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[기후의 역습(160)] 머신 러닝, 전 세계 빙하 침식 속도 정밀 예측⋯"연 0.02~2.68㎜"
- 기후 변화로 전 세계 빙하가 급속도로 녹고 있는 가운데, 머신 러닝(Machine Learning)을 활용해 전 세계 빙하의 침식 속도를 정밀하게 추정한 연구 결과가 발표됐다. 이 연구는 장기적인 지형 변화뿐만 아니라, 핵폐기물 저장지 선정 및 퇴적물 이동 모니터링 등 다양한 분야에 기초자료로 활용될 수 있을 전망이라고 웹사이트 Phys가 7일(현지시간) 전했다. 캐나다 빅토리아대학교(University of Victoria)의 지리학자 소피 노리스(Sophie Norris) 박사 연구팀은 국제 공동 연구를 통해 전 세계 18만 개 이상의 현대 빙하 중 약 85%에 해당하는 빙하에 대해 침식 속도를 예측했다. 이들은 러닝 머신 기반 회귀 분석을 통해 빙하 침식 속도의 99%가 연간 0.02~2.68밀리미터(mm) 범위에 있다는 정량적 결과를 도출했다. 이는 신용카드 두께와 유사한 수준이다. 노리스 박사는 "빙하 하부에서 발생하는 침식은 생각보다 훨씬 복잡한 메커니즘에 의해 이뤄진다"며 "기온, 빙하 하부 수량, 암석 유형, 지열 등 다양한 요소가 침식 속도에 영향을 미친다"고 설명했다. 해당 연구 결과는 학술지 '네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)'에 발표됐다. 최근 10년간 지구에서 사라진 빙하 2,700Gt…해수면 8mm 상승 기여 지난 10년간 지구 전역에서 사라진 빙하의 총량이 2700기가톤(Gt)에 달하는 것으로 나타났다. 이는 약 1조 리터의 물을 의미하며, 스위스 전역이 6m 깊이로 잠길 수 있는 엄청난 양이다. 유럽우주국(ESA)과 미국항공우주국(나사·NASA)의 지구의 중력장 측정 위성 그레이스(Grace)와 그레이스 포(GRACE-FO)의 데이터 분석에 따르면, 2014년부터 2024년까지 연평균 약 270Gt의 빙하가 손실된 것으로 추산된다. 이로 인해 지난 10년간 해수면은 약 8mm 상승했으며, 이는 동기간 전체 해수면 상승의 약 3분의 1에 해당한다. 특히 손실이 두드러진 지역은 알프스, 알래스카, 히말라야, 남미 안데스 산맥 등 중위도 및 고산 지역이다. 알프스 지역은 10년 사이 빙하 면적의 30~40%가 소멸됐으며, 알래스카와 히말라야는 세계에서 가장 빠르게 빙하가 줄어드는 지역으로 지목되고 있다. 히말라야는 연간 약 810Gt의 빙하를 잃고 있으며, 이는 아시아 주요 강 유역의 수자원 안보에도 위협을 줄 수 있다는 지적이다. 과학 학술지 네이처에 실린 연구(Nature, Hugonnet et al. 2021)와 IPCC 제6차 평가보고서(AR6, 2021)에 따르면, 21세기 중반까지 전 세계 빙하의 절반 이상이 사라질 것으로 전망되고 있다. 특히 인구 밀집 지역 인근의 저지대 소규모 빙하 후퇴 속도가 빠르게 가속화되면서 식수, 농업, 수력발전 등 생활 기반 전반에 영향을 미칠 가능성도 제기되고 있다. 이번 논문의 공동 저자인 캐나다 달하우지대학교(University of Dalhousie)의 존 고스(John Gosse) 교수는 "실제 빙하 환경에서 침식 속도를 측정하는 것이 매우 어렵다는 점을 감안할 때, 이번 연구는 전 세계 오지의 빙하 침식 과정을 예측할 수 있는 귀중한 자료"라고 평가했다. 이번 연구는 노리스 박사가 달하우지대 박사후연구원 시절 시작해 빅토리아대에서 마무리했으며, 프랑스 그르노블알프대(University of Grenoble Alpes), 미국 다트머스대(Dartmouth College), 펜실베이니아주립대, UC어바인 등과의 공동 연구로 진행됐다. 캐나다 핵폐기물관리기구(NWMO)의 재정 지원과 협력 아래 수행됐다. 연구팀은 향후 이 예측 모델을 활용해 기후변화에 따른 빙하 후퇴와 지형 변화, 유사 퇴적 및 영양염류 순환 등 지구 시스템 전반의 변화 양상을 보다 정밀하게 예측할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 지구 빙하는 단순한 자연경관을 넘어 해수면, 강수량, 지형 변화, 생태계 순환에까지 영향을 미치는 핵심 요소다. 전문가들은 기후 변화의 '가장 눈에 보이는 지표'로서 빙하의 지속적인 관측과 대응이 절실하다고 지적하고 있다.
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[기후의 역습(160)] 머신 러닝, 전 세계 빙하 침식 속도 정밀 예측⋯"연 0.02~2.68㎜"
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[기후의 역습(158)] 기후변화로 뜨거워지는 여름⋯열대야, 조용한 건강 위협으로 부상
- 기후변화의 영향으로 여름철 밤기온이 점점 더 높아지면서, 열대야가 공중보건의 새로운 위협 요인으로 떠오르고 있다. 낮 동안의 극심한 더위뿐 아니라, 밤에도 기온이 충분히 떨어지지 않으면 신체의 열 방출이 어려워지고, 이로 인해 인체 회복 능력이 저하될 수 있다는 우려가 제기되고 있다고 미 ABC뉴스가 29일(현지시간) 보도했다. 미국 비영리 기후 분석기관인 클라이밋 센트럴(Climate Central)이 1970년부터 2024년까지 미국 전역 241개 지역의 여름철 야간 평균기온을 분석한 결과, 대부분 지역에서 야간 기온이 평균 약 1.7℃(약 3.1℉) 상승한 것으로 나타났다. 이는 기후 변화가 단지 낮 시간대의 문제가 아님을 시사한다. 지난 7월 2일 한국 기상청이 발표한 '1973∼2024년 연간 폭염 일수와 열대야 일수 분석 결과'에 따르면 1970년대 대비 2010년대 폭염일수는 평균 8.3일에서 14.0일로 1.7배, 열대야 일수는 평균 4.2일에서 9.0일로 2.1배 늘어난 것으로 나타났다. 미국 환경보호청(EPA)은 향후 수십 년간 여름철 열대야 발생 빈도가 더욱 잦아질 것이라 전망했다. 특히 미 전역 다수 지역에서는 밤 기온이 섭씨 약 21도(화씨 70도)를 넘는 날이 증가할 것으로 보인다. 열대야가 불러오는 건강 문제 미국 기상청(NWS)에 따르면, 극한 고온은 미국 내 기상 재해 가운데 가장 많은 사망자를 유발하는 요인이다. 폭염은 토네이도, 홍수, 허리케인보다 더 많은 인명 피해를 초래한다. 이 가운데 가장 심각한 건강 위협은 바로 밤 시간대에 나타난다. 질병통제예방센터(CDC)는 "야간 기온이 지나치게 높게 유지되면 체온 조절이 어려워지고, 특히 노인, 어린이, 만성질환자 등 취약계층에게는 신체적 부담이 가중된다"고 경고했다. 또한, 밤 동안의 높은 온도는 수면의 질을 떨어뜨려 면역력 저하, 정신 건강 악화, 심혈관 질환 등 만성 질환의 위험을 높일 수 있다. CDC는 "열대야는 단순한 불쾌지수를 넘어선 실질적인 건강 리스크"라며 경각심을 당부했다. 도시가 더 덥다…열섬현상 심화 열대야 현상은 도시 지역에서 특히 두드러진다. 환경보호청은 "콘크리트와 아스팔트로 덮인 도시 지역은 식생이 줄어들수록 열을 더 많이 흡수하고 방출하며, 이로 인해 야간 기온이 더욱 높게 유지된다"고 분석했다. 이른바 '도시 열섬 현상(Urban Heat Island)'이다. 이러한 도심의 고온화는 단지 인간의 건강 문제에만 국한되지 않는다. 인프라와 생태계 역시 회복할 수 있는 시간을 확보하지 못하게 되며, 이로 인해 냉방 수요 증가, 전력망 부담, 도심 생물다양성 저하 등의 문제가 뒤따른다. 대기 중 수증기 증가도 야간 냉각 방해 미 국립해양대기청(NOAA)은 온실가스 농도 상승과 대기 중 수증기 증가가 최근 수십 년간 야간 기온 상승의 주요 원인이라고 지목했다. 따뜻해진 대기는 더 많은 수증기를 품을 수 있으며, 이는 단열층 역할을 하며 복사 냉각을 차단해 밤에도 열이 빠져나가지 못하게 만든다. 이처럼 여름철 야간의 고온화는 단순한 불편을 넘어, 장기적인 건강과 사회 인프라, 생태계 전반에 영향을 미치는 복합적 문제로 부상하고 있다. 전문가들은 기후 변화에 따른 대응 전략에서 야간 온도 변화에 대한 고려가 필요하다고 강조하고 있다.
