만약 지구가 멸망한다면 인류는 방주에서 살아남을 수 있을까?

영화 인터스텔라에서 인류는 황폐해진 지구를 떠나 생존하기 위해서 스페이스 콜로니 쿠퍼스테이션을 만들었습니다 지구환경하고 아주 유사한 쿠퍼스테이션에는 인류에 필요한 모든 것이 갖춰져 있습니다 인공중력 대기 자급자족이 가능한 논과 밭 물 에너지원도 있죠 사람이 살 수 있는 집도 있고요 자 이렇게 쿠퍼스테이션은 지구환경하고 거의 비슷한 생태계를 지어서 우주 공간에 올린 겁니다 인간이 만들어낸 생태계는 다른 영화에도 많이 나와요 화성의 홀로 남겨진 마크와트니는 화성의 생태계를 구축해서 살아가고 설국열차 역시 마찬가지로 열차 안에다가 지구 생태계를 만들어서 마지막 인류가 생존하고 있습니다 자 그런데 만약에 우리 지구에도 뭐 소행성 충돌이라든가 기후변화라든가 아니면 핵전쟁 같은게 터져가지고 지구 어딘가에 안전한 피난처를 만들어야 된다고 쳐요 아니면 화성이나 달 같은 곳에다가 식민지 세워두고 외부하고 완전히 차단된 구조물을 찍고 지구하고 비슷한 생태계를 구축한다고 해봐요 그랬을 때 이런 인공 생태계가 과연 재구시를 해낼 수 있을까요 인간은 이곳에서 아주 오랜 시간 동안 생존할 수 있을까요 이런 호기심 때문에 약 30년 전 인공 생태계를 구축한 대규모 프로젝트가 있었습니다 바로 바이오스피어 2입니다 바이오스피어 2는 미국 애리조나 사막 오라클에서 진행됐던 대형 프로젝트의 이름인데요이 프로젝트는 외부하고 완전히 단절된 독립적인 인공 생태계를 만든 다음 그곳에서 인류가 오랫동안 생존할 수 있을지 생태계가 계속 순환될 수 있을지 이런 것들을 파악하는데 목적이 있었습니다 바이오스피어의 사전적 의미는 생물이 살 수 있는 지구 표면과 대기권을 뜻하거든요 그래서 바이오스피어 2라는 이름은 지구 생태계와는 다른 독립된 제2의 생태계라는 의미로 이름 붙여졌습니다 생각보다 이름 되게 잘 지었죠 바이오스피어 2의 목표는 이렇습니다 지구 생태계를 그대로 구현한 미니지구를 건설한 다음 외부하고 완전히 차단하는 거예요 그다음 오직 내부자원만을 사용해서 생태계가 돌아가는지 이곳에서 인류와 생명체가 계속해서 살아갈 수 있는지 확인하는 거죠 자 그런데 딱 하나 완전히 차단할 수 없는 외부자원이 있어요 바로 태양빛이죠 태양은 우리 지구 모든 생명의 근원이라고 할 수 있는데 만약에 바이오스피어 2에서 태양빛까지 막아버린다 그러면이 생태계가 절대로 돌아갈 리가 없겠죠 그래서이 태양빛 만큼은 예외적인 외부자원으로 설정하고 사용하기로 했다고 해요 자 이제 목표는 잡았으니까 다이오스피어 2를 지우면 되겠죠 바이오스피어 2의 생태계 조성은 그 규모가 정말 어마어마한데요 여기에 들어간 돈만 2억 5천만 달러 한화로 대략 3천억 원이 넘게 들었다고 해요 이게 설명을 들어보면 돈이 진짜 많이 들 수밖에 없어요 온실의 규모만 4000평이 됐다고 하는데이 정도면 거의 축구장 2개 크기의 준하는 막대한 규모예요이 온실은 외부환경하고 완벽하게 차단하기 위해서 콘크리트를 아주 두껍게 설치하고 유리도 많이 사용했다고 하죠 바이오스피어 2는 크게 인간 거주 구역 자연구역으로 나눠지는데요 민간 거주 구역으로는 주거구역 농업구역이 있고요 자연구역으로는 사막 열대우림 습지 사바나 해양생물계 이렇게 5개로 나눠집니다 각각 구역의 생태계는 정말 디테일하게 지어졌는데요 먼저 열대우림 지역에는 실제 아마존에 서식하는 