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2025-10-03 (금)

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[우주의 속삭임(143)] 켄트대, 달 토양서 차 재배 성공⋯우주 농업 현실화 신호탄

영국 켄트대학교 연구진이 달과 유사한 환경에서 차나무를 성공적으로 재배했다고 켄트 온라인이 보도했다. 이번 실험 결과는 향후 우주 거주자들이 달에서 신선한 차를 즐길 수 있는 가능성을 제시한다. 연구팀은 다트무어(Dartmoor) 차 묘목을 달과 화성의 토양을 모사한 조건에서 재배했다. 빛, 온도, 습도 역시 우주 환경을 반영해 세심하게 조절했다. 그 결과, 달 토양에서 재배된 차나무는 영국 데번(Devon) 지역 토양에서 자란 개체와 유사하게 뿌리를 내리고 건강하게 성장한 반면, 화성 토양에서는 전혀 발아하지 못했다. 몇 주 동안 달과 유사한 토양에서 자란 차나무는 대조군 식물과 같은 수준으로 번성했다. 반면 화성 토양은 차나무가 잘 자라지 못했다. 이번 연구는 나이절 메이슨 교수와 사라 로페스-고몰론 박사 주도로 진행되었으며, 슬로바키아 브라티슬라바에서 열린 유럽 최초의 우주 농업 워크숍에서 공개됐다. 연구진은 "달 토양 속 온실에서 차를 재배하는 것은 향후 달 기지 거주자들에게 자율적 식량 공급뿐 아니라 우주 생활의 질을 높이는 방안이 될 것"이라고 설명했다. 이 연구는 단순히 우주여행을 지원하는 데 그치지 않고 지구 농업에도 시사점을 던진다. 기후 변화와 과도한 경작으로 척박해진 토양에서 작물 생존 가능성을 높이는 방법을 탐구하는 데 활용될 수 있기 때문이다. 아프리카, 아시아의 광대한 지역, 심지어 유럽의 일부 지역까지도 사막화와 영양소 손실의 결과에 직면해 있다. 농부들은 땅을 고갈시키지 않고도 수확량을 높게 유지할 전략을 모색하고 있다. 달 표면과 같은 영양분이 부족하고 암석이 많은 기질에 식물이 어떻게 반응하는지 연구하면 새로운 토양 처리 방법을 개발하는 데 도움이 될 수 있다. 아울러 식량 자립은 장기 우주 임무에 필수적이다. 지구에서 대량의 식량을 운반하는 것은 비용이 많이 들고 비현실적이다. 우주에서 신선한 작물을 직접 재배하면 지구 식량 의존도가 낮아지고, 식단의 다양성을 꾀할 수 있으며 우주인의 건강에 도움이 될 수 있다. 로페스-고몰론 박사는 "차나무가 달 토양에서도 자랄 수 있음을 확인한 만큼, 향후 다른 작물에도 응용할 수 있도록 생리학적 메커니즘을 추가로 연구할 것"이라고 말했다. 이번 연구는 다트무어 티, 라이트커브 필름(Lightcurve Films), 유로플래닛(Europlanet)과 협력해서 수행됐다. 이번 성과는 차 한 잔의 여유가 우주에서도 가능할 수 있음을 보여주는 동시에, 지구 농업의 지속가능성을 위한 새로운 접근법을 제시했다는 점에서 주목된다.
- 포커스온
2025-09-24 15:05:00
[ESCG] 미세플라스틱 섭취를 줄이는 방법은?

눈에 잘 보이지 않는 아주 작은 입자인 미세플라스틱을 생활속 실천으로 인체 흡수를 줄일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 5mm미만인 미세플라스틱과 1~1000나노미터 크기의 입자인 나노플라스틱은 수돗물, 조리 도구, 포장재는 물론 계란과 고기, 채소에 이르기까지 다양한 경로를 통해 인체로 유입된다. 최근 연구들은 이러한 입자들의 실제 노출 수준이 예상보다 훨씬 크다는 사실을 보여주고 있다. 전문가들은 "완전히 피할 수는 없지만, 생활 속 작은 실천으로 섭취량을 줄일 수 있다"고 강조한다. 워싱턴 대학과 시애틀 어린이 연구소의 소아과 교수이자 환경 및 직업 건강 과학 겸임 교수인 쉴라 사티아나라야나는 BBC와의 인터뷰에서 "집 안에는 정말 쉽게 해결할 수 있는 쉬운 문제들이 많다"고 말했다. 음식 속 스며든 미세플라스틱 입자들 미세플라스틱은 과일과 채소, 꿀, 빵, 유제품, 달걀, 생선과 육류에 이르기까지 거의 모든 식품에서 발견된다. 식물은 토양을 통해, 가축은 사료와 물을 통해 이를 흡수한다. 가공 단계에서도 플라스틱 설비와 포장재로 인해 추가 오염이 발생한다. 109개국을 대상으로 한 한 연구에 따르면, 2018년 사람들이 일반적으로 소비한 이러한 플라스틱의 양은 1990년보다 6배 이상 많았다. 사티아나라야나 교수는 "이전에 산업 지역이었던 땅에 농사를 짓고 토양이 오염되면, 그 작물들이 토양에 오염 물질을 축적할 가능성이 있다"고 지적했다. 작물을 수확한 후에는 가공 과정에서 오염될 가능성이 훨씬 더 커진다. 그는 "공장에서는 효율성을 높이고 제품 처리량을 높이기 위해 엄청난 양의 플라스틱을 사용한다"고 말했다. 일부 식품은 세척을 통해 오염도를 낮출 수 있다. 호주 연구에 따르면 쌀 1인분에는 평균 3~4mg, 즉석 조리 쌀에는 최대 13mg의 미세플라스틱이 포함돼 있었으나, 조리 전 쌀을 헹구면 20~40%가량 줄일 수 있었다. 고기와 생선도 철저한 세척으로 일정 부분 미세플라스틱 함유량을 감소시킬 수 있다. 반면 소금처럼 가공 과정에서 이미 오염된 식품은 세척이 불가능하다. 물과 음료, 숨은 위험 병에 든 생수는 또 다른 주요 경로다. 단순히 뚜껑을 열고 닫는 과정에서 리터당 평균 553개의 미세플라스틱이 생성된다는 연구도 있다. 수돗물 역시 영국, 미국, 일본 등 여러 나라에서 조사한 모든 시료에서 미세플라스틱이 검출됐다. 물론 수돗물 속의 미세플라스틱은 끓여서 마시면 약 80% 정도 걸러낼 수 있다는 연구 결과도 있다. 뉴욕주 컬럼비아 대학 연구원들이 수돗물을 끓이면 물에 존재하는 가장 일반적인 세 가지 플라스틱 화합물(폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌)의 최소 80% 이상을 분해할 수 있음을 밝혀냈다. 그럼에도 전문가들은 안전이 보장된 지역에서는 생수보다 수돗물을 마시고, 정수기를 활용할 것을 권장한다. 활성탄 필터만으로도 최대 90%까지 걸러낼 수 있다. 그러나 여기에 플라스틱 성분이 들어간 티백을 사용하면 상황은 달라진다. 티백 하나에서 수십억 개의 미세·나노플라스틱이 방출되기 때문이다. 조리·보관 과정에서 미세플라스틱 노출 포장재와 주방 도구도 빼놓을 수 없다. 플라스틱 포장을 뜯는 행위만으로도 다량의 입자가 발생하며, 재사용 용기는 세척 횟수가 늘어날수록 방출량이 증가한다. 도마와 손상된 코팅 팬, 믹서기와 볼 등에서도 사용 과정에서 수백에서 수백만 개의 입자가 발생한다. 특히 열은 방출을 가속한다. 한 연구에서는 플라스틱 용기를 전자레인지에 3분간 가열했을 때, 단 1㎠의 표면에서 최대 422만 개의 미세플라스틱과 21억 개의 나노플라스틱이 방출되는 것으로 나타났다. 냉장 보관에서도 수개월에 걸쳐 수백만~수십억 개의 입자가 흘러나올 수 있다. 뜨거운 음료를 일회용 플라스틱 컵에 담는 것도 위험하다. 섭씨 50도의 물을 담았을 때 가장 많은 미세플라스틱이 검출됐으며, 주 1~2회 사용만으로도 연간 최대 7만3000여 개의 입자를 섭취할 수 있다는 추정치가 제시됐다. 소금, 지방, 산, 열은 플라스틱을 더 빨리 분해한다. 예를 들어 소금물이 담긴 플라스틱 볼은 맹물보다 세 배 많은 입자를 방출했다. 또한 기름진 음식일수록 플라스틱에서 용출된 첨가제가 더 많이 검출됐다. 설거지 과정서도 노출 식사 후 설거지 과정에서도 미세플라스틱은 새어 나온다. 일회용 주방 스펀지는 마모될수록 최대 그램당 650만 개의 미세플라스틱 입자를 방출할 수 있으며, 세제와 합쳐 사용하면 방출량은 더 늘어난다. 스펀지의 단단한 면은 특히 고위험군으로 지목된다. 전문가들은 △쌀·채소·생선 등은 조리 전 충분히 세척할 것, △생수 대신 수돗물과 정수기를 활용할 것, △플라스틱 포장재와 일회용 용기 사용을 최소화할 것, △손상된 조리 도구와 도마는 교체할 것을 권고한다. 개인 실천 넘어 구조적 대응 필요 전문가들은 "플라스틱은 저렴하고 유용하지만 과잉 사용이 문제”라며 “개인의 습관 변화와 더불어, 전 세계적인 플라스틱 감축 노력과 정책적 대응이 병행돼야 한다"고 강조한다. 세계자연기금(WWF)은 "환경 속 플라스틱 파편을 90% 줄이면 인체 섭취량도 절반으로 줄일 수 있다"고 분석한다. 보이지 않는 미세플라스틱은 이미 우리의 몸속으로 들어오고 있다. 그러나 개인의 작은 실천과 사회적 변화를 통해 그 양을 줄여나간다면, 인류는 보다 안전하고 건강한 식탁을 지켜낼 수 있을 것이다.
- ESGC
2025-09-23 20:05:00
[퓨처 Eyes(102)] 프랑스 몽펠리에대, '종간 복제' 개미 생식 전략 세계 최초 규명