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- 생활경제
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[기후의 역습(158)] 기후변화로 뜨거워지는 여름⋯열대야, 조용한 건강 위협으로 부상
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[기후의 역습(157)] 해수 온난화가 만든 재앙⋯플랑크톤부터 고래까지 무너졌다
- 2014년부터 2016년까지 북동 태평양을 강타한 해양 폭염이 해양 생태계 전반에 심대한 혼란을 야기한 것으로 나타났다. 최근 캐나다 빅토리아대학교(University of Victoria) 연구진이 발표한 종합 보고서에 따르면, 당시 이례적으로 장기화된 고수온 현상이 플랑크톤부터 대형 해양 포유류에 이르기까지 해양 생물 전반에 걸쳐 대규모 폐사와 서식지 이동, 어업 붕괴를 초래했다. 해당 내용에 대해서는 유로뉴스닷컴, 사이테크데일리 등 다수 외신이 보도했다. 이번 연구는 해양 폭염이 미래 기후변화 속 해양 생태계에 어떤 영향을 미칠 수 있는지를 보여주는 대표적인 사례로 평가된다. 사상 최장기 해양 폭염, 해수 온도 최대 6도 상승 빅토리아대학교 바움 연구실(Baum Lab)이 주도한 이번 연구는 지난 2014년부터 2016년까지 북미 서부 해안을 중심으로 발생한 해양 폭염의 생태학적 영향을 총 331건의 과학 논문과 정부 보고서를 종합해 분석했다. 해당 기간 동안 태평양 연안의 해수 온도는 역사적 평균 대비 2도에서 최대 6도까지 상승한 상태가 수개월에서 수년간 지속됐다. 보고서에 따르면, 이 해양 폭염으로 인해 최소 240종의 해양 생물이 통상적인 분포 구역을 벗어나 이동했으며, 일부 종은 기존 서식지에서 1000km 이상 북쪽으로 이동한 것으로 나타났다. 북방돌고래(Northern right whale dolphin)와 해양연체동물의 일종인 플라시다 크레모니아나(Placida cremoniana)는 대표적인 예다. 켈프숲 붕괴와 연쇄 생태계 혼란 해수 온도의 급격한 상승은 해양 생태계 구조 전반에 걸쳐 연쇄적 충격을 가했다. 해양 식생의 기반인 켈프숲과 해초밭이 광범위하게 쇠퇴하거나 붕괴되었으며, 성게, 불가사리, 바닷새, 해양 포유류 등 다양한 생물 종에서 대규모 폐사 사건이 관측됐다. 암반 해안 생태계의 핵심 포식자인 '해바라기불가사리(Pycnopodia helianthoides)'는 사실상 멸종에 가까운 상태에 이르렀다. 연구진은 "이와 같은 종 수준의 직접 피해는 먹이망을 따라 연쇄적으로 영향을 미쳤으며, 결과적으로 플랑크톤에서 고래에 이르기까지 생태계 전반이 구조적으로 재편됐다"고 설명했다. 특히 고온으로 유발된 불가사리 괴사병(sea star wasting disease)과 같은 질병은 해양 생태계 불안정을 가속화한 주요 원인 중 하나로 지목됐다. 플랑크톤 군집의 구성 변화와 영양 단계 하위 종들의 질적·양적 감소는 상위 포식자의 생존에도 부정적 영향을 미쳤다. 이러한 현상은 해양 생산성 저하로 이어졌으며, 특히 원양 지역의 생태계 탄력성을 크게 약화시켰다. 수산업 붕괴와 수백억 원대 경제적 피해 해양 폭염은 생태적 충격에 그치지 않고 경제적 피해도 동반했다. 주요 어종의 분포 변화, 서식지 소실, 질병 확산 등으로 인해 북미 연안에서는 여러 어장이 폐쇄됐으며, 이로 인한 수산업 피해는 수억 달러에 달하는 것으로 추산됐다. "기후변화 속 미래 바다의 경고 신호" 해당 연구의 공동 저자이자 해양생태학자인 줄리아 바움(Julia Baum) 교수는 "이번 북동 태평양 해양 폭염은 기후변화가 해양 생태계에 미치는 영향을 여실히 보여주는 사례"라며 "향후 더욱 빈번하고 강도 높은 해양 폭염이 반복될 가능성을 고려할 때, 지금이 바로 생태계 기반의 해양 보전 전략과 기후 대응정책을 마련해야 할 시점"이라고 강조했다. 본 연구는 캐나다 자연과학공학연구위원회(NSERC), 어업·해양청(DFO), 민간 연구재단(Forest Research Foundation) 등의 지원을 받아 수행됐으며, 유엔 지속가능발전목표(SDGs) 13번(기후 행동), 14번(수중 생물 보존)과 연계된 정책적 시사점을 담고 있다. 연구팀은 후속 과제로 다른 지역 해양 폭염 사례에 대한 비교 분석과 함께, 인간 활동이 해양 생태계 복원력에 미치는 영향에 대한 정량적 연구를 이어갈 계획이다. 이번 연구는 「해양학 및 해양생물학: 연례 총설(Oceanography and Marine Biology: An Annual Review)」(2025)에 게재됐다. ◇ 참고 문헌: Ecological Responses to Extreme Climatic Events: A Systematic Review of the 2014–2016 Northeast Pacific Marine Heatwave DOI: 10.1201/9781003589600-2
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[기후의 역습(157)] 해수 온난화가 만든 재앙⋯플랑크톤부터 고래까지 무너졌다
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[기후의 역습(156)] 남극 최대 빙하 균열 가속⋯'스웨이츠 붕괴' 현실화되나
- 세계에서 가장 넓은 빙하로 꼽히는 남극 대륙의 '스웨이츠(Thwaites) 빙하'가 붕괴 임계점에 근접하며 지구 해수면 상승 우려가 다시 고조되고 있다. 미국 펜실베이니아주립대 등 국제 공동연구팀은 NASA 위성 자료를 기반으로 빙붕의 균열을 정밀 추적한 결과, 스웨이츠 빙하의 동쪽 빙붕에서 급속한 균열 확산이 진행 중이며, 빙하의 구조적 안정성이 무너지고 있다고 경고했다고 어스닷컴이 보도했다. 스웨이츠 빙하는 길이 120km(약 80마일)에 달하며, 서남극 해안에서 바다를 향해 거대한 빙붕을 형성하고 있다. 이 빙붕은 해수면에 떠 있지만 육지에 고정되어 있으며, 일종의 '방어벽' 역할을 하며 빙하 전체의 붕괴를 막고 있다. 그러나 이 빙붕이 무너지면 후방의 거대한 빙하가 바다로 유입되며, 전 지구적으로 해수면을 수 미터 상승시킬 수 있다는 것이 과학계의 분석이다. 이번 연구는 2018년부터 2024년까지 NASA의 고정밀 위성 ICESat-2가 수집한 데이터를 기반으로 진행됐다. 연구진은 새로운 알고리즘을 적용해 수직 방향의 빙붕 균열을 고해상도로 시각화하고, 균열의 깊이·위치·형태 등을 3차원으로 분석하는 모델을 개발했다. 논문 공동저자인 슈지에 왕(Sujie Wang) 펜실베이니아주립대 교수는 "빙붕의 균열은 단순한 이론 모델로 설명하기엔 복잡도가 높으며, 실제 관측 데이터에 기반한 분석이 절실하다"고 밝혔다. 연구진은 기존 이론이 놓쳤던 미세한 균열의 형성과 진화를 추적함으로써, 붕괴 징후를 조기에 포착할 수 있는 '사전 경보 시스템' 구축에 진전을 이뤘다고 설명했다. 연구 결과, 스웨이츠 빙붕 동쪽 구간에서 균열이 더 빠르게 진행 중인 반면, 서쪽 구간은 상대적으로 안정적인 것으로 나타났다. 이에 대해 연구팀은 겨울철 이상 고온, 해빙 감소, 해류 변화 등이 영향을 미쳤을 가능성을 제기했지만, 정확한 원인 분석은 향후 추가 연구가 필요하다고 덧붙였다. 균열이 확산되면 얼음의 흐름이 빨라지고, 그로 인해 더 많은 균열이 발생하는 '피드백 루프'가 형성된다. 연구진은 이러한 자기 강화적 불안정성 메커니즘이 빙붕 붕괴를 가속화할 수 있다고 우려했다. 공동저자인 리처드 앨리(Richard Alley) 교수는 "한 번 무너진 빙붕이 다시 자라나는 사례는 없었다"며 "이번 연구는 붕괴 시점을 더 정밀하게 예측할 수 있는 기반을 제공했다"고 말했다. 이번 연구는 2002년 붕괴된 라르센B 빙붕의 사례에서 영감을 받아 진행된 후속 프로젝트다. 당시 라르센B 빙붕은 수년간 누적된 온난화 영향 끝에 단 5주 만에 3200㎢ 규모가 완전히 붕괴됐다. 당시에는 예측 모델이 붕괴 전조를 포착하지 못했지만, 이번 연구는 그러한 한계를 극복하기 위한 새로운 관측 기반 분석법을 제시했다. 연구팀은 또한 향후 남극 전체 빙붕에 대한 분석을 확장하고 있다. 논문 공동저자이자 박사과정 연구원인 황 정루이(Zhengrui Huang)는 위성 자료를 기반으로 40개 이상의 남극 빙붕에서 균열 위치·깊이·형태를 3D로 수집한 데이터베이스를 구축했다. 이 자료는 향후 극지방 빙붕 역학을 연구하는 전 세계 연구자들에게 핵심 관측 자원으로 활용될 예정이다. 황 연구원은 "이번 데이터셋은 남극 빙붕 붕괴 예측을 위한 관측 기반 모델의 정교화에 중요한 역할을 할 것"이라며 "향후 기후 변화에 따른 남극 빙하의 반응을 과학적으로 규명하는 데 기여하길 바란다"고 말했다. 연구진은 향후 계절 기후 변화, 하천 유입, 관광 활동, 해류 모델링 등을 연계해 빙붕 균열의 전개 과정을 정밀 분석할 계획이다. 이번 연구 결과는 국제 지구환경학술지(International Journal of Remote Sensing)에 게재됐다.