동식물 300여종을 배치했고요 해양구역에는 카리브해에서 직접 가져온 산호초를 배치했다고 하죠 이렇게 자연 구역만 해도 3,800여종의 동식물을 데려다 놨다고 하죠 실제 지구랑 비슷한 생태계를 조정하기 위해서 상당히 많은 노력을 기울인 거죠 바이오스피어 2 건설에는 무려 400여명이 참여했는데요 측정도 정말 다양해요 생태학자 배관공 동물조련사 전기나 설비 하수도와 공기관리 등등 건설에 관련된 모든 직종들 의사 식물학자 회계사 요리사 사진기사까지요 엔간한 독립된 소도시 하나가 제대로 돌아가는데 필요한 모든 인원들이 모였다고 봐야 돼요 또 바이오스피어 2는 사람들이 100년을 살 수 있게 설계됐어요 맨 처음에 필수인원 8명이 2년 살고 그 다음 교대 인원 8명이 또 2년 사는 방식인데요 그렇게 해서 총 100년을 채우는 거죠 근데 사실 이곳에서 2년을 살으라고 한다면 아주 흔쾌하게 지원할 사람이 사실 별로 없긴 하겠죠 한번 들어가면 절대로 나오지 못하거든요 이곳 생태계를 유지시키기 위해서 일도 매일같이 해야 되고요 아니 가령 우리 부엉이 군필자 여러분들 군대 2년 다시 가라고 하면 갈 거예요 아이 결정 절대 쉽지 않죠 솔직히 2년 가는데 다들 몇억은 받아야 된다고 생각할 걸요 지금 1991년 9월 26일 바이오스피어 2 프로젝트가 본격적으로 시작됩니다 선정된 8명의 과학자들이 처음으로 들어갔는데요 처음 6개월 정도는 문제가 없었는데 실험 시작 6개월 이후부터 심각한 문제가 발생했습니다 공기 중 산소 비율이 20%대에서 15% 아래로 떨어져 버린 거예요 이건 정말 심각한 문제죠 그래서 과학자들이이 문제를 해결하기 위해서 열심히 나무도 심고 나팔꽃도 많이 심어봤지만 오히려 나팔꽃은 이상증식을 하면서 다른 생물들의 생장을 방해했고 별 효과를 거두지 못했다고 해요 자 여기다가 이산화탄소의 농도가 2배에서 3배가량 치솟았습니다 그래도 낮에는 그나마 식물들이 광합성을 하니까 산소 농도가 많이 회복됐는데 밤만 되면 이상하게 이산화탄 용도가 급격하게 오르고 산소 농도는 완전 내려가는 거예요 자 이때부터 악순환이 시작됩니다 벌을 비롯해서 꽃과 식물들의 수분을 돕는 곤충들이 죽었고 꽃가루 운반이 안 되니까 식물들의 수정률이 낮아졌습니다 식물들의 수정이 낮아지니까 이산화탄소를 흡수할 식물들이 줄어들게 되고 이것은 다시 이산화탄소 증가에 악순환을 유발했죠 또 불개미와 바퀴벌레들이 대량으로 번식했습니다 바닷물은 이산화탄소를 흡수하는데이 바닷물이 너무 적었던 탓에 이산화탄소를 많이 흡수하지 못했습니다 오히려 바닷물 속에 이산화탄소가 너무 많이 녹아서 바다는 산성화됐죠 물이 산성화 되자 바다의 산호들이 녹기 시작했습니다 실험에 참가한 과학자들은 바다의 산성화를 막기 위해서 중탄산염을 바닷물에 넣기도 했죠 자 이렇게 공기 중에 산소와 이산화탄소 농도가 망가지니까 생태계 전체가 완전히 망가져 버렸죠 쫙 그렇다면 왜 갑자기 산소 농도가 이렇게 낮아진 걸까요 먼저 첫 번째는 유리 온실의 설계 미스입니다 유리온실이 생각보다 태양빛을 너무 많이 반사했기 때문에 온실 속에 있는 식물들이 잘 자라지 못했구요 그렇게 식물들이 광합성을 제대로 하지 못해서 산소가 덜 만들어졌다고 해요 두 번째는 이산화탄소가 자꾸만 어디론가 사라졌기 때문이에요 이렇게 이산화탄소가 사라지니까 식물들이 산소를 공급하지 못하고 산소가 없으니까 이산화탄소가 공급이 안되는 