질소가스를 예를들어 지구의 순환시스템에 대하여 알아보자. 대기의 조성은 질소가 78%, 산소가 21%, 아르곤이 0.9%, 이산화탄소가 0.03%, 이 네 가지의 기체가 대기권의 99%를 차지하고 있다. 산소라는 기체는 우리가 호흡을 통해서 5분이상 받아들이지 않으면 사망하게 된다. 또 이산화탄소는 식물의 엽록체에서 영양분인 탄수화물을 생산하는 광합성작용에 필수적이다. 그리고 영양분, 탄수화물은 동물에 의해 소비되고 소화되어 메탄가스 성분으로 배설된다.질소라는 가스는 앞의 대기조성에 보듯이 양이 가장 많다. 또 질소는 토양 속에서는 물에 녹았다가 식물의 뿌리를 통해 흡수되고 식물성 단백질로 저장된다. 탄수화물의 주성분은 탄소, 수소, 산소이지만, 단백질의 주요성분에는 탄소, 수소, 산소에다가 질소가 더 들어간다. 우리가 동물성 단백질인 쇠고기를 섭취하면 우리의 소화기관에서 분해되어 아미노산으로 변환되었다가, 근육에서 단백질로 전환한다. 마지막 소화단계에서는 단백질의 소화부산물로 배설되어, 냄새가 고약한 암모니아가스로 변한다.질소도 산소처럼 인간의 생활과 떨어질 수 없다. 농업생산성을 높여주는데 질소비료가 큰 역할을 한다. 또 토목건설에 이용되는 다이너마이트(TNT)의 주요성분이 질소이다. 심장내과에서 사용하는 혈관확장제에 질소성분이 들어간다는 것, 사람의 질병과 생명을 구하는 데도 질소가 필요하다. 여기까지는 질소가 인간에게 도움을 주는 이야기이다. 그렇지만 인공적으로 만든 비료나 다이너마이트에서는 질산염을 이용하는데, 부작용이 심각하다. 질산염에서 산소원자가 하나 빠진 아질산염은 발암물질이다. 인간의 생활에 도움도 주지만, 순환시스템에서 변질되어 도리어 인간에게 피해를 주게 된다.질소는 무생물권에 존재하다가 생물권 안으로 들어와서는 단백질, 혈관확장 등의 여러 가지 생명 작용에 사용된다. 이처럼 대부분의 물질들은 지구시스템 내에서 무생물권과 생물권의 이동과 변화로서 상호작용하면서 지구와 인류는 진화해 왔다. 문제는 성질과 모양이 바뀐 물질들이 생명체에 악영향을 끼친다는 것이다. 질소라는 물질도 선용(善用)을 하면 인간의 생존과 생활에 도움이 되고, 넘치든가, 악용(惡用)을 하면 반드시 인간에게 해를 끼친다.가이아(Gaia) 이론이라는 것이 있다. 영국의 과학자 제임스 러브록(James Lovelock)이 1972년에 주장한 가설로, 저서‘지구상의 생명을 보는 새로운 관점’에서 소개되었다. 지금은 가설에서 이론으로 발전하고 있는 과정인데, 많은 과학자들의 큰 공감을 불러 일으키고 있는 이론이다. 가이아란 고대 그리스인들이 신화 속에서 카오스(혼돈)에서 스스로 태어난‘대지의 여신’의 이름이다. 대지의 여신이 곧 우리가 살고 있는 지구이다. 러브록은 논문에서 가이아 가설에 대해 ‘생물권이 지구의 항상성을 유지할 수 있는 활동적이고 적응력이 있는 제어시스템’이라고 정의하였다. 지구의 생물, 대기, 바다, 토양까지를 포함하는 지구 전체가 살아있고 능동적으로 작동하는 존재라고 생각하고 이를 신화 속의 대지의 여신, 가이아로 부른 것이다.