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- 포커스온
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[기후의 역습(156)] 남극 최대 빙하 균열 가속⋯'스웨이츠 붕괴' 현실화되나
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[우주의 속삭임(130)] 지구, 7월 22일 '역대 두 번째로 짧은 하루' 맞는다⋯지구 자전 이상 가속 지속
- 지구가 7월 22일, 24시간보다 1.34밀리초(ms, 1밀리초=0.001초) 빠르게 자전을 마치며 올해들어 역대 두 번째로 짧은 하루를 기록할 것으로 예측됐다. 이로써 최근 몇 년간 이어진 지구 자전 속도의 이상 가속 현상이 다시 한 번 확인됐다. 미 과학 전문 매체 스페이스닷컴은 21일(이하 현지시간), 지구의 자전이 1973년 원자시계 도입 이래 가장 빠른 속도로 진행되고 있으며, 올해 7월 10일은 올해 들어 가장 짧은 날로 하루가 통상보다 1.36밀리초 짧은 것으로 측정됐다고 전했다. CNN도 21일 타임 앤 데이트닷컴(timeanddate.com)에서 수집한 국제 지구 자전 및 기준 시스템 서비스(IERRS)와 미국 해군 천문대 데이터에 따르면 22일 역시 1.34밀리초 짧아져, 두 번째로 짧은 하루가 될 전망이라고 전했다. 또한 오는 8월 5일도 예외적으로 짧은 하루가 예상되며 1.25밀리초가 짧을 것으로 예측된다. 하루의 길이는 지구가 자전축을 중심으로 한 바퀴를 완전히 도는 데 걸리는 시간으로, 평균 24시간 또는 86,400초이다. 지구는 본래 달의 조석 마찰로 인해 자전 속도가 느려지고 있었으며, 이는 수십억 년에 걸쳐 하루의 길이를 약 19시간에서 현재의 24시간(86,400초)으로 늘려왔다. 하지만 2020년 이후부터 지구는 오히려 자전 속도를 높이며 잇따라 신기록을 갱신하고 있다. 특히 2024년 7월 5일에는 지구 자전이 기준보다 1.66밀리초 짧아지며 역대 가장 짧은 하루를 기록했다. 이러한 불일치는 장기적으로 컴퓨터나 위성, 통신에 영향을 미칠 수 있기 때문에 과학자들은 1955년 도입된 원자 시계를 사용해 아주 작은 시간 편차도 추적하고 있다. 원자 시계는 시계 내부 의 진공 챔버에 담긴 원자의 진동을 측정 하여 24시간을 최고 정밀도로 계산한다. 이렇게 계산된 시간을 세계 협정시(UTC)라고 하는데, 이는 약 450개의 원자 시계를 기반으로 하며 , 시간 측정의 세계 표준이자 모든 휴대폰과 컴퓨터의 시간 설정 기준이다. 1972년, 수십 년 동안 비교적 완만하게 자전하던 지구의 회전 속도가 원자시계 기준 시간보다 지나치게 늦어지자, 국제 지구 자전 및 기준 좌표 시스템 서비스(IERS)는 협정 세계시(UTC)에 '윤초'를 삽입할 것을 지시했다. 이는 그레고리력과 태양을 기준으로 한 지구 공전 주기 간의 오차를 보정하기 위해 4년에 한 번 2월에 하루를 더하는 윤년 제도와 유사하다. 1972년 이후 UTC에는 총 27회의 윤초가 삽입되었으나, 최근에는 지구 자전 속도가 빨라지는 추세를 보이면서 윤초 삽입 간격이 점차 길어졌다. 1970년대에만 9회의 윤초가 추가되었지만, 2016년을 마지막으로 더 이상의 윤초는 반영되지 않았다. 전문가들은 지구 자전의 이례적 가속 현상의 원인을 아직 명확히 파악하지 못하고 있다. 일부 연구는 북극 빙하의 융해와 해수면 상승에 따른 질량 재분포가 자전 속도에 영향을 미친다고 보았으나, 이는 가속보다는 완화 요인에 가깝다는 분석이다. 보다 유력한 원인으로는 지구 중심부 액체 핵의 회전 감속이 지각 및 맨틀에 각운동량을 재분배해 자전 속도를 높이는 메커니즘이 지목되고 있다. 러시아 모스크바국립대학교의 지구 자전 전문가 레오니드 조토프(Leonid Zotov) 교수는 "현재의 자전 가속은 대기나 해양 모델로는 설명할 수 없으며, 대부분의 과학자들은 그 원인이 지구 내부에 있을 것으로 보고 있다"고 밝혔다. 그는 또한 "지구의 자전은 곧 다시 느려질 가능성이 있으며, 최근의 급가속은 일시적인 현상에 불과할 수 있다"고 전망했다. 이같은 가속 현상이 지속될 경우, 2029년쯤에는 원자시계에서 1초를 줄여야 하는 '마이너스 윤초(negative leap second)'를 최초로 도입할 가능성도 제기된다. 이는 현재 시간 측정 체계에 중대한 기술적·물리적 도전을 안길 수 있는 변화로 평가된다. 지구의 회전은 그 자체로 인류의 시간 체계와 위성항법 시스템, 통신 기술에 큰 영향을 미친다. 따라서 과학자들은 이와 같은 변화의 원인과 향후 흐름을 정밀하게 관찰하며, 지구 내부와 외부 동역학에 대한 이해를 넓히고 있다.
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[우주의 속삭임(130)] 지구, 7월 22일 '역대 두 번째로 짧은 하루' 맞는다⋯지구 자전 이상 가속 지속
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[기후의 역습(154)] 북대서양 폭풍 '노이스터', 80년간 20% 더 파괴적⋯기후변화 영향 가시화
- 미국 동부 해안을 중심으로 발생하는 북대서양 폭풍 '노이스터(Nor'easter)'가 지난 80년 동안 약 20% 더 강력해졌다는 연구 결과가 나왔다. 지구 온난화로 인해 해수 온도가 상승하고 대기 중 수증기 보유량이 증가하면서, 이들 강력한 외열대성 저기압(Extratropical Cyclone)의 위력이 점차 커지고 있다는 분석이다. 지난 17일(현지시간) 라이브사이언스에 따르면 미국 펜실베이니아대학 마이클 만 교수 연구팀은 기후 자료에 사이클론 추적 알고리즘을 적용해 1940년부터 현재까지 900건의 노이스터를 분석했다. 그 결과, 전체 평균 강도에는 뚜렷한 변화가 없었지만, 가장 강력한 상위 1% 폭풍의 경우 최고 풍속이 69mph(시속 약 111km)에서 74mph(약 119km)로 증가한 것으로 나타났다. 연구진은 이 수치가 단순한 풍속 상승에 그치지 않고, 약 20%의 파괴력 증가로 이어진다고 밝혔다. 해당 논문은 지난 7월 14일 미국국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다. 연구진은 "강력한 노이스터가 더욱 빈번해질 가능성은 해안 침수, 눈 폭풍, 한랭 공기 유입 등 동부 해안 지역의 삶과 인프라에 심각한 영향을 줄 수 있다"고 경고했다. 실제로 노이스터는 매년 가을부터 이듬해 봄 사이 자주 발생하며, 보스턴, 뉴욕, 워싱턴D.C. 등 인구 밀집 지역을 관통해 심각한 피해와 사회적 혼란을 유발하는 경우가 많다. 대표적인 사례로는 1991년 '퍼펙트 스톰(Perfect Storm)', 1993년 208명의 사망자를 낸 '세기의 폭풍(Storm of the Century)', 2010년의 '스노마게돈(Snowmageddon)', 2018년 1월의 폭설 등이 있다. 연구팀은 이처럼 초강력 폭풍이 증가하는 배경으로 기후변화에 따른 해수면 온도 상승과 대기의 수증기 보유 능력 증가를 지목했다. 이는 더 많은 수분이 응축되어 강수량을 높이고, 폭풍의 에너지 공급을 강화한다는 것이다. 더 강력한 북동풍은 미국 동부 해안 내륙 지역에서 겨울철 한파 발생 가능성을 높일 수 있다. 북일리노이대 앨리슨 미카엘리스 교수는 이번 연구가 "역사적 노이스터 추세에 대한 중요한 통찰을 제공한다"며, "동부 해안 지역의 해수면 상승 및 침수 위험이 실질적으로 커질 수 있다"고 평가했다. 다만, 일부 기후학자들은 북극 온난화로 인해 극지방과 아열대 간 온도 차가 줄어들면서, 외열대성 저기압의 전체 빈도는 감소할 것으로 예측한다. 그러나 강도 변화에 대해서는 의견이 분분한 상황이다. 스토니브룩대학 해양대기과학부 에드먼드 창 교수는 "이번 연구는 기존 기후 모델이 예측한 시점보다 더 이른 시기에 강한 폭풍 증가 현상이 나타나고 있음을 시사한다"며, 미래 폭풍 리스크에 대한 재검토가 필요하다고 밝혔다. 연구진은 보고서 말미에서 "앞으로 1993년 '세기의 폭풍'이나 2010년 '스노마게돈'과 같은 초강력 노이스터 발생 가능성이 커지고 있다"며 "심각한 해일, 대설, 극단적 한파에 대한 체계적인 대응 전략 마련이 시급하다"고 강조했다.