자연의 법칙을 거스르는 듯한 기이한 생존 전략이 개미 세계에서 발견됐다. 한 여왕개미가 자신의 종과 전혀 다른 종, 두 종류의 자손(잡종 일개미)을 낳는다는 사실이 밝혀지면서 기초 생물학을 송두리째 뒤엎고 있다. 이는 마치 한 어미가 낳은 알에서 사자와 호랑이가 각각 태어나는 것과 같은, 기존 생물학의 상식을 근본부터 뒤흔드는 현상이다. 이 놀라운 발견은 사라진 한 개미 종의 행방을 좇던 프랑스 몽펠리에대 연구팀의 끈질긴 추적 끝에 드러났으며, 벨기에 프리대 블뤼셀의 데니스 포니에 박사는 이를 두고 "종의 경계가 허물어진 현상으로, 생물학 규칙을 새로 쓰는 순간"이라고 평가했다. 사라진 아비, 1000km 밖에서 발견된 잡종 일개미의 비밀 이번 연구의 발단은 지중해에서 발견된 한 무리의 '잡종' 개미였다. 예비 유전자 자료 분석 결과, 이베리아 수확개미(Messor ibericus)가 다른 종인 메소르 스트룩토르(Messor structor)와 교배해 잡종 일개미를 만들고 있다는 강력한 증거가 나왔다. 하지만 여기에는 풀 수 없는 모순이 있었다. 잡종 군체가 발견된 이탈리아 시칠리아섬은 교배 상대인 메소르 스트룩토르의 가장 가까운 서식지에서 무려 1000km나 떨어져 있었기 때문이다. 이 연구를 이끈 프랑스 몽펠리에 대학교의 진화생물학자 조나탕 로미기에 박사는 "우리는 이 종에 매우 특이한 점이 있다는 강한 의심을 품었지만, 솔직히 말해 그것이 얼마나 기이할지는 상상조차 하지 못했다"라며 "바로 이 역설 때문에 우리는 이 사례를 더 면밀히 조사하게 됐다"라고 말했다. 상식으로는 불가능한 이 상황은 연구팀을 더 깊은 미스터리의 세계로 이끌었다. 연구팀은 이 수수께끼를 풀기 위해 5년이라는 긴 시간 동안 유럽 전역의 120개 이상 개미 군체를 연구하고, 수백 마리 개미의 유전체(게놈)를 정밀 분석하는 대규모 연구에 착수했다. 그리고 마침내 실험실에서 한 여왕개미가 낳은 알에서 털이 많은 종과 털이 거의 없는 종, 즉 두 다른 종의 개미가 부화하는 것을 지켜보며 '종간 복제'라는 큰 충격을 주는 진실과 마주했다. 생존 위한 기묘한 해법, 다른 종의 정자를 '가축화'하다 심층 분석 결과, 이베리아 수확개미 여왕은 필요에 따라 전혀 다른 방식으로 알을 발달시키는 능력을 갖게 된 것으로 밝혀졌다. 여왕개미의 번식 전략은 크게 두 갈래로 나뉜다. 첫째는 종족 보존을 위한 길이다. 미래에 자신의 대를 이을 새로운 여왕개미를 생산해야 할 때, 여왕은 같은 종의 수컷과 교미하여 '순수 혈통'의 이베리아 수확개미 여왕을 낳는다. 이는 일반 생물의 번식 방법과 같다. 둘째는 군체 유지를 위한 길이다. 군체의 노동력을 책임질 일개미가 필요할 때, 여왕은 다른 종인 메소르 스트룩토르의 정자를 이용해 수정란을 만든다. 이렇게 태어난 자손은 두 종의 유전자가 섞인 '잡종' 암컷 일개미가 되며, 이들이 군체 전체의 99%를 차지하는 핵심 노동력이 된다. 두 종은 본래 같은 종이었으나 500만 년 전에 분화했다. 놀라운 사실은 이베리아 수확개미 여왕이 진화 과정에서 스스로 일개미를 생산하는 능력을 상실했다는 점이다. 연구진은 여왕과 일개미 유전자 간의 이기적 상충 관계에서 그 원인을 찾는다. 로미기에 박사는 이메일에서 "우리는 이것이 여왕과 유충 사이의 진화 갈등에서 비롯된 것으로 의심한다"라며 "소위 '이기적' 유전 요소가 다음 세대로의 전달을 보장하기 위해 유충의 발달을 여왕이 되는 쪽으로 치우치게 만든다(여왕은 번식하지만 일개미는 대부분 불임이기 때문)"라고 썼다. 결국 자신의 노동력을 스스로 만들 수 없게 된 여왕은 생존을 위해 다른 종의 힘을 빌리는, 즉 '정자 기생'이라는 극단적인 선택을 할 수밖에 없게 된 것이다. 이베리아 수확개미 여왕, 다른 종 수컷 정자 복제해 '성 가축화' 하지만 다른 종의 수컷을 끊임없이 찾아다니는 것은 매우 비효율적이고 불안정한 방식이다. 이베리아 수확개미는 이 문제에 대한 상상을 초월하는 해법을 진화시켰다. 바로 다른 종 수컷의 정자를 '복제'하여 필요할 때마다 꺼내 쓰는 것이다. 연구팀은 이 전례 없는 현상을 동물계 최초의 사례로 기록될 '성 가축화(sexual domestication)'라고 이름 붙였다. 로미기에 박사는 "인류가 가축을 길들인 것과 마찬가지로, 그들은 한때 야생에서 이용했던 이 수컷들의 번식을 결국 통제하게 된 것"이라며 "이러한 수컷의 가축화는 다른 종 수컷의 정자만으로 그를 복제할 수 있는 능력을 통해 가능해졌다"라고 말했다. 이 복제 과정의 핵심은 '웅성생식(androgenesis)', 즉 유전 물질이 수컷에게서만 오는 번식 방식에 있다. 여왕개미는 자신의 몸 안에 저장해 둔 메소르 스트룩토르의 정자를 이용해 수컷을 복제할 때, 자신의 유전 정보가 담긴 핵 DNA를 알에서 스스로 제거한다. 껍데기만 남은 알에 정자의 DNA가 들어가 발달하면서, 유전자로 볼 때 아비와 거의 동일한 복제 수컷이 태어나는 것이다. 이렇게 태어난 복제 수컷은 털이 거의 없는 메소르 스트룩토르의 외형을 그대로 가졌지만, 엄밀히 말해 자연 상태의 메소르 스트룩토르와는 유전 면에서 다르다. 세포핵 DNA는 아버지의 복제본이지만, 세포 기관인 미토콘드리아 DNA는 어미인 이베리아 수확개미의 것을 미량 물려받기 때문이다. 이처럼 자신의 알을 이용해 다른 종의 유전체를 번식시키는 새로운 생식 방식에 연구팀은 '외종생식(外種生殖, 제노패리티-Xenoparity)'이라는 학술 용어를 붙였다. 로미기에 박사는 "'제노(xeno-)'는 '외래의, 이상한, 다른'을 뜻하고, '-패러스(-parous)'는 '생산하다, 낳다'를 뜻한다"고 설명했다. 진화의 양날의 검, 번영과 멸종의 갈림길 이 독특한 전략은 이베리아 수확개미에게 엄청난 성공을 가져다주었다. 덴마크 코펜하겐 대학교의 야코부스 J. 붐스마 교수는 이 현상을 "자연 선택이 빚어낸 진화에 따른 적응"이라 평가하며, 개미 사회가 만들어낸 독특한 '두 종의 슈퍼오가니즘(superorganism)'이라고 표현했다. 더 강건한 잡종 일개미를 만드는 것은 엄청난 경쟁 우위를 제공했고, 이 덕분에 이베리아 수확개미는 서식지를 지중해 전역으로 광범위하게 확장할 수 있었다. 성가신 짝짓기 상대를 찾아다닐 필요 없이, 안정적으로 강력한 노동력을 확보하고 스스로 번식 파트너까지 만들어내는 완벽한 체계를 구축한 것이다. 하지만 이 영리한 전략에는 치명적인 약점이 숨어있다. 붐스마 교수는 이메일에서 "메소르 스트룩토르의 자연 수컷이 닿을 수 있는 범위를 훨씬 벗어나 퍼져나간 후, 이베리아 수확개미 여왕은 스스로의 힘으로 이 외래 수컷들을 복제하도록 진화했다"라며 "이는 체계를 안정시켰지만, 대부분의 유전 다양성을 잃는 대가를 치렀다. 따라서 길게 보면(수백만 년 후) 이 개미는 멸종할 가능성이 높다(거의 모든 무성생식 종이 그러하듯)"라고 경고했다. 복제에 의존하는 번식은 당장의 생존에는 유리하지만, 환경 변화나 새로운 질병에 대응할 유전의 유연성을 잃게 만들어 종 전체를 위기로 몰아넣을 수 있는 '위험한 도박'인 셈이다. 생물학 교과서를 새로 쓸 발견, 남겨진 과제들 연구팀의 다음 목표는 여왕개미가 어떻게 자신의 유전 물질을 선택적으로 제거하는지, 그 정확한 세포 수준의 원리를 밝히는 것이다. 미국 UC 리버사이드의 제시카 퍼셀 교수는 "암컷 생식 기관에서 일어나는 사건의 정확한 순서와, 여왕이 각 알의 결과(예: 수정란이 일개미가 될 것인가, 아니면 자신의 유전 코드가 제거되어 수컷을 생산할 것인가)를 어느 정도까지 통제할 수 있는지를 알아내는 것은 이 놀라운 체계에서 가능한 많은 앞으로의 연구 방향 중 하나"라고 이메일에서 밝혔다. 이 자연적인 복제 원리를 이해한다면, 다른 종에서 인공으로 복제를 유도하려는 과학 연구에도 중요한 통찰을 제공할 수 있을 것으로 기대한다. 이베리아 수확개미의 기묘한 이야기는 생존을 위한 생명의 경이로운 적응력과 동시에 종의 정의, 생식 장벽, 개별성의 개념에 근본이 되는 질문을 던지며, 기술 면에서는 자연에서 발견된 정자 기반 복제 원리를 인간의 생명과학, 농업, 보존 분야에 응용할 가능성도 열어주고 있다.
- 포커스온
2025-09-18 16:38:00
정부, 쌀값 급등에 정부양곡 2만5천t 추가 방출

농림축산식품부가 쌀값 급등세 완화를 위해 정부양곡 2만5000t을 추가 공급한다. 12일 농식품부에 따르면 최근 산지 쌀값은 20㎏당 5만5810원으로 직전 조사보다 1180원 오르며 80㎏ 한 가마 가격이 22만원을 넘어섰다. 소매가격 역시 20㎏당 평균 6만1000원을 웃돌아 작년보다 20% 비싼 수준이다. 정부는 올해 조생종 수확이 잦은 비로 늦어져 산지 유통업체의 원료곡 확보에 차질이 빚어지고 있다고 보고, 10월 중순 햅쌀 본격 출하 전까지 수급 공백을 메우기 위한 조치로 추가 공급을 결정했다. 공급은 대여 방식으로 이뤄지며, 업체들은 농협경제지주 공지를 통해 신청하면 오는 19일부터 배정된다. 공급받은 벼는 쌀로만 판매 가능하며 내년 3월까지 정부에 반납해야 한다. [미니해설] 쌀 1가마니, 4년 만에 '22만원' 돌파 정부가 다시 쌀시장 안정화 카드를 꺼냈다. 최근 쌀값이 가파르게 오르면서 소비자 부담과 산지 유통업체의 원료곡 확보난이 동시에 심화되자 농림축산식품부는 12일 정부양곡 2만5천t을 추가 공급한다고 발표했다. 통계청 조사에 따르면 지난 5일 기준 산지 쌀값은 20㎏당 5만5천810원으로, 직전 조사일인 지난달 25일보다 1천180원 상승했다. 이로써 80㎏ 한 가마 가격이 22만원을 넘어선 것은 거의 4년 만이다. 소매가격도 20㎏당 평균 6만1천원 수준으로, 지난해보다 약 20% 비싼 상황이다. 이 같은 상승세는 서민 가계 부담을 직접적으로 키우고 있다. 공급 지연과 수요 증가가 맞물린 결과 농식품부는 올해 조생종 수확 시기에 잦은 비가 겹치면서 출하가 늦어진 데다, 산지 유통업체들이 구곡(지난해 수확한 쌀)을 대체 원료로 확보하려 하면서 재고 부족 현상이 예상보다 심각해졌다고 설명했다. 지난 8월 말 공급된 정부양곡 3만t도 2주 만에 절반이 소진됐으며, 남은 물량 역시 곧 바닥날 것으로 관측된다. 대여 방식으로 19일부터 공급 이번에 추가 공급되는 2만5000t은 대여 형식으로 배정된다. 업체들은 농협경제지주 웹사이트를 통해 신청할 수 있으며, 지난해 쌀 판매량 비중에 따라 물량이 배분된다. 공급은 19일부터 시작된다. 단, 공급받은 벼는 재판매가 제한되고 반드시 도정해 쌀로 판매해야 하며, 내년 3월까지 정부 창고에 동일 물량을 반납해야 한다. 반납가격은 올해 8월 평균 산지 쌀값과 수확기 가격, 도정수율 등을 고려해 추후 확정된다. 김종구 농식품부 식량정책실장은 "이번 추가 공급이 산지 유통업체의 원료곡 확보 부담을 덜어주고, 수확기 쌀값 안정과 농업인 소득 보전에 기여할 것"이라고 밝혔다. 즉, 농가에는 가격 급등을 억제하면서 판로 불안을 줄이고, 소비자에게는 쌀값 급등에 따른 생활비 압박을 완화하겠다는 복안이다. 반복되는 수급 불안, 근본 대책은? 하지만 전문가들은 이번 조치가 단기 처방에 그칠 수 있다고 지적했다. 최근 몇 년간 쌀 시장은 생산량 변동, 기후 영향, 소비 감소와 같은 구조적 요인이 복합적으로 작용해 가격 불안을 반복해 왔다. 특히 올해는 기후 악재로 조생종 수확이 늦어진 데다, 국제 곡물 가격 불안도 소비자 심리에 영향을 준 것으로 분석된다. 정부가 내놓은 대책은 공급 공백기를 메우는 성격이 강하다. 그러나 근본적으로는 생산 조절, 재고 관리, 유통 구조 개선 등 종합적인 대응이 병행되어야 한다는 지적이다. 또한 장기적으로는 소비 트렌드 변화에 맞춘 쌀 소비 촉진, 가공용 수요 확대 등 내수 기반 강화가 필요하다는 목소리도 크다. 농식품부는 10월 중순 중만생종 햅쌀이 본격 출하되면 공급난이 상당 부분 해소될 것으로 내다보고 있다. 그러나 주요 생산지의 기상 여건, 국제 곡물가 추이, 소비 회복세 등이 변수로 작용할 수 있다. 만약 쌀값 상승세가 다시 가팔라질 경우, 추가적인 정부양곡 방출이나 수급 안정화 조치가 뒤따를 가능성도 배제할 수 없다. 쌀은 여전히 한국인의 식탁에서 핵심적인 주식이다. 이번 정부 조치는 단기적으로 가격 급등을 완화할 수 있겠지만, 장기적이고 구조적인 대책이 뒷받침되지 않는다면 쌀 시장의 불안정성은 반복될 수밖에 없다.
- 생활경제
2025-09-12 12:01:00
[퓨처 Eyes(99)] 스웨덴 린셰핑대, 원자 한 겹 '2차원 금' 세계 최초 개발