악순환이 이어진 거죠 여기서 더 큰 문제는 연구원들이 이산화탄소가 사라지는 원인을 아주 오랫동안 못 찾았다는 거예요 아니 원인을 알아야 해결을 할 텐데 원인을 모르니까 해결 자체가 안 되잖아요 산소 농도가 낮아진 세 번째 원인은 이제 열대우림 지역에 있는 흙속에 미생물들이 아주 많았는데이 미생물들이 흙 속에 탄소를 이산화탄소로 합성시키면서 산소를 많이 소비했다고 해요 결국 생태계약수는 끝에 바이오스피어 2는 이산화탄소 농도와 산소 농도가 동시에 떨어졌습니다 이쯤 되니까 실험에 참가한 연구원들의 건강에도 문제가 생기기 시작하는데요 산소가 희박해진 탓에 연구원들은 고산병에도 걸렸죠 또 곰팡이가 창궐해서 완두콩밭 전체가 죽고 응애 때문에 감자 농사도 망했어요 이제 온실에서기를 수 있는 작물이라곤 옥수수와 고구마뿐 연구원들은 식사의 절반 이상을 고구마로만 떼었다고 하고요 그런데 고구마를 너무 많이 먹은 탓에 고구마 속에 있는 베타카로틴 성분 때문에 연구원들의 피부가 노랗게 변했다고 하죠 연구원들은 만성 영양실조에 걸렸지만 이들의 업무량은 그대로입니다 아니 오히려 업무량이 훨씬 더 늘어났죠 생태계가 아주 작살이 나가지고 맨날 문제 해결하러 열심히 돌아다녀야 되고요 그 와중에 숙소로 돌아와서도 매일같이 보고서도 작성해야 되고 스트레스가 진짜 장난이 아니겠죠 이렇게 8명의 연구원들은 우울증을 겪거나 성격이 아주 공격적으로 변했다고 해요 바이오스피어 2의 생태계는 무너지고 있습니다 25종의 척추동물 중 19종이 멸종했고요 가축들도 폐사했죠 연구원들은 원인을 찾고 싶었지만 여전히 찾지 못했구요 원인을 몇 개 찾았다고 해도 해결이 불가능하거나 임시방편에 불과합니다 그러다가 우연히이 문제를 연구하던 대학원생이 아버지랑 통화하다가 문제점을 발견하게 됩니다 바이오스피어 2는 주로 콘크리트로 지어졌는데요이 콘크리트 속 석회 성분이 7톤 가량의 이산화탄소를 흡수 탄산칼슘을 생성했던 거예요 그렇게 생태계가 무너지고 바이오스피어 2의 산소와 이산화탄소 농도가 떨어져 버린 겁니다 연구원들은 즉시 콘크리트를 삶아서 이산화탄소를 빼내고 콘크리트를 페인트로 칠해서 이산화탄소 제우스를 막았어요 하지만 이미 1년 6개월이나 지난 데다가 시설 내부의 연구원들을 비롯한 모든 생명체들이 너무나 위험해서 외부의 공기를 한번 내부로 주입시켰거든요 외부 공기를 내부로 주입시켰다는 건 이미이 실험의 의미가 모두 퇴색됐다는 겁니다 실험이 끝나갈 무렵 실험자들은 반반으로 파벌이 나뉘어서 서로 말 한마디 섞지 않을 정도로 사이가 아주 나빠졌다고 해요 그 멤버 중에 한 명은 다른 멤버들한테 침까지 뱉었다고 하죠 또 실험자 중에 한 명은 실험 과정에서 병을 얻어서 퇴소한 다음 몇 년 지나지 않아서 사망했다고 합니다 그래도 어찌저찌 첫 실험 인연을 채우고 종료하게 됐습니다 그 다음 인연은 기존의 문제점들을 최대한 보완해서 진행했는데요 그런데 1차 실험에 참가했던 사람들이 이제 바이오스피어 2의 내부시설을 부수고 망가뜨리면서 완전히 사보타주를 한 거예요 이들이 방해 공작을 한 이후로는 실험대 교체 과정에서의 불만이라고 하는데 진짜 그 인연 동안 빡쳐도 너무 빡쳤었나 봐요 하긴 저런 환경에서 2년을 버티면 누가 제정신이겠어요 결국 2차 실험 때는 더 큰 여러가지 문제가 생기면서 10개월도 못 채우고 끝나버렸습니다 2차 실험에 참가했던 사람들은 겨우 10개월 