도심 속 잔디, 탄소 배출 감시한다···온실가스 감축 변화 추적

• 도시 잔디의 방사성탄소 분석으로 온실가스 감축 효과 정밀 검증

국내에서도 탄소중립을 목표로 한 지자체들의 온실가스 감축 노력이 이어지고 있지만, 실제 배출량이 얼마나 줄고 있는지를 과학적으로 입증하기는 쉽지 않다. 최근 미국 캘리포니아대 어바인(UC Irvine) 연구진이 제시한 새로운 분석법은 이 문제를 해결할 수 있는 현실적인 접근으로 주목받고 있다.

도시 공원이나 가로수대의 잔디에서 방사성탄소(radiocarbon)를 측정해, 화석연료에서 배출된 이산화탄소의 양을 직접 추정하는 방식이다. 연구 결과는 Journal of Geophysical Research: Atmospheres에 게재됐다.

연구를 이끈 UC Irvine 지구시스템과학과의 클라우디아 츠임칙(Claudia Czimczik) 교수는 “화석연료에서 나온 이산화탄소는 기후 변화를 일으키는 주요 원인”이라며 “잔디의 방사성탄소를 분석하면 도시별 화석연료 이산화탄소 분포를 정밀하게 파악할 수 있다”고 설명했다.

방사성탄소는 대기 중에서 자연적으로 생성되지만, 수백만 년 동안 지하에 매장된 화석연료에는 이미 붕괴되어 존재하지 않는다. 따라서 식물이 흡수한 탄소 중 방사성탄소 비율이 낮을수록, 해당 지역 공기에는 화석연료 기원의 이산화탄소가 많이 섞여 있었다는 뜻이다. 연구팀은 이러한 특성을 이용해 남부 캘리포니아의 도시와 농촌 지역에서 관리 잔디를 채취하고, 같은 지점의 대기 중 이산화탄소 농도를 정밀 장비로 측정해 비교했다.

그 결과, 도시 상공에는 이산화탄소 농도가 높게 형성된 ‘도시 탄소 돔(urban carbon dioxide dome)’이 존재함을 확인했다. 이는 자동차 배기가스나 건물 난방 등에서 발생한 이산화탄소가 도시 상공에 머물며 형성하는 고농도 대기층으로, 도시별 배출 특성을 반영한다. 츠임칙 교수는 “로스앤젤레스처럼 산맥으로 둘러싸인 도시는 대기가 정체되기 쉬워 이러한 현상이 뚜렷하다”며 “풍속이 일정한 평지 도시에서도 동일한 결과가 나올지는 추가 검증이 필요하다”고 덧붙였다.

이번 연구는 코로나19 팬데믹 시기에 수행된 선행 연구에서 발전했다. 당시 연구진은 주민들이 주변에서 자생하는 풀을 채취해 보내도록 하여, 팬데믹 초기에 화석연료 기반 이산화탄소 배출이 급감했다가 이동량이 늘며 다시 증가하는 과정을 기록했다. 이후 연구에서는 연중 지속 관측이 가능한 관리 잔디를 활용해, 보다 안정적이고 일관된 시간 단위의 데이터를 확보했다.

연구진은 잔디가 주 1~2회 깎이는 점에 주목했다. 잎의 윗부분만을 수집하면 최근 약 2주간의 탄소 신호를 반영하므로, 대기 중 이산화탄소 농도와 시기별 변화를 정밀하게 비교할 수 있다. 이처럼 간단한 샘플링으로도 특정 도시의 배출 추세를 빠르게 파악할 수 있어, 장비가 부족한 지역에서도 탄소 배출 감시가 가능하다는 장점이 있다.

이 접근법은 한국의 도시 환경에도 충분히 응용할 수 있다. 서울, 인천, 대전, 대구 등은 차량 배출이 집중되는 분지형 지형을 갖고 있어, 대기 중 이산화탄소가 정체되기 쉽다. 공원이나 학교 운동장, 아파트 단지의 잔디를 주기적으로 채취해 분석하면 도시 내 온실가스의 ‘정체 구역’을 구체적으로 파악할 수 있고, 지자체의 탄소 저감 정책이 실제로 효과를 내고 있는지를 과학적으로 평가할 수 있다.

국내 환경 전문가들은 이 방식이 저비용·고정밀도의 도시 탄소 감시 체계로 발전할 가능성에 주목한다. 교통량 변화, 재택근무 확대, 차량 2부제 같은 정책 효과를 비교 분석할 수 있을 뿐 아니라, 향후 국립기상과학원이나 환경공단 등과 연계해 전국 주요 도시의 잔디 시료를 정기적으로 분석하는 ‘도시 탄소 모니터링 네트워크’로 확장할 수도 있다. 잔디 한 포기의 탄소가 도시의 온실가스 감축 성과를 보여주는 새로운 지표로 기능할 수 있다는 점에서, 과학적이면서도 실용적인 기후 대응 수단으로 평가된다.

김지윤 기자/ hello@sciencewave.kr

참조 논문: C. C. Yañez et al, Quantifying Fossil Fuel CO₂Enhancements Along an Urban‐Rural Gradient With Radiocarbon Analysis of Turfgrasses, Journal of Geophysical Research: Atmospheres (2025). DOI: 10.1029/2025jd043336

자료: Journal of Geophysical Research – Atmospheres / University of California, Irvine