인류의 역사를 관통하며 부와 권력의 상징으로 여겨졌던 금(金). 그 영원할 것 같던 가치의 근원이 이제 원자 단위에서 새롭게 쓰이고 있다. 스웨덴 린셰핑 대학교 연구진이 주축이 된 국제 공동 연구팀이 두께가 원자 한 겹에 불과한 2차원 형태의 금, '골딘(Goldene)'을 세계 최초로 합성하는 데 성공했다. 이 이름은 탄소 원자 한 층 물질인 '그래핀(graphene)'의 명명법을 따라 '금(gold)'과 접미사 '-ene'을 결합한 것이다. 이는 2004년 '꿈의 신소재' 그래핀의 등장 이후 재료과학계에 또 하나의 거대한 이정표를 세운 것으로 평가된다. 물질을 극한의 두께로 제어할 때 그 본성이 어떻게 변모하는지를 극명하게 보여주는 이번 발견은 전자, 에너지, 의료 등 미래 산업의 패러다임을 바꿀 잠재력을 품고 있다. 난제 중의 난제, '2차원 금'을 향한 도전 물질을 원자 한 겹 수준으로 얇게 펴면, 3차원 덩어리 상태에서는 볼 수 없었던 놀라운 특성들이 나타난다. 원자들의 궤도가 바뀌면서 전자의 움직임이 자유로워지고 전기적 특성을 마음대로 조절할 수 있게 되며, 빛과 상호작용하는 능력이 극대화된다. 또한, 거의 모든 원자가 표면에 노출되면서 촉매 반응의 효율이 비약적으로 상승한다. 인류가 원자 두께의 금에 주목하는 이유다. 하지만 금속 원자는 평평하게 퍼지기보다 서로 뭉쳐 구슬 같은 입자를 형성하려는 성질이 매우 강해, 지지대 없이 독립적으로 존재하는 2차원 금속판을 만드는 것은 오랫동안 재료과학계의 난제로 남아있었다. 연구팀은 이 난제를 해결하기 위해 완전히 새로운 접근법을 고안했다. 마치 샌드위치처럼 서로 다른 원자층이 겹겹이 쌓인 'MAX상(MAX phase)'이라는 특수한 세라믹 결정 구조에서 해법을 찾은 것이다. MAX상은 M(전이금속), A(A족 원소), X(탄소 또는 질소) 원자로 구성된 층상 세라믹 물질로, 특정 층만 선택적으로 제거하기 용이한 구조를 가지고 있다. 연구팀은 먼저 티타늄(Ti), 규소(Si), 탄소(C)로 이루어진 결정(Ti₃SiC₂)에 금을 코팅한 뒤 670°C의 고온으로 가열했다. 그러자 금 원자들이 결정 내부로 스며들어 규소 원자의 자리를 밀어내고 차지하면서, 티타늄-탄소 층 사이에 원자 한 겹의 금 층이 삽입된 새로운 물질(Ti₃AuC₂)이 탄생했다. 샌드위치 속 금 꺼내기…'선택적 식각'의 묘수 이번 연구의 수석 저자인 린셰핑 대학교의 라르스 훌트만 재료과학자는 "좋은 소식은 원자 한 개 두께의 금 층을 얻었다는 것이고, 나쁜 소식은 그것이 모체 결정 내부에 갇혀 있었다는 것"이라며 당시의 상황을 설명했다. 연구의 가장 핵심적인 과제는 이 샌드위치 구조에서 금 층은 손상시키지 않으면서 주변의 티타늄-탄소 층만을 깨끗하게 제거하는 것이었다. 연구팀은 이를 위해 '무라카미 시약'이라는 고전적인 식각액을 활용했다. 이 시약은 특정 조건에서 티타늄과 탄소에는 강하게 반응해 녹여내지만, 금에는 거의 영향을 주지 않는다는 특성을 지닌다. 하지만 공정은 생각처럼 간단하지 않았다. 식각액의 농도가 너무 강하면 골딘 구조 전체가 나노입자로 부서져 버렸고, 너무 약하면 공정이 한없이 길어지며 오히려 골딘 판이 손상되었다. 연구팀은 수많은 실험 끝에 낮은 농도의 식각액을 사용하되, 식각 과정 동안 골딘이 말리거나 덩어리로 뭉치는 것을 막기 위해 계면활성제를 투입하는 최적의 조건을 찾아냈다. 부피가 큰 양쪽성 분자인 CTAB과 황(S)을 포함해 금과 잘 결합하는 시스테인 같은 분자로 구성된 계면활성제는 갓 노출된 골딘 표면에 달라붙어 교통 통제관처럼 서로 뭉치지 않고 평평한 구조를 유지하도록 도왔다. 또한, 빛이 금을 녹일 수 있는 시안화물을 생성하는 부가 반응을 막기 위해 모든 공정은 철저히 빛이 차단된 암실에서 진행됐다. 베일 벗은 골딘, 새로운 물질의 증거들 이렇게 탄생한 골딘을 전자 현미경으로 관찰한 결과, 연구팀은 마침내 원자 한 겹 두께의 독립적인 금 판을 확인했다. 그 크기는 수 나노미터에서 최대 100나노미터에 불과했지만, 이는 분명 지지체 없이 스스로 존재하는 최초의 2차원 금이었다. 흥미롭게도 골딘의 원자 구조는 일반적인 3차원 금과 미묘한 차이를 보였다. 이웃한 금 원자 사이의 거리가 일반 금보다 약 9% 더 짧아진 것이다. 이는 원자들이 2차원 평면에 갇히면서 서로 더 강하게 결합했음을 의미하는 구조적 증거다. 관찰된 표면의 자연스러운 물결무늬와 가장자리 말림 현상은 그래핀에서도 나타나는 2D 구조 고유의 불안정성을 반영한다. X선 광전자 분광법 분석에서도 골딘의 전자가 일반 금보다 약 0.88전자볼트(eV) 더 높은 결합 에너지를 갖는다는 사실이 밝혀졌다. 이는 골딘이 단순히 얇은 금박이 아니라, 덩어리 금과는 완전히 다른 고유한 전자 환경을 지닌 새로운 물질임을 명확히 입증하는 결과다. 원소 분석 결과 역시 티타늄이나 탄소 같은 불순물이 없는 순수한 금 원자 층임이 확인되었고, 시뮬레이션에서는 골딘이 상온에서도 구조적으로 안정할 수 있음이 증명됐다. 반도체부터 암 치료까지…무한한 가능성의 문 골딘의 등장은 다양한 산업 분야에 혁신을 예고한다. 기존에도 금은 뛰어난 전도성과 안정성 덕분에 차세대 반도체 및 포토닉스 소자 등 전자, 광학, 센서, 의료 분야에서 핵심 소재로 사용되어 왔다. 골딘은 모든 원자가 표면에 노출된 구조 덕분에 기존의 금 나노입자보다 훨씬 적은 양으로도 월등한 촉매 효율을 낼 수 있다. 이는 CO₂ 전환이나 고부가가치 화합물 합성 등 친환경 화학 공정의 비용을 획기적으로 낮출 수 있음을 의미한다. 태양광 부품에 적용하면 빛을 수확하는 효율을 높일 수 있고, 암세포에 선택적으로 붙어 빛을 열에너지로 바꿔 종양만 정밀하게 파괴하는 광열 치료의 효과를 극대화할 수도 있다. 이는 곧 값비싼 금의 사용량을 줄이면서도 성능은 향상시켜, 귀금속의 채굴 및 정제 과정에서 발생하는 환경 부담까지 덜 수 있다는 뜻이다. 연구팀은 층상 결정 내부에 단일 원자층의 금을 가둔 뒤, 주변부를 섬세하게 녹여내면서 동시에 계면활성제로 금을 보호해 평평한 상태를 유지하는 독창적인 방법론을 확립했다. 이는 금으로 만든 최초의 독립적인 2차원 물질이자, 오랜 시간 과학자들의 희망 목록에만 머물러 있던 개념을 마침내 현실의 물질로 구현해낸 쾌거다. 만약 그래핀처럼 넓은 면적으로 안정적인 합성이 가능해진다면, 차세대 양자소자, 나노광학 분야까지 그 파급력은 상당할 것이다. 다만 현재는 나노미터 수준의 미세한 크기로만 제작이 가능해, 향후 수율과 안정성 확보라는 기술적 난제를 해결하는 것이 상용화의 핵심 과제로 남아있다. 그래핀이 탄소 소재의 역사를 새로 썼듯, 골딘은 금속 소재의 새로운 장을 열 준비를 마쳤다. 한편 이번 연구는 네이처 신세시스(Nature Synthesis) 저널에 게재되었다.
- 포커스온
2025-08-28 14:03:00
[기후의 역습(163)] 네슬레, 기후변화 대응 위한 '코코아 수율 증대' 기술 공개

세계 최대 식품기업 네슬레가 기후변화로 인한 카카오 생산량 감소에 대응하기 위해 카카오 열매 활용도를 30% 높일 수 있는 새로운 기술을 개발했다. 네슬레는 기존 초콜릿 제조 과정에서 열매 내부의 카카오 빈(콩)만을 사용하고 과육, 태반, 껍질 등은 대부분 버려져 왔다며, 이번 기술은 열매 전체를 원재료로 활용해 초콜릿을 생산할 수 있게 한다고 설명했다고 AFP가 지난 20일(형지시간) 전했다. 네슬레 연구진은 "카카오 꼬투리 내부의 모든 부위를 수확해 젖은 상태에서 자연 발효시킨 뒤, 이를 분쇄·로스팅·건조해 초콜릿 플레이크로 가공하는 방식"이라고 소개했다. 이 공법은 초콜릿 고유의 풍미를 유지하면서도 폐기물을 줄이고 원재료 효율을 높이는 것이 특징이다. 네슬레 영국 요크 연구개발센터의 루이즈 배럿 소장은 "기후변화로 세계 각지의 카카오 생산량이 줄어드는 상황에서 농가의 수확 잠재력을 극대화할 수 있는 혁신적인 해법을 모색하고 있다"며 "현재는 파일럿 단계지만 대규모 상용화 가능성을 타진 중"이라고 말했다. 기후변화가 촉발한 가격 급등 국제 코코아(카카오 열매를 가공한 것) 가격은 2023년 초 톤당 1900파운드(약 356만원) 수준에서 출발해 2024년 초 3800파운드로 두 배가량 뛰었고, 같은 해 12월에는 9000파운드를 돌파하며 사상 최고가를 기록했다. 가격 급등의 배경에는 세계 최대 산지인 코트디부아르와 가나의 잇따른 흉작이 있었다. 두 지역에서는 이례적인 폭우와 코코아 열매에 질병이 발생한 '코코아 포드 병(cocoa pod disease)' 확산, 지속적인 가뭄으로 생산량이 급감했다. 코코아 포드 병은 카카오 열매에 감염을 일으키는 각종 질병을 통칭하는 말로 주로 카카오 생산량과 품질을 크게 떨어트려 문제가 되고 있다. 전 세계 카카오 수확량의 30~40%가 병해로 손실된다고 추산되고 있다. 현재 진행되고 있는 기후변화로 인해 카카오 포드 병 발생 지역과 양상이 달라지고 있어 기후 적응형 방제 전략 연구도 병행되고 있으며, CRISPR(크리스퍼·유전자 편집 기술)을 활용해 내병성 카카오 품종 개발이 시험 단계에 들어섰다. 기후변화 연구단체 '클라이밋 센트럴'은 올해 2월 보고서에서 "32도 이상 고온이 코코아 수확량과 품질을 동시에 떨어뜨린다"며 "지난 10년 동안 10월부터 3월까지 이어지는 주 생산기에 코트디부아르와 가나의 고온 지속 기간이 평균 3주 이상 늘었다"고 분석했다. 수요 감소와 가격 조정 가격 급등은 초콜릿 수요 감소로 이어졌지만, 동시에 농가들이 카카오 재배에 더 많은 자원을 투입하게 만들었다. 이로 인해 올해 들어 재고가 4년 만에 다시 쌓이기 시작했으며, 가격은 완만한 하락세로 돌아섰다. 20일 현재 런던 상품시장에서 코코아 가격은 톤당 약 5600파운드(약 1051만 원) 수준이다.
- ESGC
2025-08-22 10:20:00
[퓨처 Eyes(98)] 버지니아텍, 얼음 스스로 움직이는 '슬링샷 효과' 발견

