인간이 날씨를 어디까지 조종할 수 있을까? -

'지구공학'으로 실제로 비를 내리게 할 수 있을까? 우리는 허리케인을 막을 정도로 날씨를 조작할 수 있을까? 그리고 극지방을 다시 얼리기 위해 빙산을 만드는 것이 현실적으로 가능한가? 답은 "그렇다"와 "아니다" 둘다 이다. 과학자들은 수십 년 동안 기후 조작 방법을 연구해왔고, 고무적인 결과를 보고한 바 있다.

하지만 여전히 의문은 남아 있다. 우리가 정말로 날씨를 통제할 수 있을까? 역사 속 '비를 만드는 사람들'에 대해 더 알아보자.

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영혼 불러내기 -

인류는 수 세기 동안 날씨를 조작하려는 시도를 해왔다. 초기 부족 사회에서는 예를 들어 샬라코 마나(Shalako Mana)와 샬라코 카치나(Shalako Kachina) 같은 영혼들에게 비를 내려달라고 기원했다.

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레인 댄스 -

전통적으로, 특히 미국 남서부 지역의 원주민 부족들은 '비를 부르는 춤'이라 불리는 의식을 통해 구름 한 점 없는 하늘에서 비를 내리게 하려는 시도를 해왔다.

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날씨 의식 -

푸에블로(Pueblo), 호피(Hopi), 그리고 주니(Zuni) 부족이 특히 이 비 의식과 관련이 깊은데, 이들이 주로 거주하는 지역이 반건조 사막 지대였기 때문이다. 오늘날에도 이러한 날씨 의식은 일부 여전히 행해지고 있다.

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비를 만드는 자 -

1800년대 후반에는 미국 서부 지역에 자칭 '비를 만드는 사람들'이 등장했다. 이들은 주로 불순한 의도를 가진 인물들로, 비를 불러 가뭄을 해소해 주겠다고 약속하고 그 대가를 요구했다.

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큰 소음으로 비를?! -

심지어 미국 정부도 비를 만들기 위한 시도를 했다. 1891년, 미 의회가 처음으로 자금을 지원한 비 생성 실험에서, 로버트 G. 다이렌포스(Robert G. Dyrenforth)라는 '비 만드는 자'는 큰 소음으로 구름을 자극하면 비를 내리게 할 수 있다는 이론을 제시했다.

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큰 비용의 도박행위 -

그의 이론을 증명하기 위해 다이렌포스는 텍사스의 건조한 지역에서 다이너마이트를 사용해 일련의 폭발을 일으켰다. 놀랍게도 실제로 비가 내렸다. 하지만 전반적인 실험 결과는 확실하지 않았고, 비용도 많이 들었다. 당시 정부는 비를 내리기 위해 약 19,000달러를 지출했으며, 이는 2024년 기준으로 약 474,000달러에 해당하는 금액이다.

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찰스 해트필드 -

또 다른 악명 높은 비 생성자는 찰스 해트필드(Charles Hatfield, 1875–1958)였다. 해트필드는 비를 내리게 하기 위해 23가지 화학물질을 비밀리에 혼합해 증발 탱크에 넣고, 그 증기가 공중으로 올라가 구름을 형성한다고 주장했다.

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그저 확률 게임?! -

하지만 그는 현명한 기상학자였으며, 비가 내릴 가능성이 높은 시기를 이용해 비 생성 작업을 진행했다. 해트필드는 최소 500번의 '성공'을 주장하며 꽤 큰 재산을 모았다. 그의 비법은 무엇이었을까? 그는 그 비밀을 끝내 무덤까지 가지고 갔다.

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구름 씨를 뿌리는 기술 -

지구공학이라는 개념이 본격적으로 등장한 첫 번째 실험은 1940년대 중반에 시작되었다. 당시 미국 제너럴 일렉트릭사(GE)에서 일하던 화학자 어빙 랭뮤어와 빈센트 셰이퍼는 클라우드 씨딩(glaciogenic cloud seeding)이라는 과정을 발표한다.

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인공 얼음 결정 -

랭뮤어와 셰이퍼는 안개가 가득한 냉장고에 드라이아이스 파편을 떨어뜨리면 작은 얼음 결정이 만들어진다는 것을 발견했다. 이들은 결정체를 비행기 날개 아래에 부착된 친수성 조명탄에 넣어 실험을 진행했다. 정해진 고도에 도달하면 조명탄이 발사되어 구름에 얼음 결정이 퍼지도록 했다.

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인공 강후의 시작 -

이후 제너럴 일렉트릭 연구팀은 이 연구를 발전시켜 '클라우드 씨딩'이라는 날씨 조작 기술의 기초 과학을 개발하였으며, 그 과정에서 아이오딘화은(silver iodide)을 사용하였다. 사진은 지상에서 아이오딘화은을 살포하는 장치를 보여준다.

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아이오딘화은의 사용 -

'클라우드 씨딩'은 다음과 같은 방식으로 작동한다. 구름 속의 수분 입자가 아이오딘화은 결정체와 만나면, 그 입자들이 결정체에 붙어 얼기 시작한다. 이 과정이 반복되어 얼음이 충분히 커지면 구름을 뚫고 눈으로 떨어지거나, 따뜻한 공기를 통과하면 비가 되어 내리게 된다.

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비와 눈 -

967년, 미 공군은 베트남 전쟁 중 '포파이 작전(Operation Popeye)'이라는 군사적 클라우드 씨딩 프로젝트를 실시했다.