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[기후의 역습(154)] 북대서양 폭풍 '노이스터', 80년간 20% 더 파괴적⋯기후변화 영향 가시화
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[기후의 역습(153)] 지구 온난화에도 겨울 한파가 줄지 않는 이유는?
- 기후변화로 지구가 전반적으로 따뜻해지고 있음에도 불구하고, 북반구 겨울철 한파는 사라지지 않고 있다. 오히려 북미 지역에서는 최근 10년 사이 극심한 추위가 더 서쪽으로 이동하고 있다는 분석이 나온다고 어스닷컴이 보도했다. 미국 매사추세츠대학교 로웰 캠퍼스와 예루살렘 히브리대학, 매사추세츠공과대학(MIT) 공동 연구진은 최근 발표한 논문에서, 성층권 상공에서 발생하는 북극 소용돌이(polar vortex, 폴라 보텍스)의 형태와 위치 변화가 북미 지역 한파 발생과 밀접하게 연결돼 있다고 밝혔다. 해당 연구는 과학저널 '사이언스 어드밴스(Science Advances)'에 게재됐다. 대기 상층의 변화, 지상의 기온을 바꾼다 연구진은 성층권 내 북극 소용돌이, 즉 '성층권 북극 소용돌이(Stratospheric Polar Vortex, SPV)'의 형태와 강도가 지상 기온과 폭설에 미치는 영향을 분석했다. 특히 SPV의 두 고도 층에서 각각 다른 형태로 나타날 수 있으며, 그 미세한 차이가 겨울철 강추위의 위치와 시기를 결정짓는 요인이 된다는 점에 주목했다. 연구진은 기계학습 기반 클러스터링 기법(K-평균 알고리즘)을 통해 SPV의 대표적 형태를 다섯 가지 유형으로 분류했고, 이 중 두 유형(P2, P3)이 극심한 한파 및 폭설과 유의미한 상관관계를 보였다. 한파 유발하는 두 가지 소용돌이 패턴 P2 유형은 북극 중심에 강한 소용돌이가 형성되며 하층 대기에서 소용돌이가 장축 형태로 늘어진 구조를 보인다. 이 경우, 알래스카와 시베리아 상공에서 성층권 행성파가 반사되며, 냉기가 북서부 미국 전역으로 확산되기 쉬운 조건을 만든다. 반면, P3 유형은 소용돌이의 중심이 북대서양 방향으로 이동한 상대적으로 약한 패턴으로, 성층권 파동이 아시아와 북태평양 상공에서 반사되며 한파가 중부와 동부 지역으로 집중된다. 연구진은 이 두 유형이 2021년 텍사스 대정전과 같은 극한 기상 현상의 원인일 수 있다고 분석했다. 엘니뇨·라니냐 등 열대 해양 순환이 결정적 영향 이러한 성층권의 소용돌이 패턴은 단순히 북극 상공의 기압 구조뿐 아니라, 태평양 해수면 온도와 같은 열대 해양 순환에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. P2 유형은 라니냐(La Niña) 발생기와 동반되기 쉽고, P3 유형은 엘니뇨(El Niño) 시기에 자주 나타난다. 또한, 성층권 내 장주기 순환인 QBO(준이년 진동)의 서풍 단계, 북극진동(AO)의 음의 국면 등과도 연계된다는 분석이다. '추위가 옮겨간다'…최근 10년간 서쪽으로 이동한 냉기 과거에는 겨울철 강한 냉기가 미국 중동부 지역에 집중됐지만, 최근 10년간은 북서부 지역에서 강력한 한파가 빈번하게 발생하고 있다. 연구진은 이러한 변화가 P2 유형의 증가와 일치한다고 설명했다. 실제로 연구진이 사용한 rAWSSI(한파·적설·강설 종합지수)에 따르면, P3 유형은 미 중동부에서 가장 심한 기상 조건을 유발했고, P2 유형은 북서부 지역에 집중된 한랭과 폭설을 유도했다. 이러한 유형 변화는 곧 한파의 지리적 이동 경로와 시기를 설명하는 중요한 단서가 된다. 예측 정밀도 향상 기대…성층권 감시의 중요성 커져 이번 연구는 단순히 지상 기온만을 분석한 것이 아니라, 성층권 내 파동 활동, 해양 순환, 적설량 등을 통합적으로 고려한 점에서 기존 연구보다 예측력 면에서 한층 진일보한 분석으로 평가된다. 연구진은 "극한 한파는 앞으로도 계속해서 반복될 것이며, 다만 그 발생 위치가 점차 서쪽으로 이동할 수 있다"며 "성층권의 움직임과 해양 이상 기류의 연계를 지속적으로 관찰할 경우, 2~3주 전 미리 한파를 예측할 가능성도 열릴 것"이라고 밝혔다. 기후위기 속 '예외적 한파'의 과학적 설명 일반적으로 기후변화는 겨울을 점차 온화하게 만들 것이라는 기대가 존재하지만, 이번 연구는 그와는 반대되는 기류를 설명한다. 지구 평균기온이 상승하더라도, 북극 소용돌이의 비정상적인 변화와 성층권 반사파동이 복합 작용하면 여전히 극한의 추위가 일어날 수 있다는 것이다. 기후위기는 단순한 온도 상승 이상의 복잡한 양상으로 진행되고 있다. 일부 지역에서는 더 강력한 한파가, 다른 지역에서는 건조와 이상 고온이 동시에 발생할 수 있다. 이 연구는 미국 국립과학재단(NSF), 미국-이스라엘 양국 과학재단(BSF), 에너지부(DOE), 해양대기청(NOAA)의 지원을 받아 진행됐다. 연구진은 향후 기후모델에 SPV 및 해양 순환 변화 요소를 통합함으로써, 계절 예보와 재해 대응에 실질적 기여를 할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
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[기후의 역습(153)] 지구 온난화에도 겨울 한파가 줄지 않는 이유는?
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[ESGC] 대서양 나노플라스틱 오염, 기존 추정치 훌쩍 넘어⋯'보이지 않는 공포'
- 대서양에 나노플라스틱이 무려 2700만톤이나 떠다니고 있는 것으로 밝혀졌다. 유럽 연구진이 북대서양 전역에서 해수 샘플을 채취해 분석한 결과, 인간 눈에 보이지 않을 정도로 미세한 '나노플라스틱'이 해양 전반에 광범위하게 퍼져 있으며, 특히 수면 근처와 유럽 해안 인근에서 고농도로 발견됐다. 해당 연구 결과에 대해서는 사이멕스(scimex), 유렉얼랏, 뉴욕타임스 등 다수 외신이 10일 보도했다. 해당 내용은 국제학술지 '네이처(Nature)'에 최근 게재됐다. 유렉얼럿에 따르면 로열 네덜란드 해양연구소(NIOZ)와 위트레히트 대학교가 시행한 연구는 해양 나노플라스틱 양에 대한 최초의 추정치를 제공한다. 이번 조사는 NIOZ와 위트레히트 대학교를 포함한 공동 연구팀이 북대서양 12개 지점에서 다양한 수심에서 채취한 해수 시료를 분석하는 방식으로 진행됐다. 그 결과, 수면에서 10미터 깊이의 해수 1세제곱미터(m³)당 평균 18.1밀리그램의 나노플라스틱이 포함된 것으로 나타났으며, 유럽 해안 인근의 샘플에서는 이보다 높은 25밀리그램의 농도가 측정됐다. 해저 부근에서는 평균 5.5밀리그램 수준이었다. NIOZ 연구원이자 위트레흐트 대학교 지구화학 교수인 헬게 니만은 "해수에 나노플라스틱이 존재한다는 것을 보여주는 논문이 몇 편 있었지만, 지금까지 그 양을 추정할 수 없었다"며 해양 과학자들과 위트레흐트 대학교의 대기 과학자 두샨 마테리치(Dušan Materić) 박사의 지식이 힘을 합쳐 이 최초의 추정치를 얻을 수 있었다고 밝혔다. 연구를 이끈 두샨 마테리치 박사팀은 특히 북대서양 수면 10미터 이내에 존재하는 나노플라스틱의 총량이 2,700만 톤에 이를 것으로 추정했다. 이는 그간 전 세계 바다 전체에 존재하는 것으로 여겨졌던 나노플라스틱 양과 비슷한 수준으로, 해양 오염에 대한 기존 추정이 매우 심하게 과소평가됐을 수 있음을 시사한다. 나노플라스틱은 지름이 1마이크로미터(1μm, 1000분의 1mm) 이하인 미세한 플라스틱 조각으로, 바다에서 자외선과 파도 등의 물리적 작용으로 만들어진다. 일반적인 미세플라스틱과 달리 생물학적 장벽을 쉽게 통과할 수 있어 어류 등 해양 생물체 내에 축적될 가능성이 높다. 연구진은 "나노플라스틱이 해양 생태계에 가장 심각한 위협이 될 수 있다"며 "대서양에 축적된 플라스틱 질량 중 대부분은 나노 수준일 가능성이 높다"고 분석했다. 니만과 동료들은 예를 들어 1마이크로미터 이하의 크기로 아직 발견되지 않은 다양한 종류의 플라스틱에 대한 추가 연구를 수행할 계획이다. 니만은 "예를 들어, 나노플라스틱에서 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌은 발견되지 않았다. 이 연구에서 다른 분자에 의해 가려졌을 가능성이 있다. 또한 나노플라스틱이 다른 바다에도 풍부한지 알고 싶다. 그럴 가능성은 있지만, 아직 증명되지 않았다"고 덧붙였다. 니만은 바닷물 속 나노플라스틱의 양이 중요한 미비점이었지만, 이제는 아무런 조치도 취할 수 없다고 강조했다. 그는 "바닷물에 존재하는 나노플라스틱은 결코 정화될 수 없다. 따라서 이 연구의 중요한 메시지는 적어도 플라스틱으로 인한 환경 오염을 막아야 한다는 것"이라고 말했다. 이번 연구는 해양 플라스틱 문제의 양적·질적 위협을 동시에 드러낸 사례로 평가된다. 시각적으로 확인하기 어려운 나노 단위 오염물질이 해양 생물과 먹이사슬, 나아가 인간 건강에도 영향을 미칠 수 있다는 점에서 향후 보다 정밀한 모니터링과 국제적 규제 논의가 요구된다.
