메탄 대량 방출 감시하는 ‘글로벌 경보 시스템’ 본격 가동

[아이티데일리] 메탄은 화석연료를 이송하는 파이프라인이나 가스전 등의 자원에서 예측할 수 없이 분출되는 은밀한 온실가스다. 과학자들은 메탄 방출을 현장에서 잡기를 원했다. 과거에는 지상이나 비행기를 통해 가능성이 있는 장소들을 감시해야 했다. 그러나 이제, 우주에서 전 세계 어디서나 대량의 탄소 누출을 자동으로 실시간 감지할 수 있게 됐다. 이는 기후 변화를 늦추기 위한 큰 계기라고 사이언스지가 보도했다.

새로운 기술은 인공지능(AI)을 이용해 유럽 위성이 수집한 하루 1200만 건의 관측치를 스캔하는 방식이다. 위성 데이터는 유엔이 발표한 국제메탄방출관측소 등의 활동에 큰 도움이 된다.

최근 네덜란드우주연구소(SRON)가 주도해 대기화학&물리학저널에 사전 제출된 연구에 따르면, SRON 팀은 이제 매주 위성으로 스캔한 대량의 메탄 배출 실시간 현황 결과치를 웹사이트에 올리기 시작했다. 연구팀은 지난달 시간당 10톤 이상의 메탄을 배출한 192개의 메탄 발생을 보고했다. 일부는 지속적이고 일부는 간헐적이었지만, 메탄 발생은 아시아에서 집중적으로 발견됐다. 남극을 제외한 모든 대륙에서 메탄 대량 방출이 감지됐다.

대기 중의 메탄은 완전 분해되기까지 10년을 머무른다. 이산화탄소보다는 기간이 짧지만 지구 온도를 높이는 효과는 이산화탄소보다 더 크다. 2006년 이후 대기 중 메탄 농도는 약 7% 증가했다. 산업화 이전 대비 상승한 섭씨 1.2도에서 약 3분의 1을 차지한다. 메탄 방출을 줄이기 위한 조치는 시급한 현안이다.

애리조나 대학의 라일리 듀렌 박사는 올해 말 메탄과 이산화탄소의 방출을 탐지하기 위한 1억 달러 규모의 위성 발사 프로젝트를 이끌고 있다. 신기술을 적용한 실시간 탐사 위성이다. 듀렌은 이 새로운 기술이 ”위성을 활용한 메탄 관측의 토대를 마련할 것“이라고 진단했다.

SRON의 자동 메탄탐지기는 유럽의 코페르니쿠스 지구 관측 프로그램의 일환으로 2017년 발사된 센티넬-5 위성에 탑재된 대류권 모니터링 장비(TROPOMI)를 활용한다. 대기 오염을 감지하기 위해 고안된 것이지만 메탄을 감지할 수 있다는 것도 증명됐따. 연구원들은 거대한 메탄 공급원으로 알려진 지역들을 관찰하기 위해 이 장비를 사용하기 시작했다. 그리고 대규모의 메탄 방출에 대한 경고음을 울리기 시작했다.

핵심적인 분석은 AI의 힘을 빌린다. 반복적인 기계학습을 통해 구름의 반사나 바람 등 오류를 일으킬 수 있는 변수를 제거해 나갔다. 그 후 연구팀은 측정치에 대한 정확도를 테스트했고, 단 한 번의 위성 통과만으로도 메탄 방출을 식별할 수 있는 2974개의 고유한 메탄 발생지를 발견했다. 이들의 40% 이상이 석유 및 가스 개발과 관련됐으며, 3분의 1은 폐기물 매립지, 20%는 탄광과 관련된 것으로 밝혀졌다.

TROPOMI의 식별 가능한 해상도는 약 5km다. 이는 메탄 방출의 정확한 시설을 파악하기에 충분하지 않다. 그러나 미래 위성 사진 데이터는 더욱 선명해질 것이다. 메탄 위성 발사를 포함해 메탄 관측 정확도는 더욱 향상된다.

물론 위성 관측이 모든 메탄 발생을 추적하지는 못한다. 최근의 메탄 발생 증가의 대부분은 한 지점에서의 대량 방출이 아니라, 열대 습지 등 분산된 원천들로부터 나오는 소량의 메탄으로 인한 것이다. 그럼에도 불구하고 위성에 의한 실시간 대량 메탄 배출 경고 시스템은 기후 변화에 대응할 수 있는 유력한 방법 중의 하나로 환영받고 있다.