미국 버지니아텍 연구팀이 금속 표면 위에서 얼음이 저절로 움직이는 새로운 현상을 밝혀냈다고 phys.org, 아르스 테크니카 등 과학 전문 매체들이 최근 보도했다. 연구에 따르면 얼음 원반이 금속판 위에서 한동안 멈춰 있다가, 갑자기 활처럼 튕겨 앞으로 미끄러졌다. 바람이 분 것도, 사람이 밀어 준 것도 아니었다. 연구팀은 이 현상을 '슬링샷(slingshot, 새총) 효과'라 이름 붙였다. 이 연구의 출발점은 미국 캘리포니아 데스밸리의 레이스트랙 플레이야(Racetrack Playa)였다. 이곳에서는 수박 크기 바위들이 마른 호수 바닥을 길게 가르며 이동한 흔적을 남긴다. 바위가 이동하는 과정(Sailing stone-세일링 스톤, 움직이는 바위)은 오랫동안 미스터리로 남아 있었지만, 2014년 조사에서 원리가 밝혀졌다. 비가 온 뒤 고인 얕은 물이 밤에 얼고, 낮에 녹기 시작하면서 얇은 얼음판이 형성됐다. 이 얼음판이 바람을 타고 떠다니며 바위를 조금씩 밀어 옮겼던 것이다. 자연의 섬세한 조건이 모여 돌을 움직이게 한 셈이다. 버지니아텍 연구팀은 이 현상을 모방하면서도 한 걸음 더 나아갔다. 바람이 없어도 얼음이 움직일 수 있는 인공적 방법을 찾고자 한 것이다. 조너선 보레이코 버지니아텍 기계공학과 교수는 "자연에서는 바람이 불어야 얼음이 바위와 함께 움직였지만, 우리는 표면 구조만으로도 얼음을 스스로 이동하게 만들고 싶었다"고 설명했다. 얼음을 움직이는 헤링본 무늬 길 연구팀은 금속 표면을 다듬어 얼음을 이동시키는 길을 만들었다. 알루미늄 판에 화살촉이 이어진 '헤링본(생선뼈) 무늬' 홈을 파자, 녹은 물이 홈을 따라 한쪽 방향으로만 흐르게 됐다. 흐름이 생기자 얼음은 물 위에 떠서 함께 이동했다. 강에서 튜브를 타고 내려가는 모습과 흡사했지만, 여기서는 중력이 아니라 표면의 모양이 흐름을 만든다. 실험에 쓰인 얼음은 증류수를 얇은 원반 모양으로 얼린 것이었다. 바닥부터 위로 얼려 공기방울이 생기는 것을 줄였고, 알루미늄 판 위에 올려 녹이는 과정 전체를 다양한 각도에서 촬영했다. 실험 장치는 얼음이 표면 위에서 어떤 움직임을 보이는지 세밀하게 관찰할 수 있도록 설계됐다. 이 과정에서 연구진은 녹은 물이 단순히 흘러내리는 것이 아니라 표면 구조에 따라 방향성을 띤 흐름을 만들 수 있음을 확인했다. 이는 얼음을 능동적으로 움직일 수 있는 첫 단추였다. 잭 타포칙 버지니아텍 박사과정 연구원은 "헤링본 무늬는 물이 거꾸로 흐르는 것을 막고 반드시 한쪽 방향으로만 흐르게 한다. 물이 흐르는 방향에 얼음도 함께 움직일 수밖에 없다"고 말했다. 새총처럼 튕겨 나간 얼음의 비밀 뜻밖의 결과는 발수 코팅을 한 표면에서 나타났다. 연구팀은 얼음의 움직임을 더 빠르게 만들기 위해 표면에 물을 잘 튕겨내는 처리를 했다. 예상은 빗나갔다. 얼음은 오히려 표면에 달라붙어 움직이지 않았다. 하지만 곧 얼음 앞쪽에서 새로운 변화가 일어났다. 홈을 따라 흐르던 녹은 물이 얼음 앞쪽으로 빠져나가 납작한 웅덩이를 형성했다. 이때 앞쪽과 뒤쪽의 표면장력 차이가 생기며 얼음을 앞으로 당겨냈다. 표면이 평평해지려는 힘이 얼음을 한순간에 튕겨낸 것이다. 연구팀은 이 과정을 '슬링샷 효과'라고 불렀다. 타포칙 연구원은 "발수 코팅 표면에서는 물이 홈 속에 머무르지 않고 얼음 앞쪽에 길게 고인다. 얼음은 이 웅덩이 중심으로 재배치되며, 그 과정에서 강한 표면장력 차이가 생겨 새총처럼 튀어 오른다. 이전 실험보다 훨씬 흥미로운 물리 현상"이라고 강조했다. 표면장력은 낯선 개념 같지만 생활 속에서 쉽게 볼 수 있다. 컵 가장자리에 맺힌 물방울이 둥글게 뭉치거나, 젖은 나뭇잎 위에서 물방울이 구슬처럼 굴러가는 모습이 바로 그것이다. 얼음 앞쪽에 납작한 웅덩이가 생기면 표면은 더 넓어지려 하고, 이 힘의 불균형이 얼음을 앞으로 밀어낸다. 보레이코 교수는 "얼음이 단순히 녹는 과정에서 물의 흐름과 표면장력이 맞물려 방향성을 만든다. 이는 기존의 라이덴프로스트(Leidenfrost) 현상과도 다르고, 얼음을 제어하는 새로운 방식을 보여준다"고 설명했다. 라이덴프로스트 효과는 매우 뜨거운 프라이팬에 물을 몇 방울 떨어트리면, 물 방울이 프라이팬 위를 부유하면서 미끄러지듯 마구 움직이는 현상을 말한다. 표면온도가 400℃(물의 끓는 점보다 훨씬 높음) 이상이면, 물방울 아래에 수증기(또는 증기)의 큐션이 형성되어 프라이팬의 공중에 떠 있게 된다. 이 효과는 기름이나 알코올을 포함한 다른 액체에도 적용되지만, 이 현상이 나타나는 온도는 다 다르다. 자연 원리의 재현과 과거 연구와의 연결 보레이코 연구팀은 이전에도 물과 얼음의 독특한 거동을 연구했다. 특히 라이덴프로스트 현상에 주목했다. 이는 뜨거운 팬 위에 물방울을 떨어뜨렸을 때 물방울이 수증기 쿠션을 타고 둥둥 떠다니는 현상이다. 물은 약 섭씨 200도(℃) 이상에서 이런 효과를 보이지만, 얼음은 훨씬 높은 온도에서야 가능하다. 연구팀은 섭씨 550도 이상에서 얼음이 수증기 층 위에 뜨는 현상을 실험으로 확인했다. 보레이코 교수는 "이번 실험은 더 이상 끓거나 뜨는 효과를 찾는 것이 아니다. 단순히 녹는 얼음을 올려두었을 때 표면 구조로 방향성을 줄 수 있느냐를 물은 것"이라고 말했다. 이번 연구는 그런 극한 조건을 쓰지 않았다. 상온에서 단순히 녹는 과정과 표면의 기하학적 설계만으로 얼음을 움직이게 한 것이다. 자연의 원리를 실험실에서 새롭게 재현한 사례다. 단순 호기심 넘어선 실용적 응용 연구는 단순한 호기심을 넘어서 실질적인 활용 방안으로 이어지고 있다. 첫째, 얼음이나 성에를 제거하는 제상(除霜) 기술이다. 항공기 날개, 냉동고, 태양광 패널, 열교환기 표면은 겨울마다 얼음과 성에로 효율이 떨어진다. 기존에는 열을 많이 가하거나 화학제를 써서 제거해야 했다. 하지만 이번 실험에서처럼 부분적으로만 녹여도 얼음이 스스로 떨어져 나가면, 열 에너지를 최대 10배 줄일 수 있다. 둘째, 소규모 발전 장치다. 금속 표면을 원형으로 설계하면 얼음 원반이 계속 회전한다. 원반에 자석을 붙여 코일과 결합하면 전기를 생산할 수 있다. 큰 발전소를 대신할 수는 없지만, 전력 소모가 적은 센서나 웨어러블 기기에는 충분하다. 셋째, 미세 유체 제어 기술이다. 반도체 공정이나 바이오 칩에서는 작은 물방울을 원하는 방향으로 보내는 것이 중요한데, 지금까지는 펌프나 전기장을 써야 했다. 연구팀의 방식은 단순히 표면 구조와 표면장력만으로 물방울을 제어할 수 있어 새로운 가능성을 연다. 해당 논문은 'ACS 응용 재료 및 인터스페이스(ACS Applied Materials and Interfaces)' 저널에 게재됐다. 이번 연구의 한 가지 잠재적 응용 분야는 에너지 수확이다. 예를 들어, 금속 표면을 직선이 아닌 원형으로 패턴화하면 녹는 얼음 디스크가 지속적으로 회전하게 된다. 디스크에 자석을 부착하면 자석도 회전하며 전력을 생성한다. 또한 회전하는 디스크에 터빈이나 기어를 부착하는 것도 가능하다. 이처럼 이번 성과는 자연의 원리를 모방한 과학이 어떻게 응용으로 이어질 수 있는지를 보여 준다. 하지만 넘어야 할 과제도 있다. 실제 장비에 적용하려면 표면이 오랫동안 기능을 유지해야 한다. 먼지나 기름때가 홈을 막지 않도록 관리하는 방법도 필요하다. 얼음의 크기와 모양, 온도 변화 속도에 따라 효과가 달라지는 만큼 표준화된 설계가 뒷받침돼야 한다.
- 포커스온
2025-08-21 12:08:00
[기후의 역습(151)] 기후변화발 가뭄, 전 세계 덮친 '지속형 재앙'

기후변화로 인한 가뭄이 빈발하면서 지속형 재앙으로 돌변해 전 세계를 위협하고 있다. 유엔이 3일(현지시간) 발간한 보고서를 통해 전 세계를 강타한 가뭄이 단순한 기상이변을 넘어선 '느리게 진행되는 글로벌 재앙(slow-moving global catastrophe)'이라고 경고했다. '2023~2025 세계 가뭄 집중지대(Drought Hotspots Around the World)' 보고서는 기후변화와 엘니뇨 현상이 복합적으로 작용해 최근 2년간 사상 최악의 가뭄이 동아프리카부터 유럽, 중남미, 동남아시아에 이르기까지 광범위하게 피해를 입히고 있다고 밝혔다. 보고서는 가뭄을 "자원을 고갈시키고 생계를 파괴하며 서서히 삶을 붕괴시키는 조용한 살인자(silent killer)"로 규정했다. 특히 사망, 식량 위기, 생태계 붕괴, 사회 기반 붕괴 등 여러 위기가 중첩되는 양상을 강조했다. 2025년 1월 기준, 소말리아에서만 440만 명이 위기 수준의 식량 불안에 직면했으며, 2022년 한 해 동안 가뭄과 기아로 인해 4만 3000여명이 사망한 것으로 추정된다. 2023년 1월, 70년 만에 가장 심한 가뭄이 아프리카의 뿔(Horn of Africa, 아프리카 대륙 북동부 소말리아와 그 인근 지역)을 강타했다. 이 가뭄은 케냐, 에티오피아, 소말리아에서 수년간 우기가 이어지지 않아 발생한 것이라고 BBC가 전했다. 가뭄은 생태계도 위협하고 있다. 짐바브웨와 나미비아에서는 코끼리가 굶주림과 갈증으로 떼죽음을 당했고, 보츠와나에서는 하천이 마르며 하마들이 고립됐다. 브라질 아마존강 수위는 사상 최처를 기록하며 어류와 희귀 민물돌고래의 집단 폐사를 초래했다. 경제적 피해도 광범위하다. 스페인은 2년 연속 가뭄으로 올리브 수확량이 절반으로 줄며 올리브유 가격이 두 배로 급등했고, 영국에서는 과일·채소 공급대란이 벌어졌다. 태국과 인도는 설탕 생산량이 급감하면서 미국내 설탕 가격이 8.9% 올랐다. 파나마 운하에서는 수위 저하로 2023년 10월부터 2024년 1월까지 일일 선박 통과량이 38척에서 24척으로 감소하며 국제 물류에까지 영향을 미쳤다. 사회적 여파도 심각하다. 동아프리카 징역 4곳에서는 조혼(아동 강제 결혼) 비율이 두 배 이상 증가했다. 가정은 지참금을 통해 생존을 도모했고, 여성과 아동, 노인, 만성질환자, 소규모농가 등 취약 계층이 가장 큰 피해를 입었다. 미국 국립가뭄경감센터 창립자인 마크 스보보다 박사는 "이것은 단순한 가뭄이 아니라 지금까지 내가 본 것 중에 최악의 글로벌 재앙"이라고 강조했다. 보고서 공동 저자인 켈르 헬름 스미스 박사는 "문제는 이 사태가 반복될지 여부가 아니라, 다음엔 얼마나 준비되어 있을지에 달렸다"고 경고했다. 보고서는 각구 정부에 '새로운 일상(new normal)'에 대비할 것을 권고하며 조기경보체제 강화, 체계적인 가뭄 영향 모니터링, 회복력있는 물 관리 전략 수립 등을 제안했다. 유엡 사막화방지협약(UNCCD) 이브라힘 티아우 사무총장은 "지금 필요한 것은 국가별 다응을 넘어선 전 지구적 협력"이라고 밝혔다.
- ESGC
2025-07-05 05:20:00
양자컴퓨터, 비트코인 금고 열까⋯블랙록이 지핀 '양자 위협' 논쟁

"양자컴퓨터가 곧 현재의 최첨단 인공지능(AI)으로도 수년이 걸릴 문제들을 해결할 수 있을 것이다." 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)의 최근 발언을 계기로 암호화폐 '양자 위협' 논쟁이 다시 불붙었다. 특히 세계 최대 자산운용사 블랙록이 미국 증권거래위원회(SEC)에 관련 위험성을 경고하는 서류를 제출하면서 논쟁이 본격화하는 모양새다. 이처럼 이론에 머물던 문제가 현실이 될 수 있다는 우려에 대해 전문가들의 의견은 엇갈린다고 독일 유력 일간지 한델스블라트가 16일(현지시각) 보도했다. '쇼어 알고리즘'의 창, 비트코인 방패 뚫을까 문제의 핵심은 비트코인을 지탱하는 암호 기술이다. 비트코인은 '타원곡선 디지털서명 알고리즘(ECDSA)' 같은 복잡한 암호 체계가 보호한다. 현재 컴퓨터 기술로는 이 암호를 푸는 데 사실상 수백만 년이 걸려 해킹이 불가능하다고 본다. 하지만 양자컴퓨터는 게임의 규칙을 바꿀 수 있다. 쇼어나 그로버 같은 양자 알고리즘을 사용하면, 이론상 현재의 암호 체계를 순식간에 해독할 수 있다. 특히 과거 거래로 공개키가 노출된 오래된 지갑이나 여러 번 쓴 주소가 주요 공격 대상이 될 수 있다. 장기에는 채굴 보안 알고리즘(SHA-256)까지 위협해 블록체인 원장을 조작할 수 있다는 우려도 나온다. 물론 당장 현실이 될 위협은 아니라는 게 중론이다. 최근 구글의 '윌로우' 칩 같은 기술 발전이 있었지만, 오늘날의 양자컴퓨터는 아직 '잡음이 많은 중간 규모 양자(NISQ)' 단계에 머물러 있다. 많은 전문가는 "암호화폐 업계가 이 도전에 대비할 충분한 시간이 있다"고 보고 있다. '양자내성암호'로 맞불…미래 기술과의 속도 경쟁 그럼에도 '지금 수확하고, 나중에 해독하는' 공격 가정은 당장의 우려를 낳는다. 공격자가 현재의 암호화된 거래 데이터를 대량으로 저장해 둔 뒤, 미래에 양자컴퓨터가 나온 다음 이를 이용해 과거 기록을 해독할 수 있다는 것이다. 비트코인 업계 역시 이런 양자 위협에 손을 놓고 있지는 않다. 양자컴퓨터의 공격을 막을 수 있는 '양자내성암호(PQC)' 기술을 개발하며 대비하고 있다. 네트워크 전체를 새로운 암호 체계로 바꾸는 것은 모든 참여자의 합의가 필요한 어려운 과제지만, 과거 '탭루트' 개선 작업처럼 불가능한 일은 아니다. 결국 양자컴퓨터의 발전 속도와 암호화폐의 방어 기술 도입 속도 사이의 싸움이 될 것으로 보인다. 블랙록이 이 문제를 공식 제기한 것은, 비트코인 현물 상장지수펀드(ETF) 운용사로서 투자자에게 모든 잠재 위험을 알려야 할 의무 때문이다. 비록 장기, 이론상 위험일지라도 투명하게 공개하는 것은 금융기관의 당연한 절차다. 암호화폐의 미래는 이 보이지 않는 위협에 얼마나 먼저 대응하느냐에 달렸다.
- IT/바이오
2025-06-17 14:08:00
해양 이산화탄소 제거, 산소 위기 초래할 수 있어⋯국제 연구진 경고

기후위기 대응 수단으로 주목받는 해양 이산화탄소 제거(mCDR) 기술이 오히려 해양 산소 고갈을 가속화할 수 있다는 경고가 나왔다. 독일 킬에 위치한 GEOMAR 헬름홀츠 해양연구센터의 안드레아스 오슐리스(Prof. Dr. Andreas Oschlies) 교수가 주도한 연구팀은 최근 국제 학술지 환경연구서한(Environmental Research Letters)에 발표한 논문을 통해 특정 mCDR 기법이 해양 생태계에 심각한 부작용을 야기할 수 있다고 지적했다고 인도국방리뷰(IDR)가 15일(현지시간) 보도했다. 오슐리스 교수는 "기후에 도움이 되는 방식이 반드시 바다에도 좋은 것은 아니다"며 신중한 접근을 강조했다. 연구진은 해양 비료살포, 대규모 해조류 양식, 인공용승 등 생물학적 mCDR 방식이 광합성 생물량의 급증을 유도한 뒤, 이 생물량이 분해되면서 막대한 산소를 소비하는 구조임을 지적했다. 특히 이 과정에서 발생하는 산소 손실은 이산화탄소 저감에 따른 산소 증가 효과보다 최대 40배까지 클 수 있다는 분석이다. 이는 이미 지구 해양이 지난 수십 년간 전체 산소의 약 2%를 잃은 상황과 맞물려 더욱 심각한 문제로 다가온다. 온난화로 인한 해양 산소 고갈은 지속적으로 악화되고 있으며, 일부 해역에서는 해양 생물의 생존조차 위협하고 있다. 연구진은 기후 대응을 위한 기술이 해양의 기존 위기를 악화시키지 않도록 철저한 사전 검토가 필요하다고 강조했다. 한편, 연구에서는 생물학적 방식과 달리 지구화학적 mCDR 방식은 비교적 안정적이라는 분석도 함께 제시됐다. 예컨대 석회질 물질을 이용해 해양 알칼리도를 높이는 방식은 산소 소비와는 무관하게 대기 중 이산화탄소(CO₂)를 흡수할 수 있어 해양 산소 농도에 미치는 영향이 미미하다는 것이다. 이는 기존의 탄소 감축 노력과 유사한 효과를 보이며, 상대적으로 환경에 안전하다고 평가됐다. 특히 눈에 띄는 기법으로는 '해조류 수확 기반 대규모 양식'이 있다. 수확을 통해 해양 내 영양분과 탄소를 동시에 제거하는 이 방식은 산소 소비를 줄이고, 오히려 과거 온난화로 손실된 산소 일부를 회복시킬 가능성도 제시됐다. 모델 시뮬레이션에 따르면 이 방법은 100년간 손실된 산소의 최대 10배를 회복할 수 있다. 다만, 대규모 수확이 해양 생태계의 생산성을 저해할 수 있다는 점에서 그 파급효과에 대한 면밀한 검토가 필요하다는 지적도 뒤따랐다. 이번 연구는 기후변화 대응 기술에 대한 근본적인 재고를 촉구하는 경고로 해석된다. 탄소를 줄이기 위한 기술이 또 다른 환경 위기를 초래하지 않도록, 해양 생태계와의 조화를 고려한 기술 선택과 정책 설계가 절실하다는 점을 시사하고 있다.
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2025-06-17 10:36:00
[기후의 역습(143)] 지구촌 가뭄 확산⋯원인은 '대기의 갈증'