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[ESGC] 대서양 나노플라스틱 오염, 기존 추정치 훌쩍 넘어⋯'보이지 않는 공포'
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[기후의 역습(152)] "빙하 녹으면 화산 폭발 급증"⋯지구 온난화 '숨은 재앙' 드러나
- 지구온난화로 인한 빙하 해빙이 장기적으로 화산 분화 가능성을 높일 수 있다는 연구 결과가 발표됐다고 인사이드 클라이밋 뉴스가 7일(현지시간) 보도했다. 특히 남극과 같은 고위도 지역에서 해빙이 화산 활동을 촉진하고, 이로 인한 분화가 다시 기후에 영향을 주는 '피드백 루프'가 발생할 수도 있다는 우려가 제기됐다. 미국 위스콘신대학교 브래드 싱어(Brad Singer) 교수 연구팀은 칠레 안데스 산맥에 위치한 여섯 개 화산에서 수집한 암석의 지화학 분석을 통해, 마지막 빙하기 이후 빙하가 사라지며 화산 활동이 증가한 사실을 규명했다. 이 연구는 미국 국립과학재단(NSF) 지원으로 진행됐으며, 7일 체코 프라하에서 열린 과학 학술회의에서 공개됐다. 싱어 교수는 "두꺼운 빙하가 화산의 '뚜껑' 역할을 하다가, 얼음이 녹으면서 갑작스럽게 내부 압력이 해소돼 분화가 발생할 수 있다"며, "빙하가 사라지자마자 분출 빈도뿐 아니라 용암의 화학 조성에도 뚜렷한 변화가 관측됐다"고 밝혔다. 그는 이를 "콜라 병이나 샴페인 병의 뚜껑을 열었을 때와 비슷한 현상"이라고 설명했다. 빙하기 절정기인 약 1만4000년~2만 년 전, 빙하 아래에 갇힌 마그마는 실리카가 풍부한 결정 구조를 형성하며 기체를 가두었고, 이는 폭발적 분화를 유발하는 요인이 됐다고 연구진은 분석했다. 당시의 화산재는 수 킬로미터 상공까지 분출돼 성층권에 도달했을 가능성도 있는 것으로 추정된다. 특히 연구진은 남극 서부 빙상 아래 존재하는 100개 이상의 화산에도 주목했다. 해당 지역은 이미 해수 온난화로 인해 하부에서 떠받치는 빙붕이 녹고 있으며, 지각에 균열이 있는 화산 지대가 존재할 가능성이 크다고 지적했다. 싱어 교수는 "이런 지역에서 빙하가 급격히 사라질 경우, 화산 활동이 빠르게 증가할 수 있다"며 "화산이 빙하 아래에서 분출하면 하부에서 빙하를 녹이며 해수면 상승을 가속화할 수 있다"고 경고했다. 공동연구자인 파블로 모레노 야에거(Pablo Moreno-Yaeger)는 "얼음은 마치 뚜껑처럼 작용해 화산 내부의 마그마 조성을 바꾸고, 빙하가 사라지면 더 폭발적인 분화로 이어질 수 있다"고 덧붙였다. 실제로 아이슬란드에서는 1970년대부터 빙하와 화산의 상관관계에 대한 연구가 진행되어 왔으며, 2016~2017년에는 카틀라(Katla) 화산에서 하루 최대 2만 4000톤의 이산화탄소가 분출된 것으로 측정됐다. 이는 아이슬란드 전체 화산 이산화탄소 배출량 추정치를 웃도는 수치다. 또한 해빙으로 인해 방출되는 대규모 담수의 중량은 지각에 수압을 가중시켜 지진 활동까지 유발할 수 있다는 연구도 나왔다. 2024년 발표된 논문에 따르면, 댐 수위가 높을 때 지진 발생 가능성이 증가하듯, 해수면 상승도 지진을 유발할 수 있는 요소다. 영국 옥스퍼드대학교의 화산학자 데이비드 파일(David Pyle)은 이번 연구에 대해 "기후 변화에 따른 빙하 질량 변화와 화산 활동 사이의 연계를 뒷받침하는 중요한 증거"라고 평가했다. 한편, 안데스 화산들의 경우 빙하 해빙 이후 수천 년의 시차를 두고 화산 활동이 증가한 것으로 나타나, 이런 변화가 즉각적이지는 않다는 점도 강조됐다. 싱어 교수는 "화산 폭발 시점은 예측하기 어렵지만, 해빙이 이어질수록 더 많은 화산이 깨어날 가능성은 분명하다"며 "화산 분출이 다시 얼음을 녹이고, 그로 인해 해수면이 상승하는 '부정적 피드백 루프'가 현실이 될 수 있다"고 경고했다.
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[기후의 역습(152)] "빙하 녹으면 화산 폭발 급증"⋯지구 온난화 '숨은 재앙' 드러나
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[신소재 신기술(184)] 세계 최초 하루 200톤 수소 생산 SMR 시뮬레이터, 미국서 가동
- 미국이 원자력을 활용한 대규모 수소 생산의 실현 가능성을 입증하는 세계 최초의 시뮬레이터를 공개했다. 소형모듈원자로(SMR) 전문기업 누스케일파워(NuScale Power)는 GSE 솔루션즈(GSE Solutions)와 협력해 하루 200톤 이상 수소 생산이 가능한 고온 수전해 시스템을 통합한 원자로 시뮬레이터를 미국 오리건주 코발리스 본사에 구축했다고 지난 2일(현지시간) 밝혔다. 과학기술 전문매체 인터레스팅엔지니어링에 따르면 이 시뮬레이터는 단순한 개념적 모델이 아니라 실시간으로 작동하며, SMR에서 생성된 고온 증기를 활용한 수소 생산 공정 전반을 정밀하게 재현한다. 이를 통해 원자력을 기반으로 한 탈탄소 산업 솔루션의 실증과 전문 인력 양성이라는 이중 목적을 동시에 추구한다. 시뮬레이터에는 GSE의 'JTopmeret' 및 '제이로직(JLogic)' 등 고도화된 디지털 도구가 적용돼, 원자로와 수소 생산 공정 간의 열역학 및 공정 상호작용을 전범위적으로 구현한다. 핵심 기술은 '가역형 고체산화물 연료전지(RSOFCs)'로, 전기·수소·담수 생산을 동시에 수행할 수 있는 이중 기능 시스템이다. 이를 통해 누스케일은 전력 외에도 수소, 담수 등 다양한 청정 자원을 동시에 공급할 수 있는 멀티에너지 플랫폼 구축을 목표로 한다. 이번 개발은 향후 SMR이 단순한 전력 공급원이 아닌 수소경제 및 청정 연료 생산의 중심축으로 재정의될 수 있음을 시사한다. 누스케일 측은 "SMR의 안정적인 출력 특성은 간헐적인 재생에너지와 달리 고온 수전해 방식에 적합한 운전 조건을 제공한다"고 밝혔다. 그동안 재생에너지가 주도해온 녹색수소 생산에서 SMR이 새로운 대안으로 부상할 수 있는 배경이다. 누스케일은 해당 시뮬레이터를 대학 및 산업계에 개방해 운전 인력 양성과 커리큘럼 개발에 활용할 계획이다. 실제 현장 운영 환경에 근접한 교육 시스템은 수소 분야에서도 드물며, 원자력과의 통합은 유례없는 시도다. 이를 통해 통합 원자력-수소 생산 플랫폼을 운영할 전문 인력 생태계를 조성하겠다는 구상이다. 한편, 누스케일은 SMR의 응용 범위를 지속적으로 확장 중이다. 앞서 열린 세계석유화학회의(WPC)에서는 누스케일파워모듈(NPM) 1기만으로도 역삼투 방식으로 하루 1억 5000만 갤런의 담수 생산이 가능하며, 온실가스 배출 없이 12기 구성 시 약 230만 명의 식수를 제공하고 40만 가구에 전력을 공급할 수 있다는 연구 결과를 발표한 바 있다. 또한 미국 에너지부 산하 태평양북서국립연구소(PNNL)와의 공동 연구를 통해 해수담수화 부산물인 염수를 수소 원료로 전환하는 수열화학 공정도 개발 중이다. 이로써 담수화와 수소 생산을 연계한 폐자원 활용형 순환 에너지 시스템 구축에도 박차를 가하고 있다. 이번 시뮬레이터의 구축은 단순한 기술 시연을 넘어, SMR 기반 다중 에너지 생산 체계를 실증하고 글로벌 분산형 청정 에너지 수요에 대응할 수 있는 솔루션으로서의 가능성을 제시했다는 점에서 주목된다. SMR이 수소경제와 산업 탈탄소화, 물 부족 해결 등 복합 위기를 동시에 해결할 수 있는 핵심 인프라로 떠오르고 있다.
