한국 연구자가 포함된 국제 연구진이 오존층 파괴 물질로 알려진 요오드가 극지방에서 유독 많이 발생하는 원인을 규명했다.
극지연구소는 봄철 극지방의 대기에서 나타나는 높은 농도의 요오드 분자 (I2)가 얼음에서 생성되는 과정을 규명했다고 8일 밝혔다.
요오드는 극지방 대기에서 대량 측정된다. 요오드는 오존을 파괴하고 구름 생성에도 결정적 역할을 한다. 기후변화와 밀접한 관련이 있기 때문에 요오드 발생 원인 파악 연구가 중요하다.
요오드는 다시마 같은 바다의 해조류에서 생성된다고 알려져 있지만 봄철 남극 대기에서 측정되는 대량의 요오드를 설명하기엔 부족했다.
극지연구소와 한림대, 포스텍, 체코 마사릭대, 스페인 물리화학연구소 등으로 구성된 연구팀은 요오드 비생물학적 생성원인을 찾기 위해 극지와 유사한 환경에서 실험을 수행했다. 얼음이 어는 과정에서 많은 양의 요오드 기체가 생성되는 사실을 확인했다.
극지 바다에 녹아있는 요오드물질 중 대부분을 차지하는 요오드산염(IO3-, iodate)이 자연계에 흔히 존재하는 질소산화물과 섞인 액체는 상온에서 아무런 변화가 없었다. 이 물질이 얼어붙자 요오드분자(I2)와 요오드화물(I-)을 빠르게 만들어냈다.
화학반응은 저온에서 느리게 일어난다는 기존 이론과 반대되는 현상이다. 동결 과정에서 얼음 결정 주위에 형성되는 유사액체층(Liquid-Like Layer)에 녹아있던 물질이 모이는 '동결농축 효과' (Freeze concentration effect)에 의한 것으로 풀이된다.
빛이 없는 조건에서 요오드물질 화학반응이 활발하게 일어남에 따라 고위도 지방 극야 기간에도 동일한 현상이 나타난 것으로 추정된다.
연구팀은 앞서, 동결농축효과를 이용해 오염물질이 정화되거나 독성이 줄어드는 화학 반응을 찾아낸 바 있다.
김기태 극지연구소 선임연구원은 “얼음에서 발생하는 독특한 화학반응이 실제 극지에서 얼마나 일어나는지를 확인하고, 기후변화에 대비하고 자연의 자정능력을 활용하는 방향으로 연구를 확대할 계획”이라고 말했다.
이번 연구는 환경 분야 저명 학술지 'Environmental Science & Technology' 2019년 5월호 표지를 장식했다.
최호 정책기자 snoop@etnews.com