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포파이 작전 -

이 극비 프로젝트는 호찌민 트레일(사진)의 특정 구역에 걸쳐 몬순(우기)을 연장하려는 시도였다. 그 목적은 북베트남의 군수 물자 보급로를 방해하기 위해 도로 표면을 부드럽게 만들고 산사태를 유발하는 것이었다. 즉, 비가 군사적 무기로 사용된 셈이다.

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건조한 여름 준비 -

보다 최근에는 중국 정부가 2008년 베이징 올림픽 개막식 전에 클라우드 씨딩을 통해 다른 지역에서 비가 내리도록 하여 경기장 주변을 건조하게 유지하려는 시도를 하였다. 

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전 세계 기후 통제 -

이러한 기술의 효과와 환경적 영향에 대한 회의론과 논쟁이 존재하지만, 클라우드 씨딩(인공강우) 기술은 여전히 전 세계 여러 지역에서 기후를 통제하려는 도구로 연구되고 일부 적용되고 있다.

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해양 지오엔지니어링 -

또 다른 날씨 조작 기술을 개발하기 위한 다양한 제안도 제시되고 있다. 그중 하나는 해양 지오엔지니어링(marine geoengineering)이다. 이 아이디어는 거대한 백색 구름 타워를 만들어 구름을 하얗고 밝게 만들어 지구의 온난화를 줄이려는 것이다. 과연 이 거대한 흰구름이 어떻게 작용할까?

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해양 구름 밝히기 -

이 거대한 백색 구름 타워는 해수면에 둥둥 뜨게 만들어진다. 이 구름 타워가 만들어지면 바다의 물이 이 거대한 마스트를 통해 하늘로 뿌려지게 된다.

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해양 구름 밝히기 -

이 미세한 바닷물 분사는 주변 구름 내의 평균 물방울 크기를 줄여준다. 결과적으로 이 물방울은 빛을 굴절시켜 어두운 구름을 하얗게 보이게 하여 적어도 이론적으로는 지구에서 더 많은 햇빛을 반사할 수 있다. 

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빙산 만들기 -

기후 과학자들이 제안한 또 다른 아이디어는 빙산을 만드는 것이다. 이를 위해서는 특별히 설계된 빙산 제조 잠수함이 필요하다.

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빙산 만들기 -

이 잠수함은 거대한 육각형 탱크에 물을 모아 수면으로 떠오른 후, 염분을 걸러낸 뒤 얼린 얼음 블록을 배출하여 기존 빙산과 합치게 된다. 만약 이 야심 찬 프로젝트가 허가된다면, 그 궁극적인 목표는 지구 온난화로 인해 녹고 있는 극지방의 얼음을 다시 얼릴 수 있게 만드는 것이다.

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해양 비옥화 -

이 과정은 대기 중의 이산화탄소(CO₂)를 바닷속 깊은 곳으로 이동시키는 방법이다. 

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인공 용승 -

이는 또한 인공 용승(artificial upwelling)이라고도 불리며, 심해에서 더 차가운 영양분이 풍부한 물을 펌핑해올려 식물성 플랑크톤의 활동을 촉진시킨다. 이 과정에서 CO₂를 흡수해 대기 중의 농도를 줄이는 역할을 한다.

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지구공학 & 우주 -

지구공학이 허리케인과 같은 극단적인 기상 현상을 예방할 수 있을까? 아마도 가능성은 있다. 그러나 이를 위해서는 상당한 수준의 해양 냉각이 필요하다. 

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일조량 조작 -

이론적으로, 우주 지구공학은 지구의 기상 패턴을 상당히 변화시킬 수 있다. 그중 논의되는 방법 중 하나는 일조량 조작이다. 이미 밝은 구름이 햇빛을 반사해 내리쬠을 줄이는 방법을 살펴보았지만, 햇빛을 완전히 차단하는 것은 어떨까?

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태양 기후 개입 -

햇빛을 완화하는 한 가지 방법은 길이가 수천 킬로미터에 달하는 거대한 유리판을 우주에 건설하는 것이다. 이 판은 태양과 지구 사이에 장벽을 형성해 햇빛을 우주로 반사시키고, 지구 대기에 들어오는 복사량을 줄이게 된다. 그러나 이 아이디어는 비용과 실현 가능성 때문에 여전히 공상 과학의 영역에 머물러 있다.

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태양광 반사판 -

과학자들은 이와 유사한 목적으로 소형 거울 위성들을 여러 개 우주에 배치하는 방안도 연구하고 있다. 이 위성들은 지구를 비추는 일조량을 조작하는 역할을 한다.

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여전히 비의 신을 부르다 -

지구공학이 전 세계에서 점차 흔히 적용되고 있는 가운데, 여전히 전통적인 방법을 통해 비를 기원하는 문화도 존재한다. 예를 들어, 페루 티티카카 호수의 해변에서는 전통적인 의상을 입은 아이마라 농민들이 영혼을 기쁘게 하여 가뭄을 끝내기 위한 제사를 지낸다.

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플라이어들의 춤 -

뉴멕시코에서도 여전히 1922년 처음 시작된 '플라이어들의 춤(Danza de los Voladores)'을 통해 비를 기원하는 의식을 행하고 있다.

출처: (Space) (Live Science) (American Meteorological Society) (Smithsonian Magazine) (Office of the Historian) (BBC)

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