지가 발생한다는 말은 메탄을 만들 때 에너지가 필요하다는 뜻이에요. 

메탄은 일산화탄소와 수소로 만들 수 있어요. 쉽게 일어날 수 없는 반응인데요. 엄청난 압력과 열이 필요하거든요. 바로 여기에 생명의 위대함이 있어요 생명체는 상온에서 이산화탄소와 물을 합쳐 포도당을 만드는 것처럼 메탄도 쉽게 만들 수 있거든요. 

태양계 행성 가운데 목성, 토성, 천왕성, 해왕성처럼 가스로만 이루어진 행성에는 메탄이 제법 많아요. 하지만 금성, 지구, 화성처럼 암석으로 이루어진 행성에는 메탄이 극히 적죠. 지구 대기는 대부분 질소와 산소로 이루어져 있어요. 무려 99%에 달해요. 

기후 위기의 주범이라는 이산화탄소 농도가 최근 많이 높아졌지만 0.04% 정도에요. 그런데 지구 대기에는 0.0002%에 불과하지만 메탄이 있답니다. 외계인이 이 사실을 알아챈다면 지구에 생명체가 살고 있다는 증거라고 반길 것이에요. 그렇다면 화성은 어떨까요? 

화성의 대기는 대부분이 이산화탄소(96%)인데요. 아르곤과 질소 그리고 산소를 합치면 99.9%나 되지요. 수소가 거의 없는 데다 산소가 꽤 있어서 메탄이 생성되는 것은 불가능한 환경이랍니다. 우리는 화성에는 메탄이 없다고 알고 있었죠. 

그런데 말이죠. 2012년 화성에 도착해서 아직도 활동하고 있는 미항공우주국(NASA)의 탐사로봇 큐리오시티가 2013년 화성에서 메탄을 발견했어요. 올해에도 또 메탄을 발견했죠. NASA의 과학자들은 화성의 메탄은 화성에 생명체가 존재하든지 존재했었다는 증거라고 흥분했어요.

  

하지만 2016년 유럽 우주국과 러시아 연방 우주국이 함께 화성에 보낸 탐사선 엑소마스(ExoMars)는 메탄을 전혀 감지하지 못했는데요. 엑소마스에는 대기 분자 1조 개 가운데 메탄 분자가 하나만 있어도 감지할 수 있는 역사상 최고로 정밀한 장치가 있는데도 말이죠. 

누구 말이 맞을까요? 이건 직접 봐야 해요. 그래서 NASA는 2020년에 화성 탐사선 ‘마스 2020’을 보내서 토양 시료를 지구로 가져올 예정이에요. 그때가 되면 의문은 해결되겠지요. 물론 화성 토양에서 메탄이 검출되지 않는다고 해서 화성에 생명체가 존재하지 않았다는 뜻은 아니에요. 

메탄의 수명은 300년 정도에 불과하거든요. 외계인이 화성의 메탄을 탐지하는 일은 거의 불가능해요. 하지만 지구의 메탄은 다른데요. 불과 수십 년 전부터 우리도 메탄에 관심을 쏟고 있어요. 바로 ‘기후 위기’ 때문인데요. 얼마 전까지만 해도 우리는 ‘기후 변화’라는 용어를 썼죠. 

하지만 변화는 좋은 방향으로 일어날 수도 있잖아요. 그래서 과학자들은 이제 기후 변화 대신 기후 위기라는 용어를 쓰고 있어요. 메탄과 기후 위기는 분명한 관련이 있는데요. 메탄은 이산화탄소보다 23배나 강력한 온실가스거든요. 지구 대기의 메탄은 주로 어디에서 나올까요? 

방귀와 트림인데요. 물론 방귀 냄새의 주범은 따로 있어요. 황화수소와 스카톨, 인돌인데요. 이것들은 주로 단백질의 분해 산물이에요. 고기를 많이 먹으면 방귀 냄새가 고약한 법이죠. 그런데요, 육식이 방귀 냄새에만 악영향이 있는 것은 아니에요. 기후 위기의 주범이기도 하죠.

멀리 떨어져 있는 외계인들은 지구인의 고약한 방귀 냄새는 맡지 못해요. 불쾌한 트림 소리도 듣지 못하죠. 하지만 방귀와 트림에 들어 있는 메탄의 존재는 멀리서도 눈치챌 수 있는데요. 너무 많아서 스펙트럼으로 충분히 검출할 수 있을 정도거든요.

도대체 이 많은 메탄을 뿜어낸 생명체는 누구일까요? 지구 대기의 메탄은 주로 소, 양 같은 반추동물의 트림과 방귀에서 나와요.

혹시 멀리 떨어져 있는 외계인들에게 우리의 존재가 들통날까 봐 걱정되시나요? 소와 양의 숫자를 줄여야 해요. 소와 양이 스스로 번식한 게 아닌데요. 우리가 육류 소비를 줄여야 하는 이유에요. 

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<이정모_서울시립과학관 관장>