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[신소재 신기술(184)] 세계 최초 하루 200톤 수소 생산 SMR 시뮬레이터, 미국서 가동
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[기후의 역습(150)] 남극해, 해수 염분 상승·해빙 급감⋯수십 년간 이어지던 담수화 추세 급반전
- 지구 최남단 바다인 남극해(Southern Ocean)에서 해수 표면의 염분 농도가 상승하고 해빙(海氷)이 빠르게 줄어드는 등 기후 시스템의 급격한 변화가 확인됐다. 수십 년간 지속돼온 표면 담수화 현상이 최근 들어 정반대로 전환되면서, 해양·기후 전문가들 사이에 우려가 커지고 있다. 지난 6월 30일(현지시간) 웹사이트 Phys.org에 따르면 영국 사우샘프턴대학교가 주도한 연구진은 유럽 위성 자료와 수중 로봇 부이(Argo float)를 활용해 남위 50도 이남의 해역에서 표층 염분이 갑작스럽게 증가하고 있다는 사실을 밝혀냈다. 이러한 변화는 2015년 이후 남극 해빙이 그린란드 면적에 해당하는 범위만큼 사라진 현상과 병행해 나타나고 있다. 해당 연구 결과는 6월 30일 미국국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)'에 게재됐다. 남극 해빙 감소는 지구 전체에 걸쳐 영향을 미친다. 얼음이 녹으면서 해양에 저장된 열이 대기로 더 많이 방출되어 폭풍의 횟수와 강도가 증가하고 지구 온난화가 가속화된다. 이로 인해 육지는 폭염이 발생하고 남극 빙상은 더욱 많이 녹아 지구 해수면 상승하는 악순환이 이어진다. 연구를 이끈 사우샘프턴대 알렉산드로 실바노 박사는 "해수 표면이 염분을 머금을수록 심해의 열이 상층부로 쉽게 이동하게 되며, 이는 해빙 하부를 녹여 해빙을 더욱 빠르게 줄어든다"며 "이러한 순환은 일정의 위험한 피드백 고리로 작용한다"고 설명했다. 이번 연구에서는 남극 웨델해(Weddell Sea)의 '모드 라이즈 폴리냐(Maud Rise Polynya)' 재출현도 주목됐다. 폴리냐는 해빙에 둘러싸인 해역에 갑작스럽게 열리는 거대한 바다 구멍으로, 최근 그 면적은 웨일스의 4배에 달하는 규모로 확인됐다. 이는 1970년대 이후 처음 있는 일이다. 전통적으로 남극해 표면은 차고 담수화된 물이 상층을 이루고, 아래에는 따뜻하고 염분이 높은 심층수가 자리하는 수직 구조를 갖는다. 겨울철에는 표면이 냉각되고 해빙이 형성되면서 수층 간 밀도 차이(성층 구조)가 강화되고, 이는 심층수의 상층 이동을 차단해 해빙 유지에 유리한 조건을 만들어 왔다. 그러나 최근 관측에 따르 면 표층 염분이 높아지면서 성층 구조가 약화되고, 해빙은 2016년 이후 여러 차례 사상 최저 수준을 기록했다. 연구진은 이러한 변화가 예측보다 빠르게 전개되고 있으며, 기존 기후 모델들이 남극 해빙의 변화 양상을 충분히 설명하지 못하고 있다고 지적했다. 앞서 지적했듯이 남극 대륙은 2015년 이후 그린란드 크기의 해빙을 잃었다. 이 해빙은 다시 회복되지 않았으며, 이는 지난 10년 동안 지구 환경 변화 중 가장 큰 규모이다. 논문 공동저자인 아디티야 나라야난 박사는 "인위적 기후 변화가 장기적으로는 남극 해빙 감소를 유도할 것으로 예상됐지만, 이처럼 갑작스럽고 규모가 큰 전환은 예상하지 못했다"며 "해빙은 태양 복사를 반사하는 역할을 해왔기에, 이 같은 감소는 전 지구적 온난화 속도를 더 빠르게 할 수 있다"고 밝혔다. 알베르토 나베이라 가라바토 사우샘프턴대 교수 역시 "이러한 발견은 기존의 기후 예측 역량이 아직 충분치 않음을 보여준다"며 "위성과 현장 관측을 통한 지속적인 모니터링의 중요성이 그 어느 때보다 커졌다"고 강조했다. 이번 연구는 미국과 영국의 다학제 협력 프로젝트로 수행됐으며, 남극 해양-빙권 시스템의 실시간 변화 양상을 분석해 향후 전 지구적 기후 변화의 이해도를 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.
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[기후의 역습(150)] 남극해, 해수 염분 상승·해빙 급감⋯수십 년간 이어지던 담수화 추세 급반전
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작년 식품 수입 1,938만t⋯옥수수 수입 1,000% 넘게 급증
- 작년 국내에 수입된 식품이 164개국에서 총 1938만t으로, 전년보다 5.4% 증가한 것으로 나타났다. 식품의약품안전처는 30일, 2024년 기준 식품 수입 건수가 84만6000여 건, 금액은 357억 달러에 달해 각각 6.8%, 2.7% 증가했다고 밝혔다. 수입 상위국은 미국, 중국, 호주였으며 전체 물량의 절반 이상을 차지했다. 특히 미국산 옥수수 수입량은 우크라이나 등 수입국의 생산 차질로 전년 대비 1070.7% 급증했다. 전체 수입식품 중 밀, 대두, 바나나 등 원료성 식품 비중이 높았고, 수입 부적합 판정 건수는 총 1454건으로 전체의 0.17%였다. [미니해설] 식품 수입 1,938만t 시대…미국산 곡물·중국산 김치 수입 확대 국내 식품 수입이 1년 만에 반등하며 작년 한 해 164개국으로부터 1938만t이 반입된 것으로 나타났다. 이는 전년 대비 5.4% 증가한 수치로, 물량·건수·금액 모두 증가세로 전환됐다. 식품의약품안전처가 30일 발표한 자료에 따르면, 2024년 국내 수입식품은 84만6000건, 357억 달러 규모로, 건수 기준 6.8%, 금액 기준 2.7% 늘었다. 전체 수입물량의 52.6%는 미국(밀, 대두 등), 중국(김치, 정제소금), 호주(밀, 식품 원료) 3개국이 차지했다. 특히 미국산 옥수수 수입은 48만t으로 전년 대비 1070.7% 폭증했다. 이는 우크라이나(−16.0%)와 루마니아(−71.3%)산 수입 급감에 따라 미국산으로 대체된 영향으로 분석됐다. 전체 수입 품목 2369개 중 상위 5개는 밀, 정제과정을 요하는 식품 원료, 옥수수, 대두, 바나나로, 이들만 900만t(46.4%)을 차지해 원료성 식품 중심의 수입 구조가 여전한 것으로 나타났다. 품목군별로는 농·임산물(900만4000t, 46.5%)이 가장 많았고, 가공식품(664만7000t, 34.3%), 축산물(180만5000t, 9.3%), 수산물(90만1000t, 4.6%) 등이 뒤를 이었다. 농산물 중 배추, 파, 당근 등 신선농산물은 국내 공급부족과 가격 상승 여파로 전년 대비 15.9% 증가한 124만t이 수입됐다. 축산물에서는 스페인산 돼지고기 수입이 17.1% 감소한 반면, 독일(4,600%), 브라질(91.7%), 미국(18.0%) 등에서는 수입량이 큰 폭으로 늘었다. 이는 해당국의 생산 증가 및 가격 인하의 영향으로 풀이된다. 수산물 중에서는 노르웨이산 냉동 고등어(−7.3%)와 페루산 냉동 오징어(−63.3%)가 해수 온도 변화에 따른 현지 생산량 감소로 수입이 줄었다. 가공식품 분야에서는 김치 수입이 전년 대비 8.7% 증가해 31만2천t으로 4년 연속 증가세를 기록했다. 이 중 99.9%는 중국산이었다. 반면, 건강기능식품은 전자상거래 확산과 해외직구 증가로 4.2% 감소했으나, 국산 건강기능식품의 수출은 매년 10% 이상 증가하고 있는 것으로 집계됐다. 수입식품에 대한 안전성 검사 결과, 68개국 292개 품목, 총 1454건(7352t)이 부적합 판정을 받아 국내 반입이 차단됐다. 전체 수입 건수 대비 부적합률은 0.17% 수준이다. 국가별로는 중국, 베트남, 미국, 태국, 인도 순으로 부적합 사례가 많았으며, 이들 5개국의 사례가 전체의 64.6%를 차지했다. 부적합 품목은 폴리프로필렌(용기·포장), 과자, 과채가공품, 캔디류, 금속제 제품 등이 많았다. 주요 사유는 기준·규격 위반(31.4%), 식품첨가물 사용기준 위반(20.2%), 농약 잔류허용기준 초과(17.2%), 미생물 기준 초과(12.5%), 중금속 기준 초과(4.2%) 등으로 나타났다. 특히 식품첨가물 위반은 전년 대비 51.5% 급증했다. 이번 자료는 수입식품 안전관리를 강화함과 동시에 국내 식량안보와 공급망 안정성을 되짚는 계기로 평가된다. 국제 곡물시장 불안정성과 기후위기에 대응하기 위해 주요 수입 품목의 다변화 및 국내 생산기반 확충의 필요성도 함께 제기되고 있다.