다시 말해, 지구라는 행성이 자기조절 시스템을 통해 항상성을 유지하는 거대한 생명체라는 것, 지구도 생명체처럼 생명을 유지하기 위해 자기조절 기능을 가진 유기체라는 것이다. 지구도 거대한 생명체이니 함부로 대하지 말라는 이론 같기도 하다. 자연과학도인 필자가 보기에도 독특한 이론이다.우리 인류가 발 딛고 서 있는 이 땅이 우리 인간이 숨쉬며 생활하고 있는 이 지구가 거대한 생명체라니...가이아 이론은 가설에 불과하지만, 지구온난화와 지구환경문제와 관련하여서는 주목을 많이 받고 있다. 지구생태계와 인류의 미래를 연관 지어서는 가이아이론이 생태환경주의를 대변하는 이론으로 받아들여지고 있는 것이다. 지구는 질소와 산소라는 대기에 둘러싸여, 바위와 흙, 바다, 물로써 지구생물권의 생명체를 유지해온‘대지의 여신’‘만물의 어머니’ 같은 존재이다. 또 앞서 질소가스를 예를 들었듯이 생명을 유지하기 위해서는 생물과 무생물이 상호작용하게 된다. 이것은 지구생태계의 필연적인 활동이다. 그래서 지구 자체가 스스로 조절하고 변화해가는 하나의 생명체라는 이론은 생태주의의 중요성을 부각시키고 있다.그리고 가이아이론은 지구상에서 진화해온 인간의 환경파괴문제, 지구온난화 현상 등 호모사피엔스의 생존과 직면한 환경문제와 관련하여 귀를 기울이지 않을 수 없는 이론이 된 것이다. 지금은 금지되었지만, 프레온가스를 많이 이용하면 지구를 지켜주는 오존층이 사라지고, 석유에서 플라스틱과 섬유를 뽑아 사용한 후, 쓰레기로 버려지면 소각장에서 발암물질 다이옥신을 발생시킨다. 석탄을 이용하여 철광석을 녹여 강철을 만들었더니, 대기환경오염이 발생하여 주변지역 주민들의 기관지 폐건강이 나빠진다. 이제는 도가 넘어 이산화탄소 과잉으로 지구온난화를 일으켜, 기후위기로 인류가 파멸의 길로 들어섰다고 한다. 지구생태계에서 자원고갈, 폐기물 축적, 수질. 대기오염, 기후위기, 생물다양성 파괴 등으로 인해 인류는 유례없는 위협에 직면하게 된 지 오래이다. 이 모두가 인간이 진화해 온 발자취에서 저지른 환경파괴로 인해 생긴 악영향들이다. 속도경쟁을 일으켜 빨리 멀리 가고자, 풍요로운 생활을 영위하고자 자연을 이용하고 혹은 파괴하는 인간의 노력으로 지구생태계가 몸살을 넘어 생존의 위기에 다다르게 된 것이다. 즉, 석유와 석탄, 탄소를 사용할 수밖에 없었던 인간의 속도경쟁이 도리어 호모사피엔스가 살기 어려운 생존환경을 만들어 주었다. 그리하여 우리를 품어준 대지의 여신, 지구시스템이 환경문제라는 피할 수 없는 역습을 우리 인간에게 해오고 있음이다. 이제는 우리가 지구환경을 돌보는 데 실패한다면 지구는 우리를 내치고 스스로를 돌볼 것이라는 점이다. 인간과 가이아, 지구생명체의 최종의 결론은 아름다운 공생이어야 한다. 공생은 숙주와 침입자가 상호혜택을 주는 지속적인 관계를 말한다. 그러므로 인류와 지구시스템의 공생의 관계를 지속시켜 나가는 친환경적인 모든 방법론을 모색.강구하여야 하며 이를 실천하는 것이 최선의 길이다.2022년 불어닥쳐 아파트 주차장에서 안타까운 생명을 앗아간 태풍 힌남노가 포항지역을 강타한 것은 우리나라에서 석탄을 가장 많이 사용한다는 탄소환원제철 용광로가 포항에 존재하기 때문이 아닌지, 가이아의 역습은 아닌지 뒤돌아볼 기억이 되었으면 한다.