기후변화로 인해 지구촌 곳곳에서 가뭄이 더 자주, 더 심각하게 발생하고 있다는 경고가 나왔다. 단순히 강수량 감소만이 원인은 아니었다. 새로운 연구에 따르면, 대기의 '갈증'이 심화되며 가뭄의 강도와 확산을 가속하고 있는 것으로 나타났다고 더 컨버세이션이 지난 4일(현지시간) 보도했다. 국제학술지 '네이처(Nature)'에 최근 게재된 연구에 따르면, 1981년부터 2022년까지 지난 40여 년간 가뭄 악화의 약 40%는 '대기증발수요(AED, Atmospheric Evaporative Demand)'의 증가에 기인한 것으로 분석됐다. 연구진은 이 현상을 '대기의 갈증(atmospheric thirst)'으로 비유했다. 해당 논문의 주저자는 영국 옥스퍼드대학교의 수문기후학자(hydro-climatologist)로 활동하고 있는 솔로몬 게브레초르코스(Solomon Gebrechorkos) 박사다. 공동 저자로는 미국 캘리포니아대학교 샌타바버라 캠퍼스(UC Santa Barbara) 기후위험센터(Climate Hazards Center)의 크리스 펑크(Chris Funk) 소장 등이 참여했다. 이 논문은 1981년부터 2022년까지 40여 년간의 고해상도 기후 데이터를 분석하여, 대기증발수요(AED, Atmospheric Evaporative Demand)의 증가가 전 세계 가뭄 심화에 미친 영향을 정량화했다. 연구 결과에 따르면, AED의 증가는 가뭄 심화의 약 40%를 설명하며, 특히 유럽과 동아프리카 지역에서 강수량 감소 없이도 가뭄이 악화되는 현상이 관찰됐다. AED는 대기가 지표와 식물로부터 요구하는 수분의 양을 의미한다. 온도가 높고 햇볕이 강하며, 바람이 많이 불고 공기가 건조할수록 대기가 요구하는 수분량은 증가한다. 이로 인해 강수량이 큰 폭으로 줄지 않았더라도 토양과 수역, 식생에서 수분이 빠르게 증발해 가뭄이 심화될 수 있다. 연구팀은 "강수량이 일정하더라도 AED가 늘면 지표의 수분 수지는 적자로 전환된다"며 "이는 마치 소득은 그대로인데 지출만 늘어나는 가계의 재정 적자 상황과 같다"고 설명했다. 실제로 2018년부터 2022년 사이, 가뭄이 영향을 미친 전 세계 육지 면적은 74% 증가했으며, 이 중 58%는 AED 상승에 따른 것으로 조사됐다. 2022년은 40여 년 사이 가장 가뭄이 심했던 해로 기록됐고, 세계 육지의 30% 이상이 중등도 이상 가뭄을 겪었다. 특히 유럽과 동아프리카 지역은 이례적인 건조 현상에 직면했다. 강수량이 크게 줄지 않았음에도 AED가 급증하면서 상황이 악화됐다. 유럽의 경우, 하천 유량 감소로 수력 발전이 차질을 빚고, 농작물 수확량이 급감했으며, 도시 곳곳에서 물 부족 현상이 나타나는 등 물, 농업, 에너지 부문 전반에 심각한 충격이 가해졌다. 연구는 고온, 풍속, 습도, 일사량 등 AED에 영향을 미치는 주요 기상 데이터를 통합해 전 세계적 분석을 수행했다. 이 데이터를 강수량과 결합해 가뭄 강도를 나타내는 지수로 활용함으로써, 기후가 어떻게 가뭄을 유발·심화시키는지 보다 정확하게 규명했다. 연구진은 AED를 간과하면 정부와 지역사회가 실질적인 가뭄 리스크를 과소평가할 수 있다고 경고했다. 특히 서아프리카, 동아프리카, 호주 서부와 남부, 미국 남서부 지역에서는 지난 20년간 AED가 가뭄 심화의 60% 이상을 설명한 것으로 나타났다. 전문가들은 가뭄 대응 전략 수립에 있어 원인을 정확히 진단하는 것이 중요하다고 강조했다. 강수량 부족이 주된 원인이라면 저수지 확보나 물 절약 정책이 효과적일 수 있지만, AED가 주요 요인일 경우에는 증발 손실을 줄이고 식물의 수분 스트레스를 완화하는 방향의 대응이 필요하다는 것이다. 구체적으로는 건조에 강한 작물 재배, 물 효율을 높이는 관개 시스템 도입, 토양 건강 개선, 생태 복원 등을 통해 토양 수분 보존 능력을 높이는 전략이 요구된다. 연구팀은 "기후변화로 인한 지구 온난화는 대기의 갈증을 더욱 가중시킬 것이며, 앞으로 가뭄은 더 자주, 더 넓게, 더 심하게 나타날 가능성이 크다"며 "AED를 기반으로 한 감시 및 계획 체계가 기후 적응 전략의 핵심이 되어야 한다"고 강조했다. 이 연구는 기후변화로 인한 대기 수분 수요 증가가 가뭄의 주요 원인 중 하나임을 밝혀내어, 향후 가뭄 예측 및 대응 전략 수립에 중요한 시사점을 제공한다.
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2025-06-06 11:12:00
한국산 쌀, 35년 만에 일본에 22t 수출⋯뉴질랜드는 검역 면제로 수출 확대

한국이 일본에 판매용 쌀 22t 수출을 추진한다. 관련 통계가 있는 1990년 이후 최대 규모다. 농협인터내셔널은 지난달 2t을 판매한 데 이어, 이달 10t을 선적했으며 추가 10t의 수입 일정도 조율 중이다. 한국산 쌀은 일본 내 아마존과 신오쿠보 슈퍼 등에서 판매되며, 전남 해남산이 주요 품종이다. 가격은 10㎏당 약 9만원으로 일본 현지 쌀보다 다소 비싸다. 이번 수출은 홍보 목적 성격이 강해 국내 쌀 수급에 미치는 영향은 제한적이라는 게 정부 설명이다. 한편, 국산 소포장 쌀의 뉴질랜드 수출은 검역 요건이 면제되며 확대가 기대된다. [미니해설] 한국 쌀, 일본에 22t 수출…35년 만에 최대 규모 한국산 쌀이 쌀값이 폭등한 일본 시장으로 향하고 있다. 농협경제지주의 일본 현지 법인인 농협인터내셔널이 일본에 판매용 쌀 22t 수출을 추진하고 있다고 21일 밝혔다. 1990년 이후 쌀 수출 통계 기준으로는 35년 만에 최대 물량이다. 이미 지난달 2t의 한국산 쌀이 일본에 도착해 판매됐고, 이달에는 10t이 선적을 마쳤다. 추가로 10t에 대해서도 수입 일정을 조율 중이다. 해당 쌀은 전남 해남에서 수확한 고품질 쌀로, ‘한국 농협’ 브랜드로 도쿄 신오쿠보 코리아타운과 아마존 재팬 등 온라인과 오프라인 채널을 통해 판매되고 있다. 농협인터내셔널 관계자는 "일본 내 쌀값이 급등하고, 한국산 쌀 소비 촉진 차원에서도 긍정적인 요소가 있어 수입을 결정하게 됐다"고 설명했다. 이어 "이미 선적된 10t은 5월 중순께부터 판매가 가능할 것"이라고 덧붙였다. 가격 경쟁력은 낮지만 품질로 승부…kg당 9천 원대 한국산 쌀의 일본 판매 가격은 배송료 포함 10㎏ 기준 9000엔(약 9만 원), 4㎏ 기준 4104엔(약 4만1000 원)으로 책정됐다. 일본 현지 슈퍼에서 판매되는 자국산 쌀이 5㎏ 기준 4000 엔대 초반인 점을 감안하면 가격 경쟁력은 낮은 편이다. 관세와 통관비용이 원인이다. 일본 정부는 kg당 341엔(약 3400원)의 관세를 부과하고 있으며, 여기에 일본 내 유통비용까지 포함되면서 소비자 가격은 높아질 수밖에 없다. 그럼에도 불구하고 한국산 쌀은 품질이 높고, 한국 음식에 어울린다는 인식이 있어 일본 내 코리아타운을 중심으로 고정 수요가 형성되고 있다. 한국농수산식품유통공사(aT)에 따르면 한국은 과거 2011년부터 2013년, 그리고 2016년에 각각 10t 안팎의 쌀을 일본에 수출한 바 있다. 특히 2011년의 경우 동일본대지진 당시 구호 차원에서 쌀이 보내졌을 가능성이 크다는 분석도 있다. 정부 "국내 쌀 과잉 해결엔 역부족…홍보 효과는 기대" 이번 수출이 국내 쌀 수급 상황에 의미 있는 영향을 줄 수 있을지는 미지수다. 정부 관계자는 "2만~3만t 이상 수출돼야 국내 쌀 가격이나 재고에 실질적인 영향을 줄 수 있다"며 "이번 수출은 상징적이고 홍보 차원의 효과가 크다"고 밝혔다. 일본이 자국 내 쌀 생산량을 늘리려는 움직임을 보이고 있다는 점도 변수다. 한국산 쌀에 대한 일본 시장의 반응이 지속적으로 긍정적일 경우, 향후 안정적인 수출 기반이 마련될 수도 있지만 당장은 물량과 단가 측면에서 도전 과제가 많다. 뉴질랜드 수출은 '검역 완화'로 확대 기대…2022년 4t → 2023년 137t 한편 농림축산검역본부는 국산 소포장 쌀(25㎏ 이하)을 뉴질랜드에 식물검역증명서 없이 수출할 수 있게 됐다고 지난 15일 발표했다. 검역 면제는 2023년부터 뉴질랜드 측과 협의를 거쳐 이뤄졌으며, 지난 9일부터 시행됐다. 기존에는 국산 쌀을 뉴질랜드로 수출하려면 식물검역증명서를 발급받고, 현지 도착 후 수입 검역이나 훈증소독 절차를 거쳐야 했다. 이 과정은 비용과 시간이 많이 들어 수출 확대의 걸림돌로 작용해왔다. 하지만 이번 조치로 도정 후 바로 포장되는 소포장 쌀은 병해충 유입 우려가 낮다고 평가돼 검역이 간소화됐다. 검역본부는 "행정 절차가 줄어들어 수출업체의 부담이 대폭 줄었다"고 설명했다. 그 결과 한국산 쌀의 뉴질랜드 수출은 2022년 4t에서 2023년 137t으로 급증했다. 고품질 이미지와 함께 현지 한식당 및 마트 수요 증가가 맞물리면서 한국산 쌀에 대한 인지도가 상승한 것으로 분석된다. 현재 한국 쌀은 뉴질랜드를 포함해 48개국에 수출되고 있다. 쌀도 글로벌 경쟁 시대…품질·브랜드 전략 필요 이번 일본 수출은 한국 쌀의 품질을 해외 소비자에게 각인시킬 수 있는 기회다. 가격경쟁력은 아직 낮지만, 한식 세계화와 프리미엄 이미지 구축을 통해 장기적으로는 수출 확대 기반을 마련할 수 있다. 정부와 유관기관이 물류·검역·마케팅 전반에 걸쳐 체계적인 지원을 이어갈 경우, 일본·뉴질랜드 외에도 동남아, 북미 등으로 수출 시장을 다변화할 수 있을 것으로 기대된다.
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2025-04-22 17:29:00
[신소재 신기술(169)] 빗방울로 전기 생산⋯싱가포르 연구진, '빗물 발전 시스템' 개발