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작년 식품 수입 1,938만t⋯옥수수 수입 1,000% 넘게 급증
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[신소재 신기술(182)] 스위스 연구진, CO₂ 흡수하는 생체 건축 소재 개발
- [신소재 신기술(182)] CO₂ 흡수하는 생체 건축 소재, 스위스 연구진 개발 스위스 연구진, CO₂ 흡수하는 광합성 '생체 건축 소재' 개발…건축 외피 활용 가능성 제시 스위스 연방취리히공과대학(ETH 취리히) 연구진이 대기 중 이산화탄소(CO₂)를 흡수해 고체 무기물로 전환하는 광합성 기반 '생체(living) 소재'를 개발해 주목받고 있다. 이 소재는 향후 건축물 외벽에 적용돼 건축물 자체가 탄소를 흡수·저장하는 구조물로 기능할 가능성을 제시한다. 과학 기술 전문 매체 라이브사이언스에 따르면 이 소재는 청록색조류(시아노박테리아, cyanobacteria)를 고수분 젤(hydrogel) 기반의 3D 프린팅 소재 내부에서 배양한 구조로, 빛, 물, CO₂를 흡수해 산소와 유기물을 생성하는 광합성 기능을 갖췄다. 특히, 칼슘 및 마그네슘 등 영양분이 공급될 경우, CO₂를 흡수해 탄산염 결정체(예: 석회석)로 전환해 무기 탄소 형태로 고정하는 특성이 있다. ETH 취리히 고분자공학과 마크 티빗(Mark Tibbitt) 교수는 "이 소재는 바이오매스뿐 아니라 무기질 형태로도 탄소를 저장할 수 있어, 건축물의 외피에 적용될 경우 건물 자체가 탄소저장고 역할을 할 수 있다"고 설명했다. 실험에 따르면, 해당 소재는 400일 동안 CO₂를 지속적으로 흡수해 1g당 약 26mg의 이산화탄소를 고정하는 성과를 냈다. 이는 기존의 생물학적 탄소 포집 방식보다 효율성이 높은 것으로 평가된다. 소재는 시간이 흐를수록 구조가 단단해지고 색도 짙어지며, 초기에는 젤 형태였지만 무기질 격자가 형성되며 기계적 강도가 증가하는 것으로 나타났다. 연구진은 이러한 자가 강화 성질이 건축 재료로의 적용 가능성을 뒷받침한다고 분석했다. 해당 연구는 4월 23일자 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재됐다. 이 소재의 기반은 다공성 하이드로겔로, 내부에서 청록색조류가 광합성을 지속할 수 있도록 빛과 기체 투과성을 확보한 구조다. 연구팀은 해수 성분의 인공 용액으로 영양분을 공급해 광합성과 무기화 반응이 동시에 이뤄지는 조건을 조성했고, 가장 적합한 생존 환경을 구현하기 위해 다양한 3D 구조를 실험했다. 공동 연구자인 ETH 취리히 박사과정 연구원 이판 추이(Yifan Cui)는 "시아노박테리아는 지구상에서 가장 오래된 생명체 중 하나로, 미약한 빛만으로도 이산화탄소와 수분을 활용해 바이오매스를 생성할 수 있다"고 밝혔다. 향후 연구는 해당 소재를 실제 건물 외피에 적용하기 위한 영양분 공급 방식과 유전적 개량을 통한 광합성 효율 제고 방안 등에 초점을 둘 예정이다. 특히 연구진은 베니스 비엔날레 건축 전시회에서 이 소재를 1년간 최대 18kg의 CO₂를 흡수하는 나무 모양의 구조물로 구현해 시연한 바 있다. 티빗 교수는 "이번 생체 소재는 저에너지·친환경적 탄소 고정 방식으로, 기존의 화학적 포집 기술을 보완할 수 있는 가능성을 갖고 있다"며 "도시 환경에서의 탄소저감 수단으로 충분한 잠재력을 지닌다"고 덧붙였다.
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[신소재 신기술(182)] 스위스 연구진, CO₂ 흡수하는 생체 건축 소재 개발
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[우주의 속삭임(124)] NASA 화성 탐사 로버, '거미줄'처럼 얽힌 광물 구조물 첫 근접 촬영 성공
- 미국 항공우주국(나사·NASA)의 화성 탐사 로버 '큐리오시티(Curiosity)'가 화성 지표에서 '거미줄'처럼 얽힌 광물질 암석 구조물의 첫 근접 사진을 촬영했다. 과학자들은 이 구조물이 화성의 고대 수환경과 과거 생명체 존재 가능성을 밝히는 단서가 될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이번에 촬영된 구조물은 '박스워크(Boxwork)'라 불리며, 광물질이 교차하며 형성한 지그재그 형태의 능선이다. NASA는 해당 구조물이 고대 지하수가 암석 틈을 따라 흐르면서 남긴 광물 침전물이 굳어 형성된 것으로 보고 있다. 이후 수억 년에 걸친 강한 화성 바람에 의해 주변 암석은 침식됐지만, 상대적으로 단단한 광물질 능선은 남아 현재와 같은 형태가 드러난 것으로 분석된다. 이러한 박스워크는 지구에서도 동굴 내에서 드물게 관찰되는 지질 구조로, 종유석이나 석순과 유사한 방식으로 생성된다. 다만 화성에서는 그 규모가 훨씬 크며, 위성 관측 기준으로 최대 20km에 달하는 영역에 걸쳐 분포한다. 큐리오시티 로버는 현재 게일 크레이터 중심부에 위치한 해발 5.5km 높이의 샤프산(Mount Sharp) 사면에서 이 박스워크 지대를 탐사 중이다. 해당 지역은 산 전체에서도 유일하게 이 구조물이 분포하는 지역으로, NASA는 이를 과학적으로 중요한 목표 지역으로 삼아 2024년 11월부터 접근을 시작했고 2025년 6월 초 본격적인 관측에 돌입했다. NASA는 2025년 6월 23일, 박스워크 지형의 근접 사진을 공개하고, 탐사 지역을 3D로 확인할 수 있는 인터랙티브 영상을 유튜브를 통해 배포했다. 큐리오시티는 이 구조물 주변 암석을 시추하고 시료 분석을 수행한 결과, 칼슘 황산염(calcium sulfate) 광물질이 다수 포함되어 있는 것으로 나타났다. 이 광물은 지하수를 통해 형성되는 염성(鹽性) 광물로, 이번 발견은 이전까지 샤프산 고지대에서는 확인되지 않았던 것이라 과학자들은 이를 "매우 놀라운 결과"라고 평가하고 있다. 이번 구조물은 앞서 '화성의 거미(Spiders on Mars)'라 불리던 이산화탄소 얼음이 만든 지형과는 전혀 다른 것이다. NASA 측은 혼동을 방지하기 위해 별도로 구분하고 있다고 설명했다. 연구진은 박스워크의 상세 분석을 통해 화성이 과거 물이 풍부했던 시기, 즉 해수와 지하수가 존재하던 시기의 지질 환경을 복원하고, 최근 발견된 화성 지각 아래 거대한 지하 바다와의 관련성도 탐색할 계획이다. 특히 큐리오시티 미션 과학자인 커스틴 시백(Rice University)은 "이러한 광물질 능선은 염분을 포함한 액체 지하수가 흐르던 환경에서 지하에서 형성된 것"이라며 "이러한 조건은 초기 지구에서도 미생물이 생존할 수 있었던 환경과 유사하다"고 설명했다. 그는 "이 지역은 화성의 생명체 존재 여부에 대한 오랜 논쟁에 실마리를 제공할 수 있는 중요한 탐사 지점"이라고 강조했다. 큐리오시티는 2012년 화성 게일 크레이터에 착륙해 현재까지 13년째 활동 중이다. NASA는 향후에도 해당 지형을 추가 분석해 화성의 기후 변화, 수분 존재 여부, 생명체 흔적 가능성 등을 종합적으로 검토할 예정이다.
