태초에 혼돈의 우주에서 태양이 만들어지고 지구가 탄생했을 당시, 그 때의 대기는 지금과는 크게 달랐을 거라고 알려져 있다. 즉, 메탄과 암모니아, 수소 그리고 수증기로 가득했고 지금처럼 질소와 산소가 많지는 않았다. 생명체의 전단계인 코아세르베이트(coacervate)가 해양에서 나타난 후, 당시 산소가 없는 환경에서 무기 호흡을 했던 종속영양 생물체가 처음 출현한 것으로 여겨지고 있다.

이 영향으로 주변에는 이산화탄소 등의 무기탄소의 농도가 높아지게 되고, 이 이산화탄소를 이용하여 시안세균이나 홍색세균 등은 광합성을 통하여 태양에너지를 화학에너지로 저장하는 유기물질을 지구상에 활발히 공급하게 되었다. 광합성 과정에서 발생된 산소는 대기에 축적되어 오존층을 형성함으로써 지구 표면에 독성이 강한 자외선을 경감시키고 장차 다양한 생명체의 출현 환경을 조성하게 되었다.

한편, 태양에너지의 저장물질인 유기물질은 광합성세균이 직접 밤에 호흡작용을 통하여 화학에너지로 소비하기도 하였지만 이후에 나타난 종속영양세균과 고등생물의 주요한 먹이가 되면서 지구상의 생태계를 유지시키는 에너지의 근원이 되었다. 많은 세균과 고등생물들은 광합성 반응에서 생성된 산소를 이용하여 유기물질이 담고 있는 에너지를 빠르고 완전히 사용해낼 수 있는 산화반응을 택하였다. 우리가 살기 위해서 주기적으로 음식을 먹고 끊임 없이 숨을 쉬는것도 이런 연유이고 모든 생물들이 숨을 쉬는 이유도 그러하다.

그런데 숨을 쉬지 않는 생물체도 있다. 바로 부패균이라 불리는 혐기성세균이다. 유기물질에 포함된 결합산소를 이용하지만, 다른 생명체처럼 산소로 숨을 쉬지는 않는다. 산소가 없는 곳, 지하나 깊은 해저에서 살아온 혐기성세균은 음식물쓰레기에서 역한 냄새를 발생시키거나 종이팩의 우유를 상하게 하는 것들이다.

보통은 우리 일상생활에서 부패와 얼룩, 악취를 동반하여 혐오의 대상이 되기도 한다. 그런데 인류의 현대문명은 이런 혐기성세균들의 덕을 톡톡히 보고 있다.

에너지를 모두 써버린 호기성세균이 남긴 유산은 없지만, 적당히 에너지를 쓰고 남겨준 혐기성세균의 부산물은 오랜 세월동안 석탄과 석유란 이름으로 땅속에서 간직되었다. 특히, 고세균(Archaebacteria)의 일종인 메탄형성균은 땅속에서 천연가스를 만들었을 뿐 아니라 반추동물의 위와 인간의 대장에서, 습지와 논바닥 그리고 하수처리장 소화조에서 다양하게 조력자의 역할을 수행하고 있다.

지구상에서 태양은 에너지의 발생원, 광합성 식물은 공급원이었다면 혐기성세균은 에너지의 가공기술자이었다. 실제로 산업혁명은 혐기성세균이 남겨준 화석연료를 이용하여 이루었고 인류는 그로 인해 물질로부터 해방될 수 있었다. 그러나 대대로 내려온 화석연료의 유산 탕진은 급속도로 이루어져 심한 환경문제를 유발하였고 특히 지구 온난화라는 심각한 현상을 초래하였다.

근래에 저탄소 녹색성장이란 구호가 넘쳐나고 있다. 아직 일반인에게는 그 의미의 이해가 어렵고 산업과 생활에 접목하기도 모호하다. 물론 기후변화 억제를 위한 온실가스 저감이 구체적 목표이긴 하지만 그 근원적 의미는 선조의 생태계로부터 전해 내려온 화석연료에 의존하여 귀한 유산을 일시에 소진하지 말고 이제 조금이나마 자급자족하자는 것이다. 탄소속에 담겨진 화석에너지를 쓰지 말고 가능하면 사용자가 직접 생산하는 형태의 에너지 즉, 태양이나 지열에너지, 바이오매스 등 신재생에너지를 생산하여 쓰는 것이다.

이것이 산업혁명의 뒤안길에서 나타난 지구 환경오염과 온실가스를 줄이는 근원적 해결책이 될 것이다.

/서남대 교수 곽동희

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