감자, 고구마 이후 새로운 식량 부스터, 하버-보슈법(1909)

 
 

19세기 맬서스 트랩(Malthusian Trap)

 
 
맬서스 트랩은 영국의 고전파 경제학파 토마스 맬서스의 책 《인구론, An Essay on the Principle of Population (1798)》에서 나온 개념이다. 식량은 산술급수적으로 증가하지만, 인구수는 기하급수적으로 증가하니 인구수를 조절해야 한다는 것이다. 맬서스의 이론은 스펜서의 사회진화론(1851)이나 우생학과 마찬가지로 당시 인류를 구렁텅이에 몰아넣었다. 당시 19세기에는 인구수와 식량의 부족에 대해 공포심이 있었고, 분위기가 염세적이었다.
 
과학과 기술의 발전을 도구라고 한다면 도구의 도구가 없었다. 과학이란 수치화할 수 있는 부분만 떼어서 보자고 할 때가 있다. 인자를 제한하고 닫힌 계를 설정한다. 혹은 맞는 방향이지만 불완전한 이론일 때도 있다. 현상에 대한 이론으로 받아들여야 하는데 성급하게 과학의 권위를 이용해 인간 사회에서도 통용되는 것처럼 적용해버렸다. 그게 제국주의, 인종주의로 나타났다. 이러한 분위기에서 맬서스의 이론 또한 마찬가지였다. 영국에서는 빈민법(1834)으로 빈민들의 복지를 없애버렸다. 독일 나치의 레벤스라움은 게르만족의 생존위협이라는 명분으로 포장되었다.
 
신대륙 발견 이후, 감자와 고구마의 보급이 1차적으로 늘어난 인구를 먹여살리는 중요한 식량이 되었다. 그 다음 맬서스 트랩의 공포 속에서 2차 부스터 독일 과학자 프릿츠 하버와 카를 보슈의 질소 비료를 만드는 마법, 하버-보슈법이 등장한다.
 

하버-보슈법 - 질소비료

 
 
인류의 주 식량 곡물은 탄소($C$), 수소($H$), 산소($O$), 질소($N$)로 주로 이루어져 있다. 이 중에서 질소는 공기 중에서 약 80%를 차지하는 원소지만 질소 기체의 결합이 매우 안정되어 있는 구조라 이 질소를 충분히 얻기가 어려웠다. 자연적으로 생겨서 토양에 공급될 수 있는 질소 화합물은 번개나 혹은 몇몇의 박테리아에 의해서만 형성된다고 한다. 
 
그래서 또 다른 질소화합물인 암모니아($2NH_{3}$)가 있는 오줌이나 똥같은 동물의 분뇨를 비료로 이용했다. 질소 화합물은 화약에도 필수였기 때문에 공급이 매우 제한되어 있었고, 암모니아를 통해 얻을 수 있는 질소도 한정적이었다. 그래서 이 질소 화합물을 각 국가가 확보하는 데에 열을 올렸다. 새똥이 퇴적, 응고된 '구아노'를 두고 남미의 국가들이 전쟁을 벌일 정도 였다.
 
이 와중에 프릿츠 하버가 공기 중의 질소를 인공적으로 암모니아로 합성하는 방법을 발견한 것이다. 그 전부터도 질소비료에 대한 연구가 있긴 했으나, 비용상의 문제로 실제로 현장에서 사용은 불가능했었다. 프릿츠 하버의 연구로 인해 새로운 촉매를 사용해서 암모니아를 대량으로 얻는 방법이 대두되었다. 이 방법을 카를 보슈와 함께 상용화를 시켰고, 이에 사용할 수 있는 질소의 수급을 해결할 수 있었다.

 

 

르 샤틀리에의 법칙(1884)과 하버-보슈법

르 샤틀리에의 법칙과 하버-보슈법
 

 

이 발견은 '공기로부터 빵을 만들어 내는 과학자'란 칭호를 프릿츠 하버와 카를 보슈에게 선물했으며, 사실상 현대인 중의 일부는 이 질소비료로 인해 먹고 살 수 있었다고 해도 과언이 아니다. 질소를 공기중에서 뽑아내 활용할 수 있음으로 인해 비료와 화약의 공급이 안정적이게 되었고, 인구가 계속 기하급수적으로 늘어난 현대에도 식량의 제공을 가능케 했다. 물론 어떤 국가에서는 식량이 부족한 경우도 있지만, 그 것은 어떤 사회적인 문제이지, 생산력에 따른 식량의 부족 문제는 아니다. 
 
프릿츠 하버와 카를 보슈의 질소비료 합성법은 맬서스 트랩의 공포에서 인류를 해방시켜주었다. 주기적으로 흉년이나 기후위기 등으로 인해 시달리던 굶주림에서 인류를 해방시킨 새로운 도구가 되었다.
 
 

독가스 개발과 그의 사망

 
 
그러나 하버는 1차 세계대전에서 역시 공기 중에서 무기를 만들어 내게 된다. 독가스를 개발한 것이다. 프릿츠 하버는 국가에 충성하는 사람이었고, 그의 연구를 전쟁에 활용하는 데 망설임같은 것은 없었다. 그의 아내는 독가스의 개발을 반대했고, 이 이유만인지는 모르겠으나 비탄에 빠져 자살하고 만다. 그리고 이러한 행보에도 이 '질소비료'라는 것이 워낙 뛰어난 업적이라 1918년에 그는 노벨화학상을 받게 된다. 아이러니하게도 나치당의 등장 후, 그는 독일에서 더 이상 있을 수가 없게 되었다. 유대인이었기 때문이다. 이후 영국으로 떠났다가 이스라엘로 가는 도중에 호텔에서 사망하고 만다. 
 
맬서스 트랩이 진실로 맞는지는 모르겠으나 그 가역 반응에 하버-보슈법이 촉매가 되었다. 심리적이라도 모든 사람들이 맬서스 트랩이 맞다고 생각하는 분위기면 그에 맞게 흘러갈 수도 있다. 프릿츠 하버와 카를 보슈의 질소비료 합성법이 촉매가 되어 그 평형을 깨뜨려 인류의 굶주림에 대한 공포를 없애게 되었다.
 

<프릿츠 하버, 카를 보슈 - 나무위키 펌>