빗방울이 전기를 생산하는 재생에너지 자원으로 주목받고 있다. 싱가포르국립대학교(NUS) 연구팀은 빗방울이 떨어지는 과정에서 발생하는 전하 분리를 이용해 LED 전구 12개를 밝힐 수 있는 전기를 생산하는 데 성공했다고 밝혔다. 해당 연구에 대해서는 뉴사이언티스트, 뉴아틀라스 등 다수 외신이 지난 16일(현지시간) 보도했다. 연구 책임자인 시오링 소(Siowling Soh) 교수는 "지구에는 매일 비가 내리지만 이를 활용한 에너지 수확 시스템이 부재해 에너지가 그대로 낭비되고 있다"며 "이번 연구는 빗물을 통해 전기를 수확하는 새로운 가능성을 보여준다"고 설명했다. 기존 수력발전은 강, 바다, 수로 등에서 대규모 수량의 운동 에너지를 터빈으로 변환하는 방식이다. 반면 이번 연구는 '전하 분리(charge separation)' 현상을 이용한다. 이는 물 분자의 양성자(proton)는 액체 내에 남고, 전자는 도전성 표면에 전달되는 원리로, 마치 머리카락에 풍선을 문질러 정전기를 발생시키는 것과 유사하다. 하지만 일반적으로 이 방식은 접촉면에만 전하가 형성되며, 표면적을 넓히기 위해 마이크로 채널을 사용할 경우 오히려 에너지 손실이 발생해 비효율적이다. 이번 연구는 중력과 단순한 기하 구조를 활용해 이러한 한계를 극복했다. 연구진은 높이 32cm, 내경 2mm의 수직 튜브를 설치하고, 금속 바늘을 통해 유사 빗방울을 형성했다. 물방울이 튜브 상단과 충돌하면서 공기 방울과 함께 '플러그 흐름(plug flow)' 형태로 낙하하도록 설계됐다. 이 흐름은 물과 공기가 분리된 덩어리 형태로 이동하며, 내부에서 전하가 효과적으로 분리된다. 튜브 상단과 하단에 설치된 전선이 이를 수확해 전기를 생산하는 구조다. 연구 결과, 단일 튜브에서 440마이크로와트(μW)의 전력이 생산됐으며, 4개 튜브를 동시 운용하면 LED 12개를 20초간 점등할 수 있었다. 소 교수는 "이번 실험은 고정된 물줄기보다 플러그 흐름 방식이 약 5배 더 높은 효율을 보였다"며 "총 낙하 에너지의 10% 이상을 전기로 전환하는 데 성공했다"고 밝혔다. 이번 발전 시스템은 단순 구조에 중력을 이용한 수직 흐름만으로 작동해 추가적인 펌프 동력이 필요 없다는 점도 장점이다. 연구진은 도시의 옥상 등에 대량 설치해 실제 빗물 환경에서도 유의미한 발전이 가능할 것으로 보고 있다. 미국 비영리 단체 '저영향 수력 발전소 인증 기관(Low Impact Hydropower Institute)의 섀넌 에임스(Shannon Ames)는 "개별 가정 단위로 적용 가능성이 있다면 매우 유용한 기술이 될 것"이라고 평가했다. 다만, 현재 수준에서 생산 가능한 전력은 제한적이다. 연구팀은 실험에서 사용한 물방울 속도가 실제 강수량보다 느렸기 때문에 실제 빗줄기 환경에서는 발전 효율이 더욱 높아질 수 있다고 전망했다. 이 연구 결과는 미국화학회(ACS)의 오픈 액서스 국제 학술지 'ACS 센트럴 사이언스(ACS Central Science)'에 게재됐다(DOI: 10.1021/acscentsci.4c02110).
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2025-04-18 10:08:00
[기후의 역습(130)] 지구 온난화 3도 넘으면 세계 경제 최대 40% 손실⋯기후경제 충격 새 분석

지구 평균기온이 금세기 말까지 산업화 이전 대비 3도 이상 상승할 경우, 세계 경제가 최대 40%까지 위축될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 이는 기존 예측보다 훨씬 심각한 수준으로, 기후변화로 인한 경제 피해가 그동안 과소평가되어 왔음을 보여준다. 영국 엑서터대학교 연구진이 최근 발표한 분석에 따르면, 극단적 기상이변이 세계 각국에 미치는 영향을 종합적으로 반영했을 때, 지구온난화가 경제성장에 미치는 부정적 효과는 기존 추정치보다 훨씬 클 수밖에 없다. 해당 연구에 대해서는 영국 일간지 가디언과 과학 전문매체 더 컨버세이션 등 다수 외신이 보도했다. 기존의 대부분 경제 모델은 각국의 경제가 자국 내 기후 조건에만 영향을 받는다는 전제하에 설계됐다. 그러나 이번 연구는 국가 간 무역, 공급망, 식량 수급 등의 국제적 연계를 반영해, 기상이변이 지구 전역에 동시다발적으로 발생할 경우의 파급효과를 분석했다. 예를 들어, 과거에는 남미가 가뭄 피해를 입더라도 북미나 유럽의 수확량이 양호할 경우 식량 수입을 통해 충격을 완화할 수 있었다. 하지만 앞으로는 여러 지역에서 동시에 이상기후가 발생할 가능성이 높아지고, 이로 인해 세계 무역과 생산망 전체가 흔들릴 수 있다는 경고다. 연구진은 기존 대표적 모델 세 가지를 기후영향의 상호 연계성을 반영해 수정하고, 그 평균값을 산출했다. 그 결과, 지구 평균기온이 3도 이상 상승할 경우 세계 1인당 국내총생산(GDP)은 최대 40%까지 감소할 수 있는 것으로 나타났다. 이는 이전 모델이 추정한 평균 손실치(11%)의 3.6배에 달하는 수준이다. 기존에는 러시아나 북유럽처럼 상대적으로 추운 지역은 기온 상승으로 오히려 경제적 이익을 얻을 수 있다는 분석도 있었지만, 이번 연구는 기후충격의 전 지구적 파급력으로 인해 "모든 국가가 피해를 입게 될 것"이라고 강조했다. 지구 곳곳에서 동시에 기상 이변 발생 최근 연구에 따르면 기후 변화로 인해 악화된 열파가 식량 인플레이션에 기여한 것으로 나타났다. 특히 극심한 날씨 변화로 인한 피해가 지구 곳곳에서 동시에 발생하고 있다는 점이다. 올해 초 발생한 미국 LA 화재와 한국에서 발생한 의성 산불은 극심한 가뭄이 원인으로 꼽힌다. 또한 가뭄은 농작물 수확량에 커다란 피해를 입히며, 폭풍과 홍수는 광범위한 농작물 파괴의 원인이 되고, 상품 공급에 피해를 입힐 수 있다. 이번 분석은 단순한 이론적 경고에 그치지 않는다. 온실가스 감축은 단기적으로 경제적 비용을 초래할 수 있지만, 장기적으로 기후위기의 대가를 피하기 위한 불가피한 선택이라는 점에서 정책적 시사점이 크다. 일부 경제모델은 지구온난화가 2.7도 수준에서 정점에 이를 경우 단기 비용과 장기 피해 간 균형이 맞춰질 수 있다고 보지만, 이번 연구는 최적의 온도 상승 허용치는 1.7도라는 결론을 제시했다. 이는 파리기후협정의 가장 야심찬 목표(1.5도)와도 부합하는 수치다. 연구진은 "현재 지구가 따르고 있는 탄소배출 경로는 미래 세대의 삶을 심각하게 위협할 수 있다"며, "지금 우리가 얼마나 빠르게 방향을 전환하느냐가 인류의 생존과 번영을 좌우할 것"이라고 밝혔다.
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2025-04-08 14:50:00
[먹을까? 말까?(96)] '우주 된장' 맛은 어떨까?⋯국제우주정거장서 발효 실험

과학자들이 국제우주정거장(ISS)에서 콩을 발효시켜 세계 최초로 우주 된장(우주 미소·space miso)을 탄생시켰다. 미소는 일본 요리에서 사용하는 된장을 말한다. 국제우주정거장에서 발효된 '우주 된장'이 처음으로 지구에 돌아와 세상에 모습을 드러냈다. 과학자들은 이번 실험이 우주 환경에서의 미생물 생존 가능성과 향후 우주 탐사 시 식량 다양성 확대에 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 2일(현지시간) CNN에 따르면 미국 매사추세츠공과대학(MIT)의 매기 코블렌츠와 덴마크 공과대학의 조슈아 에반스 박사는 2020년 3월, 조리된 콩 반죽을 담은 용기를 ISS로 보냈다. 이 반죽은 약 30일간 미세중력 환경에서 발효 과정을 거친 뒤 '우주 된장'이 완성된 후 지구로 귀환시켰다. 해당 실험은 2025년 4월 2일 학술지 아이사이언스(iScience)에 게재됐다. 된장이 담긴 용기에는 온도, 습도, 압력, 방사선 등을 실시간으로 측정하는 센서가 부착돼 발효 환경을 정밀하게 기록했다. 우주 발효와 비교하기 위해 미국 캠브리지와 덴마크 코펜하겐 두 곳에서 같은 재료를 이용한 된장을 발효시켰다. 에반스 박사는 CNN과의 인터뷰에서 "우주에서의 발효는 전례가 없던 시도였기에 결과를 예측하기 어려웠다"고 밝혔다. 그는 "우주 된장은 색이 더 어둡고, 육안상으로도 더 많이 흔들린 흔적이 있었다"며 "이는 우주로의 운반 과정에서 발생한 영향으로 보인다"고 설명했다. 연구진은 우주 환경의 미세중력, 방사선 노출 등의 요소가 미생물의 성장과 대사 작용에 영향을 미쳤을 가능성을 제기했다. 실제로 '우주 된장'은 지구에서 발효된 된장과 유사한 감칠맛을 지녔지만, 구수한 맛이 강했고 볶은 견과류 향이 느껴졌다고 한다. 코블렌츠 박사는 "우주에서도 미생물 군집이 생존하고 활동할 수 있음을 보여주는 사례"라며, "이번 실험은 우주에서의 생명 가능성과 식문화 확장을 위한 기초자료가 될 수 있다"고 강조했다. 이번 실험은 우주 식량의 다양화 가능성을 실험한 여러 시도 중 하나다. 그간 우주에서는 상추, 무, 고추 등의 신선 농작물 재배 실험이 진행되어 왔으며, 2021년에는 고추 수확을 기념해 ISS 내에서 '타코 파티'가 열리기도 했다. 한편 일본 주류업체 아사히 슈조는 자사의 인기 브랜드 '닷사이'를 우주에서 발효시키기 위한 실험을 준비 중이다. 해당 업체는 일본우주항공연구개발기구(JAXA)를 통해 ISS 내 '기보(Kibo)' 모듈에 접근할 수 있는 권한을 확보했으며, 우주 양조 장비 개발을 병행해 2025년 시험 발사에 나설 예정이다. 이번 연구는 향후 우주 탐사와 장기 체류 임무에서 건강과 문화적 다양성을 동시에 고려한 식량 개발의 단초로 평가된다. 다만, 에반스 박사는 "우주 된장의 영양학적 가치에 대한 정밀 분석은 아직 진행 중이며, 단백질 조성이나 생리활성 물질의 함량 등은 추가 검토가 필요하다"고 덧붙였다.
- 포커스온
2025-04-04 10:08:00
[퓨처 Eyes(74)] 핵폐기물, 미래 에너지의 '황금알'로 부활하나?