만에 전원 퇴소하게 됐죠 그렇게 바이오스피어 2 프로젝트는 완전히 종료됐습니다 그 이후에 바이오스피어 2는 애리조나 대학의 실험시설 겸 관광지 겸 박물관으로 바뀌었습니다 자 그럼 지금부터는 바이오스피어 2가 왜 실패했는지 알아보도록 하죠 바이오스피어 2의 실패 원인에 대해서는 이제 여러 과학자들이 연구 끝에 크게 몇 가지로 정리가 되는데요 첫 번째 키워드는 바로 욕심입니다 실패 원인이 욕심이라니 이게 도대체 뭔 소린가 싶죠 바이오스피어 2의 생태계를 보면요 우림도 있고요 습지 사막 사바나 초원 산호초를 갖춘 해양생태계도 있어요 그런데 이걸 전부 다 바이오스피어 2 안에 넣으려니까 일단 공간이 많이 필요하죠 그리고 3800종 이상의 동식물들이 있다 보니까 연구원들이 할 일도 너무 많아져요이 모든 것을 고작 8명이서 관리한 탓에 이들은 오전 6시에 기상에서 잘 때까지 쉴 틈이 아예 없었다고 해요 실제로 여러 생탁자들은 이런 의견을 냈습니다 어차피 바이어스피어 2의 목표는 독립된 생태계에서의 자급자족 아닙니까 열대우림이 아마 사바나 초원 그리고 습지 이런 독특한 환경이이 실험에 도대체 왜 필요한 건지 저는 의문이 올시다 그래서 박자들의 의견으로는요 처음에는 보수적으로 한 가지에서 두 가지 생태계 뭐 많아야 3가지 생태계만 꾸려 놓고 이게 정상적으로 작동한다 그러면 하나 또 늘리고 그러고서도 정상 작동한다 그러면 또 늘리고 이렇게 목표를 하나씩 하나씩 추가했어야 됐다고 합니다 처음부터 능력에 비해서 과한 목표였다는 거죠 또 실험을 시작하자마자 2년 동안 완전 독립된 생태계를 만들자는 것도 목표가 과했어요 처음에는 대략 뭐 3개월 단위로 팀을 교대하거나 문제점이 나타나면 수정하고 문제점이 안 나타나면 거주 기간을 늘리고 이렇게 천천히 진행하면서 실험의 효율을 높이는 방법도 있었을 거예요 그런데 또 아이러니한게 술 담배 같은 기호품이나 컴퓨터 스마트폰 같은 전자기기 공구와 중 장비 등등 시설 내부에서 절대 못 만드는 것들은 외부에서 조달 받았다고 해요 또 누군가가 아플 때는 외부의 병원을 이용했구요 저렇게 100% 완벽하게 차단된 환경이 아니고 어느 정도 유동성이 있었다는 거죠 물론 내부에서는 절대로 해결하지 못하는 것에 대해서만 말이에요 자 그렇다면 바이오스피어 2는 100% 실패로 끝났을까 그건 또 아닙니다 일단은 폐쇄적인 생태계를 만드는게 아예 불가능하지 않고 만듦새에 따라서 생각보다 오랜 시간 머물 수 있거든요 자 그래서 혹시라도 나중에 또이 바이오스피어 같은 프로젝트가 실행됐을 때 최소한 바이오스피어 2에서 일어났던 이런 몇 가지 실수들은 똑같이 되풀이를 안 할 수 있겠죠 그래서 아주 먼 미래 우리 인류가 우주에다가 식민지를 건설할 때이 바이오스피어 2 프로젝트를 많이 참고하게 될 거예요 자 마지막으로 바이어스퀘어 2는 현재 어떻게 사용되고 있을까요 지금은 애리조나 대학교가 관광용 박물관용으로 사용 중인데요 일단 독립된 생태계 실험은 중지돼 있긴 한데 공기를 제외한 독립 생태계는 어느 정도 구현되어 있다고 해요 사막 한 가운데 열대우림이 떡하니 들어가 있다고 하는데요 이곳을 방문하면 이제 투어도 가능하다고 해요 혹시라도 이제 애리조나를 지나갈 일이 있으신 부엉이들은 이곳에 가서 한번 구경해 본 것도 재밌는 경험이 될 것 같습니다 자 그럼 지금까지 리뷰엉이였고요 저는 다음 영상으로 뵙겠습니다 [음악]