인류는 오랫동안 '양날의 검'과 같은 존재와 함께해 왔다. 바로 '핵에너지'다. 막대한 에너지를 제공하지만, 동시에 감당하기 힘든 '핵폐기물'이라는 부산물을 남긴다. 그런데 최근, 이 '골칫덩이' 폐기물이 인류의 미래를 밝혀줄 '황금알'로 탈바꿈할 가능성이 열렸다. 미국 오하이오 주립대학교 연구진이 방사성 폐기물을 활용해 전기를 생산하는 핵 배터리 개발에 성공하며, 에너지 저장 분야에 획기적인 전환점을 마련한 것이다. 이 연구는 단순한 기술적 진보를 넘어, 인류가 오랫동안 골머리를 앓아온 핵폐기물 처리 문제에 대한 혁신적인 해결책을 제시했다는 점에서 더욱 의미가 크다. 연구진은 사용후 핵연료에서 방출되는 감마 방사선을 섬광 결정과 태양 전지를 통해 전기로 변환하는 기술을 개발했다. 섬광 결정은 방사선에 노출되면 빛을 방출하는 특성을 지닌 고밀도 물질로, 이 빛을 태양 전지가 흡수해 전기로 변환하는 원리다. 감마 방사선은 X선이나 CT 촬영에 쓰이는 방사선보다 훨씬 높은 에너지를 지녀 투과력이 매우 강하다. 감마 방사선의 높은 투과력은 곧 물질을 뚫고 지나가는 능력이 뛰어나다는 뜻이기도 한데, 이러한 특성 때문에 감마 방사선을 효과적으로 제어하고 에너지로 변환하는 것이 핵 배터리 기술의 핵심으로 꼽힌다. 이 배터리는 충전이나 유지 보수 없이 수십 년간 전력 생산이 가능하며, 특히 우주나 심해 탐사와 같이 장기간 안정적인 에너지 공급이 필요한 분야에서 혁신적인 역할을 할 것으로 기대된다. 손 안의 '원자력 발전소'⋯작지만 '강력한' 에너지, 무한한 가능성 제시 연구진이 개발한 프로토타입 배터리는 4cm³ 크기로, 세슘-137을 사용했을 때 288나노와트, 코발트-60을 사용했을 때 1.5마이크로와트의 전력을 생산했다. 이는 마이크로칩과 같은 소형 전자 기기를 작동시키기에 충분한 수준이다. 물론, 가정이나 산업 현장에서 사용하는 전력량에 비하면 아직 미미한 수준이지만, 레이먼드 카오 교수는 "적절한 전력원을 사용하면 와트 수준 이상의 전력 생산도 가능할 것"이라며 기술 확장 가능성을 시사했다. 특히 그는 "우리는 폐기물로 간주되는 것을 수확하고 본질적으로 보물로 바꾸려고 노력하고 있다"며 핵폐기물 배터리 개발의 의의를 강조했다. 핵 배터리는 방사성 물질을 포함하지 않아 안전하며, 핵 폐기물 저장 시설이나 우주, 심해 등 방사선 수치가 높은 환경에서 활용될 수 있다. 또한, 장기간 작동이 가능해 유지 보수가 어려운 환경에도 적합하다. 사이테크 데일리는 "이 배터리는 일반적인 X선이나 CT 스캔보다 100배나 투과력이 강한 감마 방사선을 이용했지만, 배터리 자체는 방사성 물질을 포함하지 않기 때문에 만져도 안전하다"고 보도했다. 오하이오 주립대학교 연구진이 개발한 핵폐기물 배터리는 감마 방사선을 빛으로, 다시 빛을 전기로 바꾸는 두 단계를 거쳐 작동한다. 먼저, 신틸레이터 결정이 감마 방사선을 흡수해 빛을 낸다. 마치 반딧불이가 빛을 내는 것과 같은 원리다. 이렇게 발생한 빛은 태양 전지에 의해 포착되어 전기로 변환된다. 이는 태양광 발전과 유사한 방식이다. 이 배터리는 몇 가지 핵심적인 특징을 갖는다. 설탕 한 스푼 크기인 약 4cm³의 작은 크기에도 불구하고, 세슘-137을 사용했을 때 288 나노와트, 코발트-60을 사용했을 때 1.5 마이크로와트의 전력을 생산한다. 또한, 방사성 물질이 배터리 자체에 포함되지 않아 안전하게 사용할 수 있다는 장점이 있다. 이 혁신적인 배터리는 앞으로 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 고준위 방사성 폐기물 저장소에서 폐기물 저장 시설의 전력 공급원으로 활용될 수 있으며, 심해 탐사나 우주 탐사와 같이 극한 환경에서 장기간 작동하는 전력원으로도 유용하다. 또한, 작고 안전한 전력원이 필요한 소형 센서나 마이크로 전자 기기 분야에도 적용 가능하다. 물론, 연구진은 상용화를 위해 몇 가지 중요한 과제를 해결해야 한다. 더 많은 전력을 생산할 수 있도록 출력 규모를 확대하고, 에너지 변환 효율을 높여 배터리의 성능을 향상시켜야 한다. 또한, 대량 생산을 위한 안정적인 제조 공정을 확립하고, 장기간 사용 시 배터리의 성능과 안전성을 검증해야 한다. 레이먼드 카오 교수는 "우리는 폐기물로 여겨지던 것을 보물로 바꾸려 노력하고 있다"고 강조하며, 이 기술의 잠재력을 높이 평가했다. 이 연구는 미국 에너지부의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 결과는 '옵티컬 머티리얼즈: X(Optical Materials: X)' 저널에 발표됐다. 상용화까지 넘어야 할 '산 넘어 산'⋯인류, '무한 에너지 시대' 열 수 있을까 핵 배터리 기술은 중국에서도 활발히 연구되고 있다. 베타볼트(Betavolt)는 휴대폰, 드론, 의료 기기 등 상업적 응용 분야를 위한 핵 배터리 대량 생산을 목표로 하고 있다. 이 회사는 이미 14차 5개년 계획에 따라 이 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 이브라힘 옥수즈 연구원은 "핵 배터리 개념은 매우 유망하며, 앞으로 에너지 생산 및 센서 산업에서 중요한 역할을 할 것"이라고 전망했다. 특히 그는 "전력 출력 측면에서 획기적인 결과"라며 "아직 개선의 여지가 많지만, 앞으로 이 접근 방식이 에너지 생산 및 센서 산업 모두에서 중요한 공간을 차지할 것"이라고 강조했다. 하지만 상용화를 위해서는 제조 비용 절감, 효율성 향상, 안전성 검증 등 해결해야 할 과제가 남아있다. 섬광 결정의 효율성을 높이는 것도 중요한 과제다. 연구진은 "결정의 모양과 크기가 최종 전기 출력에 영향을 미치며, 더 큰 부피는 더 많은 방사선을 흡수하고 더 많은 빛을 생성한다"고 밝혔다. 또한 "더 큰 표면적은 태양 전지가 더 많은 전력을 생성하는 데 도움이 된다"고 덧붙였다. 이는 섬광 결정의 미세 구조를 최적화하는 연구가 핵 배터리 성능 향상에 필수적임을 보여준다. 다시 말해, 섬광 결정의 효율을 극대화하기 위해서는 결정의 크기, 모양, 표면적 등을 정밀하게 제어하는 기술이 필요하다는 뜻이다. 레이먼드 카오 교수는 "핵 배터리 기술이 미래 에너지 시장을 선도할 수 있도록 지속적인 연구 개발을 이어갈 것"이라고 밝혔다. 그는 "이 기술을 확장하는 데 비용이 많이 들 수 있지만, 안정적으로 제조할 수 있다면 충분히 경쟁력이 있을 것"이라고 전망했다. 또한, "안전하게 구현된 후 얼마나 오래 지속될 수 있는지 등 배터리의 유용성과 한계를 평가하기 위해 추가 연구가 필요하다"고 강조했다. 인류는 오랫동안 에너지 문제 해결을 위해 끊임없이 노력해 왔다. 핵폐기물 배터리 기술은 이러한 노력의 결실 중 하나로, 아직은 초기 단계이지만 무한한 잠재력을 지니고 있다. 이 기술이 상용화되어 인류에게 무한한 에너지를 제공하는 '약속의 땅'으로 우리를 인도할 수 있을지, 앞으로의 연구 결과에 귀추가 주목된다. 폐기물을 에너지로 바꾸는 이 '연금술'은 인류의 오랜 숙원을 해결하고 지속 가능한 미래를 여는 열쇠가 될 수 있을 것이다.
- 포커스온
2025-03-06 09:58:00
[신소재 신기술(156)] 일반 암석을 탄소 포집 암석으로 변모시키는 신기술 개발

미국 스탠퍼드 대학교 화학과의 유슈안 첸 연구원이 매트 카난 교수옆에서 일반 암석이 굥정을 가해 CO₂ 포집 물질로 전환시킨 결과물을 들고 있다. 사진 출처=빌 리바드 / 프레코트 에너지 연구소 기후 변화로 지구가 몸살을 앓고 있는 가운데 일반 암석을 탄소를 포집하는 물질로 전환하는 혁신적인 신기술이 개발됐다. 인류 활동으로 대기 중에 배출되는 온실가스 중 이산화탄소(CO₂)는 지구 온난화의 주요 원인으로 지목된다. 이에 따라 전문가들은 화석 연료 사용량의 감축과 대기 중 이산화탄소를 적극적으로 제거하는 개술 개발의 필요성을 강조해왔다. 하지만 기존 탄소 포집 기술은 비용이 많이 들고 에너지 소모량이 많으며, 탄소 저장 솔루션 확보가 필수적이라는 한계점을 지니고 있다. 이런 가운데 미국 스탠퍼드 대학교 연구진은 암석을 활용한 혁신적인 탄소 포집 전략을 제시했다고 과학기술 전문 매체 기즈모도가 23일(현지시간) 보도했다. 스탠퍼드 대학교 매튜 카난(Mattew Kanan)과 유쉬안 첸 (Yuxuan Chen) 화학과 연구진은 열을 이용해 광물을 CO₂를 영구적으로 흡수하는 물질로 전환하는 공정을 개발했다. 지난 19일 학술지 '네이처(Nature)'에 발표된 연구 결과에 따르면, 이 공정은 실용적이고 저렴하며 일반적인 농업 관행의 요구 사항을 충족시켜 일석이조의 효과를 기대할 수 있다. 카난 교수는 "지구에는 대기 중 CO₂를 제거할 수 있는 광물이 무한정 존재하지만 인간의 온실 가스 배출을 상쇄시키기에는 반응 속도가 충분하지 않다"며 "이번 연구는 확장 가능한 방식으로 이러한 문제를 해결했다"고 밝혔다. 수십년 동안 과학자들은 암석의 자연적인 CO₂ 흡수 과정인 풍화 작용을 가속화하는 방법을 연구해왔다. 카난 교수와 첸 연구원은 풍화 속도가 느린 일반 규산염 광물을 풍화 속도가 빠른 광물로 전환함으로써 이 문제를 해결했다. 첸 연구원은 "단순한 이온 교환 반응을 통해 비활성 규산염 광물을 활성화하는 새로운 화학 반응을 구상했다"며 "이처럼 효과가 좋을 줄은 예상하지 못했다"고 설명했다. 이온은 전하를 띤 원자 또는 원자 그룹을 의미한다. 연두팀은 시멘트 생산 과정에서 영감을 얻었다. 시멘트 생산에서는 가마를 사용하여 석회석(퇴적암)을 산화칼슘이라는 반응성 화합물로 전환한 후 모래와 혼합한다. 연구진은 이 과정을 재현하되, 모래 대신 규산마그네숨이라는 물질을 사용했다. 규산마그네슘은 열을 가하면 이온 교환을 통해 산화마그네슘과 규산칼숨으로 전환되는 두 가지 광물을 포함한다. 이 광물들은 풍화 속도가 빠르다. 카난 교수는 "이 공정은 승수 역할을 한다"며 "반응성 광물인 산화칼슘과 비활성 규산마그네슘을 사용하여 두 가지 반응성 광물을 생성한다"고 설명했다. 연구진은 실험을 통해 습윤 규산칼슘과 산화마그네슘을 공기에 노출시킨 결과, 수 주에서 수개월 내에 풍화 작용의 결과물인 탄산염 광물로 전환되는 것을 확인했다. 카난 교수는 "산화마그네슘과 규산칼슘을 넓은 토지에 살포하여 대기 중 CO₂를 제거할 수 있다"며 "현재 시험 중인 흥미로운 응용 분야 중 하나는 농업 토양에 첨가하는 것"이라고 밝혔다. 이 방법은 토양이 너무 산성일 때 탄산칼슘을 첨가하는 농부들에게도 실용적일 수 있다. 이 과정을 석회 처리라고 한다. 카난 교수는 "이 제품을 첨가하면 두 광물 성분이 모두 알칼리성이므로 석회 처리가 필요하지 않다"며 "또한 규산칼슘이 풍화되면서 식물이 흡수할 수 있는 형태의 규소를 토양에 방출하여 작물 수확량과 회복력을 향상시킬 수 있다"고 설명했다. "이상적으로는 농부들이 농업 생산성과 토양 건강에 유익한 이 광물에 비용을 지불하고, 탄소 제거는 부가적인 효과로 얻을 수 있을 것이다." 약 1톤의 산화마그네슘과 규산칼슘은 대기 중 CO₂ 1톤을 흡수할 수 있으며, 이 추정치는 다른 탄소 포집 기술에 사용되는 에너지의 절반 미만을 사용하는 가마에서 배출되는 CO₂를 포함한다. 그러나 이 솔루션을 효과적인 수준으로 확장하려면 매년 수백만 톤의 산화마그네슘과 규산칼슘이 필요하다. 첸 연구원은 감람석이나 사문석과 같은 규산마그네슘의 천연 매장량 추정치가 정확하다면 인간이 배출한 모든 대기 중 CO₂를 제거하고도 남을 만큼 충분할 것이라고 지적했다. 또한 규산염은 광산 폐기물에서 회수할 수도 있다. 카난 교수는 "사람들은 이미 연간 수십억 톤의 시멘트를 생산하는 방법을 알고 있으며, 시멘트 가마는 수십 년 동안 작동한다"며 "이러한 학습과 설계를 활용하면 실험실 발견에서 의미 있는 규모의 탄소 제거로 이동하는 명확한 경로가 있다"고 강조했다.
- ESGC
2025-02-24 11:36:00
중국, 미국에 보복관세 맞불조치 나서⋯G2 '관세전쟁' 돌입

중국이 4일(현지시간)부터 '대중국 10% 추가 관세'를 발효한 도널드 트럼프 미국 행정부에 맞서 즉각 관세·비관세 보복 조치에 나섰다. 오는 10일부터 석탄·석유 등 일부 미국산 수입품에 10~15% 관세를 추가 부과하고, 텅스텐 등 핵심 광물 5종의 수출을 통제키로 했다. 미국 빅테크 구글에 대한 반독점법 위반 조사도 개시했다. 트럼프 2기 행정부 시작과 동시에 미중이 관세로 정면충돌하는 양상을 보이고 있다. 중국 국무원 관세세칙위원회는 4일(현지시간) 0시 미국이 예고한 대중국 10% 추가 관세가 발효된 직후 "관세법 등 관련법 기본 원칙에 따라 국무원 승인 아래 10일부터 미국산 일부 수입품에 관세를 부과한다"며 이같이 밝혔다. 미국산 석탄·액화천연가스(LNG)에 15% 관세가 추가되고 원유, 농기계, 대형차와 픽업트럭에는 10% 관세가 추가로 붙는다. 15% 관세는 8개 품목, 10% 관세는 72개 품목에 이른다. 10% 관세 품목에는 파종기, 수확기, 가금류 사육 기계, 곡물 제분 및 과일·채소 가공 기계 등 농축산업 기계류가 대부분 포함됐다. 승용차·스포츠유틸리티차(SUV)·소형 버스, 화물차, 트레일러 등도 10% 관세 대상이다. 중국 정부는 또 비관세 보복 조치에도 나섰다. 중국시장감독총국은 미국의 대표적 빅테크 구글에 대한 반독점법 위반 혐의 조사를 개시한다고 발표했다. 중국 상무부는 텅스텐과 텔루륨, 비스무트, 몰리브덴, 인듐 등 핵심광물 5종의 수출통제 조치도 발표했다. 아울러 타미힐피거·캘빈클라인 모회사인 PVH그룹, 유전체 분석 전 세계 1위 업체 일루미나를 제재 명단에 올렸다. 상무부는 이와 함께 미국의 10% 대중 추가 관세 조치를 세계무역기구(WTO)에 제소했다고 밝혔다. 유명 패션브랜드를 보유한 PVH그룹에 대해 중국 상무부는 지난해 9월 위구르족 강제노동 의혹을 이유로 신장위구르자치구산 면화 사용을 거부한 것을 제재 이유로 들었다. 관세세칙위원회는 "미국 정부는 1일 펜타닐 등의 문제를 이유로 모든 중국산 수입품에 10% 관세 추가를 발표했다"면서 "일방적 추가 관세 조치는 WTO 규정을 심각히 위반하는 것으로, (미국의) 자체 문제를 해결하는 데 도움이 되지 않으며 중미 간 정상적인 경제무역 협력을 훼손한다"고 설명했다. 중국 상무부 대변인도 "중국의 합법적 권익을 수호하기 위해 미국의 과세 조치를 WTO 분쟁 해결 메커니즘에 제소했다"고 밝혔다. 이에 앞서 트럼프 대통령이 예고했던 '대중국 10% 추가 관세' 조치는 예정대로 4일 0시를 기해 시작됐다. 트럼프 대통령은 전날 기자들과 만나 중국에 대해 "아마 24시간 내로 대화할 것"이라며 "대중국 관세는 '사격 개시'일 뿐이었다. 우리가 합의하지 못하면 중국 관세는 더 올라갈 것"이라고 경고했다. 이어 "우리는 우리나라에 (좀비마약) 펜타닐이 들어오는 것을 원하지 않는다"며 "중국이 파나마운하에 개입하고 있는데 오래가지 못할 것"이라고도 했다. 이는 '대중국 관세 조치가 시작일 뿐'이며 펜타닐, 파나마운하 문제 등에서 중국과 만족할 만한 협상을 하지 못하면 관세율을 더 높이겠다는 뜻으로 풀이된다. 트럼프가 조만간 대화 의지를 밝혔지만 로이터 통신은 '트럼프 대통령이 이번 주에는 시진핑 중국 국가주석과 통화하지 않을 것'이라고 백악관발로 전했다.
- 포커스온
2025-02-05 07:01:00
[퓨처 Eyes(67)] 우주 농업, 달에서 희망을 싹틔우다

인류의 우주 진출이 가속화되면서, 우주에서의 식량 생산은 중요한 과제로 떠올랐다. 나사(NASA)는 달과 화성으로 향하는 미래의 우주 임무에서 우주인들이 신선한 식물을 포함한 영양가 있는 농산물을 섭취할 수 있는 방법을 검토하고 있다. 밀봉된 식품 포장은 시간이 지남에 따라 맛이 변하고 비타민이 분해되어 건강에 문제가 될 수 있다. 비타민C가 부족하면 우주인들은 괴혈병에 걸릴 수 있고, 비타민 결핍은 다른 여러 건강 문제를 일으길 수 있다고 나사는 설명했다. 또한 우주에 지구의 식물을 가져가는 것은 우주 개척자들에게 심리적 웰빙에 좋으며, 우주인의 장기 임무에서 건강을 유지하는 데 중요하다고 나사는 덧붙였다. 현재 지구 저궤도를 돌고 있는 국제 우주 정거장에는 우주인들이 다양한 동결 건조 식품이나 미리 포장된 식품을 정기적으로 공급받아 식단을 충족하고 있다. 나사는 무중력 상태에서 상추와 토마토, 무와 같은 식물을 재배하는 방법을 실험하고 있다. 이를 통해 우주 비행이 식물 유전학, 물 사용과 식품의 풍미 등에 어떤 영향을 미치는지를 연구하고 있는 것이다. 더 나아가 햇빛이나 지구 중력이 없는 심우주의 폐쇄된 환경에서 어떻게 식물을 생산할 수 있을 것인가?에 초점을 맞추고 있다. 그러면, 달과 화성 중 어디가 농작물 재배에 더 적합할까? 최근 연구 결과는 우리의 예상을 뒤엎고 달의 손을 들어주었다고 스페이스닷컴이 최근 보도했다. 달 vs 화성, 작물 성장의 승자는? 북애리조나대학교의 연구 조교 로라 리는 "흥미로운 점은 달에서 작물이 화성에서보다 더 잘 자랐다는 점입니다. 우리는 반대일 것이라고 예상했죠."라고 밝혔다. 2024년 미국 지구물리학연합(AGU) 가을 학술대회에서 발표된 이 연구는 달과 화성의 토양 조건이 작물 성장에 미치는 영향을 비교 분석한 최초의 실험 중 하나다. 연구 결과는 달 토양의 구조적 특징이 작물 생장에 더 유리함을 보여준다. 화성 토양은 질소가 풍부하지만, 점토처럼 밀도가 높아 뿌리 호흡에 필수적인 산소 공급을 제한한다. 반면, 달의 표면을 덮고 있는 흙과 암석 부스러기인 레골리스(regolith)는 상대적으로 느슨한 구조로 뿌리 성장에 더 적합한 환경을 제공한다. 마치 지구의 밭을 갈아 토양에 공기를 공급해주는 것과 같은 효과를 기대할 수 있다. 폐수 비료, 우주 농업의 해결사? 척박한 우주 환경에서 비료는 작물 재배의 필수 요소다. 하지만 지구에서 비료를 운송하는 것은 막대한 비용이 소요된다. 이에 대한 대안으로, 연구진은 우주인의 폐수에서 추출한 미생물을 열처리하여 만든 비료인 밀오르가나이트(Milorganite)를 사용했다. 폐기물을 재활용하여 비료를 생산한다는 점에서 지속 가능한 우주 농업 시스템 구축에 필요한 아이디어지만, 아직까지는 해결해야 할 과제가 남아있다. 화성에서 밀오르가나이트를 사용한 옥수수 재배 실험 결과는 그다지 성공적이지 못했다. 지구에서 흔히 사용하는 질소 비료를 사용했을 때보다 옥수수 생존율이 현저히 낮았다. 이는 인간 폐수를 활용한 비료 생산 기술을 더욱 발전시켜야 할 필요성을 보여준다. 효율적인 폐기물 처리 시스템과 작물 생장에 최적화된 비료 생산 기술 개발, 그리고 옥수수 외에도 다양한 작물의 생장 특성을 연구하여 우주 환경에 적합한 작물을 선별하는 것은 우주 농업의 핵심 과제다. 다양한 작물, 우주 농업의 미래를 밝히다 연구진은 옥수수 외에도 브로콜리, 호박, 콩, 알팔파 등 다양한 작물을 대상으로 실험을 진행 중이다. 특히, 알팔파는 달과 화성 토양 모두에서 높은 생존율을 보이며 미래 우주 농업의 핵심 작물로 떠올랐다. 알팔파는 질소 고정 능력이 뛰어나 토양을 비옥하게 만드는 효과가 있다. 또한, 단백질 함량이 높아 영양학적으로도 우수하며, 가축 사료로도 활용 가능하다. 영화 '마션(The Martian)'에서 화성에 홀로 남겨진 식물학자이자 기계공학자인 주인공 마크 와트니(맷 데이먼 분)가 화성에서 생존하기 위해 감자를 재배했던 장면처럼, 감자는 향후 연구에서 다룰 중요한 작물 중 하나다. 감자는 탄수화물 함량이 높고 재배가 용이하여 우주 식량 자원으로서 큰 잠재력을 지니고 있다. 달, 자급자족 시대 앞당길까? 2019년 발표된 연구에 따르면, 화성이 자급자족 가능해지기까지는 약 100년이 소요될 것으로 예상된다. 반면, 나사의 연구에 따르면 달은 몇십 년 안에 자급자족이 가능할 수도 있다. 지구와의 거리가 짧아 물자 수송이 용이하다는 점이 달의 큰 장점이다. 하지만, 달에는 대기가 없어 소행성 충돌이나 태양 복사에 대한 대비책 마련이 필요하다. 화성은 방사선, 극저온, 독성 물질인 과염소산염 등 극복해야 할 환경적 난관이 많다. 특히, 토양의 유기물 부족은 작물 재배에 큰 어려움을 야기한다. 우주 농업, 지구 농업의 미래를 밝히다 우주 농업 연구는 단순히 우주 탐사를 위한 기술 개발을 넘어 지구 농업의 혁신에도 기여할 수 있다. 극한 환경에서 작물을 재배하는 기술은 기후 변화와 토지 황폐화 등으로 어려움을 겪는 지구 농업에 새로운 해결책을 제시할 수 있다. 예를 들어, 우주 농업 기술은 사막화 지역이나 척박한 토양에서의 작물 재배에 응용될 수 있다. 이번 연구는 인류의 우주 진출과 지속 가능한 미래를 위한 중요한 발걸음이다. 달과 화성의 토양 특성을 정확히 이해하고, 이에 맞는 작물 재배 기술을 개발하는 것은 우주 농업 성공의 핵심 열쇠다. 앞으로 더욱 활발한 연구를 통해 우주에서 인류가 자립할 수 있는 기반을 마련해야 한다. 특히, 우주 환경의 극심한 온도 변화, 방사선, 낮은 중력 등에 대응하기 위한 인공 환경 제어 기술 개발과 인력 부족 문제를 해결하고 효율성을 높이기 위한 자동화된 농작물 재배 시스템 구축도 중요한 과제다. 끊임없는 연구 개발과 투자를 통해 우주 농업의 꿈을 현실로 만들어 나가야 한다.
- 포커스온
2025-01-16 13:23:00
[기후의 역습(110)] 케냐 커피 농가의 이중고, 낮은 임금과 기후 변화

기후변화로 케냐 커피 농부들이 생계를 위협받고 있다. 케냐 중부 코모타이의 울창한 화산 고원의 농부 사이먼 마차리아는 작은 농장에서 커피를 재배한다. 마차리아는 2.5헥타르의 농장을 운영하고 있다. 이곳에서는 커피를 '블랙 골드(검은 금)'라고 부른다. 케냐의 커피 농가가 낮은 임금과 기후 변화로 이중고를 겪고 있다고 BBC가 현지 탐방을 통해 전했다. 마차리아는 다른 커피 농부들과 함께 밝은 빨간색 커피 체리 자루를 지역 가공 공장으로 가져와 무게를 재고 가공 처리한다. 기계가 붉은 껍질을 제거하고, 안에 있는 연한 원두를 씻어 콘크리트 통로를 따라 통과시킨 다음, 계곡을 가로지르는 건조대에 보낸다. 여기서 원두를 등급별로 분류하는데, 가장 높은 등급은 유럽의 커피숍에 판매된다. 마차리아는 고품질, 풍부한 바디, 깊은 향과 과일 맛으로 전 세계적으로 높이 평가되고 있는 케냐 AA 커피 원두를 재배한다. 원두는 1890년대 후반 영국 식민지 개척자들이 도입한 이래 이 울창한 고원의 일부가 되었다. 현재 이 지역은 독특한 최고 등급의 커피로 유명하다. 커피콩을 재배하는 것은 수확, 가지치기, 잡초 제거, 살포, 비료 주기, 제품 운반을 수반하는 노동 집약적 사업이다. 커피는 특히 꽃이 피기 시작할 때 풀타임 집중해야 한다. 그 순간부터 수확할 날까지 6개월 동안은 농장에서 전업으로 일해야 한다. 커피나무는 열매를 맺는 데 4년이 걸리기 때문에 현금이 부족한 농부들에게는 큰 투자다. 유럽 카페에서 커피 한 잔의 가격은 일반적으로 4달러인데, 이는 케냐 커피 노동자의 하루 수입이 최대 2.3달러에 불과한 것과 비교하면 엄청난 차이가 난다. 즉 케냐 커피 농부는 가난하다. 이들은 살아남기 위해 밤낮으로 고생해야 한다. 일례로 네 명의 자녀를 부양해야 하는 농부 에디타 므왕기는 주 6일 일하고 하루에 약 1.4달러를 번다고 BBC에 말했다. 그녀는 일하는 농장에 가기 위해 5km를 걸어야 한다. 케냐 커피 농부들은 케냐와 세계 최대 커피 시장인 유럽 간의 무역 시스템이 수년간 자신들에게 불리하게 작용했다고 주장한다. 기후 변화, 커피 재배 농가 생계 위협 그러나 이제 케냐의 커피 농부들의 생계를 위협하는 새로운 위험이 다가왔다. 바로 기후 변화다. 커피나무는 온도와 기상 조건의 작은 차이에도 매우 민감하다. 또 재배를 위해서는 적절한 기온과 습하고 충분한 강우량 등 특정한 기후 조건이 필요하다. 8000명의 커피 농부를 대표하는 코모타이 커피협회의 존 무리기 회장은 "기후 변화야말로 우리 커피 농부들에게 큰 도전이다"라고 말했다. 불규칙한 기온과 강우량이 섬세한 커피나무에 파괴적인 영향을 미치고 있다는 것. 무라기 회장은 "지난 몇 년 동안 커피 생산이 감소했다"고 우려했다. 그는 기후 변화로 인해 커피나무에 질병이 더 많이 퍼지고 있다고 말했다. 커피 잎을 먹는 벌레, 작물의 80% 이상을 쓸어버릴 수 있는 파괴적인 곰팡이 감염인 커피 베리 질병이 크게 증가했다고 한다. 증가하는 커피나무 전염병에 대처하기 위해 농부들은 장기적으로 토양의 질을 손상시키고, 건강에 위험을 초래할 수 있는 제초제와 살충제를 사용하고 있다. 커피 한 잔을 생산하는 데는 식물을 재배하는 데 필요한 물을 포함해 최대 140리터의 물이 필요하다. 그러나 더 높은 기온과 변화하는 강우 패턴은 커피 농부들에게 물 공급이 감소한다는 것을 의미한다. 가뭄과 폭우 등 불규칙한 날씨로 인해 강 수위도 많이 낮아졌다. 반면 비가 오지 않을 때 농부들은 강물을 더 많이 사용해야 한다. 강우량 부족으로 인해 강물에 대한 의존도가 높아지면서, 이미 제한된 물 공급은 더욱 부담스러워지고 있다. 무리기 회장은 커피 농부들의 물 사용량이 증가했다는 것은 인정했지만, 그것이 강이 마르는 이유는 아니라고 부인했다. 그러나 이 지역에는 23개의 커피 협회가 있고, 커피 재배 과정에서 상당한 양의 물이 사용되고 있음은 분명하다. 이 같은 사정은 코모타이만의 이야기는 아니다. 지구 온난화와 함께 가뭄이 증가함에 따라 전 세계 모든 지역에서 좋은 커피를 재배하기는 더욱 어려워질 전망이다. 커피는 '커피 벨트'에서만 재배할 수 있다. 커피 벨트는 전 세계 열대 지방의 고도 1000~2000m 사이에 위치한 지역을 말한다. 최근 몇 년 동안 기후 변화로 인해 전 세계 커피 공급이 감소했다. 브라질이나 베트남과 같은 주요 커피 생산국에서 가뭄과 작물 재배 실패로 인해 커피 가격이 상승했다. 공정무역라벨을 발행하는 단체인 국제공정무역기구(Fairtrade International)의 조사에 따르면 케냐 커피 농부의 93%가 이미 기후 변화의 영향을 겪고 있는 것으로 나타났다. 케냐의 커피 산업은 약 15만 명에게 일자리를 제공하는 주요 고용원이다. 커피 농부들은 커피나무에 그늘을 더 제공하기 위해 키 큰 나무를 심는 등 기후 적응 기술을 실험하고 있지만, 커피 농부들은 이 산업의 미래에 대해 비관적이다. 어떤 커피 농부도 자녀가 이곳에서 커피를 재배하기를 원하지 않을 것 같다는 우려가 팽배하다.
- ESGC
2025-01-07 14:03:00