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[우주의 속삭임(124)] NASA 화성 탐사 로버, '거미줄'처럼 얽힌 광물 구조물 첫 근접 촬영 성공
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[기후의 역습(148)] 지구, 3년 내 1.5도 임계치 초과 위기⋯기후과학자들 '탄소 예산 고갈' 경고
- 전 세계 탄소배출량이 현재 수준으로 유지될 경우, 지구 평균기온 상승이 국제사회가 설정한 '1.5도 임계치'를 단 3년 만에 초과할 수 있다는 경고가 나왔다 세계 유수의 기후과학자 60여 명은 최근 지구온난화의 최신 동향을 종합한 평가 보고서를 통해 이러한 전망을 제시했다. 해당 내용에 대해서는 BBC, 가디언, 파이낸셜타임스(FT)등 다수 외신이 18일(현지시간) 보도했다. 2015년 파리기후변화협정에서 195개국은 산업화 이전 대비 지구 기온 상승을 1.5도 이내로 제한하기로 합의했다. 이는 기후변화에 따른 최악의 재난을 피하기 위한 목표였다. 그러나 보고서는 현재의 화석연료 소비 속도와 산림 파괴 추세가 계속된다면, 해당 목표 달성이 사실상 불가능해질 수 있다고 진단했다. 영국 리즈대 프리슬리 기후미래센터 소장이자 이번 연구의 주저자인 피어스 포스터 교수는 "지금 세계는 잘못된 방향으로 가고 있으며, 지구와 해수의 온난화, 해수면 상승이 가속화되고 있다"고 경고했다. 보고서에 따르면, 2020년 초 기준 지구의 '탄소 예산(Carbon Budget)'은 약 5천억 톤으로, 이는 1.5도 제한선을 지킬 수 있는 여지를 의미했다. 그러나 2025년까지 이 수치는 1300억 톤으로 줄어들 전망이다. 연간 이산화탄소 배출량이 현재와 같은 400억 톤 수준을 유지할 경우, 3년 내 해당 예산이 소진되면서 1.5도 초과가 사실상 확정된다는 것이다. 보고서는 "지난해 전 지구 평균기온은 산업화 이전 대비 처음으로 1.5도를 넘겼으며, 이는 자연적인 기후 요인 외에 인간 활동에 의한 온실가스 배출이 주된 원인"이라고 분석했다. 지난해의 기온은 평균 1.36도 상승한 것으로 추정되며, 향후 10년간 0.27도씩 추가 상승할 경우 2030년을 전후해 임계치에 도달할 수 있다고 내다봤다. 전문가들은 이와 같은 급격한 온난화는 빙하 융해와 해수면 상승, 기상이변 심화를 초래하고, 특히 빈곤층과 저개발국에 더 큰 피해를 가중시킬 것이라고 우려했다. 실제로 보고서는 지구의 에너지 불균형(Earth’s energy imbalance), 즉 지구 기후 시스템에 축적되는 초과 열량이 1970~1980년대보다 2배 이상 증가했고, 2010년대 대비 약 25% 증가했다고 밝혔다. 이 열의 약 90%는 해양에 흡수되며, 이는 해양 생태계 교란과 해수면 상승을 동반한다. 보고서는 또, 해수면 상승 속도가 1990년대 이후 두 배로 빨라졌고, 이는 전 세계 해안 지역 거주자 수천만 명의 홍수 위험을 증가시키고 있다고 경고했다. 이러한 상황에도 불구하고 일부 희망적인 조짐도 언급됐다. 최근 몇 년 사이 청정에너지 기술의 확산으로 배출 증가 속도는 다소 둔화되고 있다는 것이다. 그러나 과학자들은 기술 의존적 접근만으로는 온난화를 되돌릴 수 없다고 강조했다. 임페리얼 칼리지 런던의 기후정책 전문가 요에리 로헬히 교수는 "1.5도를 넘는 초과 상태에서는, 대기 중 이산화탄소를 다시 제거하더라도 현재의 피해를 완전히 되돌리기는 어렵다"고 말했다. 그는 이어 "앞으로 10년간의 배출 감축 노력은 지구 온난화 속도를 결정짓는 핵심 변수이며, 온도 상승의 매 0.1도마다 피해 규모와 인류의 삶의 질에 중대한 차이를 만들 것"이라고 강조했다. 기후위기는 이미 진행 중이며, 단기적 기준이 아닌 지속적인 정책 전환과 감축 이행이 요구되는 시점이다. 보고서는 "지구 평균기온 상승 2도와 1.5도는 그 영향 면에서 질적으로 다른 결과를 초래할 수 있다"며 "지금의 선택이 미래 세대의 삶을 좌우할 것"이라고 덧붙였다.
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[기후의 역습(148)] 지구, 3년 내 1.5도 임계치 초과 위기⋯기후과학자들 '탄소 예산 고갈' 경고
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[기후의 역습(147)] 기후변화, 행성파 패턴 3배 증가시켜⋯"폭염·홍수 고착화하는 또 하나의 패턴"
- 지구온난화가 여름철 극단적 기상현상의 주요 원인 중 하나인 대기 행성파(planetary wave) 패턴을 75년 전보다 3배 이상 자주 발생시키고 있다는 연구 결과가 나왔다. 이로 인해 폭염·가뭄·홍수 등 재해성 기후 현상이 더욱 고착화되는 것으로 분석된다. 17일(현지시간) MSN에 따르면 미국 펜실베이니아대 기후학자 마이클 만(Michael Mann) 교수릴 브롯한 공동 연구팀에 따르면, 1950년대에는 여름철 한 번꼴로 발생하던 극단적 행성파 패턴이 현재는 평균 세 차례 이상 나타난다. 이 연구는 지난 1일(현지시간) 미국 국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다. '행성파'는 북반구 제트기류의 곡선을 따라 대기층을 흐르는 대규모 대기 파동이다. 이 파동이 특정 위치에 장기간 머무르는 현상을 '준공명 증폭(quasi-resonant amplification·QRA)'이라 하며, 해당 위치에 폭우나 폭염이 수 주간 지속되는 주요 요인으로 꼽힌다. 대표적인 사례로는 △ 2021년 북미 태평양 북서부 지역을 강타한 기록적 폭염 △ 2010년 러시아 폭염과 파키스탄 대홍수 △ 2003년 유럽의 치명적 폭염 등이 있다. 연구진은 이들 재난이 모두 QRA 패턴과 연관됐다고 분석했다. 만 교수는 "서부에는 고기압, 동부에는 저기압이 고착된 2018년 여름 미국의 기상 패턴이 대표적인 QRA 사례"라며 "이로 인해 서부에는 폭염과 산불이, 동부에는 장기간 폭우가 몰렸다"고 설명했다. 이러한 현상이 잦아지는 주요 원인은 인위적 기후변화다. 특히 북극이 지;구 평균보다 3~4배 빠르게 온난화되면서, 열대와 북극 간 온도 차가 줄어들고, 이는 제트기류 흐름을 약화시켜 파동이 쉽게 고정되는 조건을 만든다. 이번 연구에 참여하지 않은 우드웰 기후연구센터의 제니퍼 프랜시스 박사는 "이 연구는 인류 활동이 여름철 기후 시스템을 어떻게 왜곡시키고 있는지를 잘 보여준다"며 "기존의 온난화와 증발량 증가 외에도, 제트기류의 흐름을 뱅해하는 행성파의 고착화가 여름 재난을 더욱 심화시키고 있다"고 평가했다. 프랜시스 박사는 또 "이는 겨울철 북극 소용돌이(polar vortex)와 제트기류의 변화로 겨울 재난이 발생하는 것과는 또 다른 여름철의 고유한 기후위기 양상"이라고 지적했다. 이와 더불어, 엘니뇨(El Niño) 현상도 QRA 발생을 더욱 유발할 수 있는 자연적 촉매로 꼽힌다. 중앙 태평양의 해수 온난화로 시작되는 엘니뇨 이후 여름에는 QRA 패턴이 더욱 빈번하게 관측된다는 것이다. 만 교수는 "2024년 여름이 강한 엘니뇨 해였던 만큼, 올해 여름도 고착된 제트기류에 따른 이상기후 가능성이 크다"고 말했다. 연구진은 지금까지의 컴퓨터 기상 예측 모델이 이러한 QRA 메커니즘을 제대로 반영하지 못하고 있다며, 이것이 예측보다 실제 기상이 더 극단적으로 나타나는 원인 중 하나라고 밝혔다. 프랜시스 박사는 "온실가스 배출을 줄이지 않는다면 여름 극단 기후는 점점 더 악화될 것"이라며 "폭염은 더 오래 지속되고, 규모도 커지며. 기온도 더 높아질 것이다. 동시에 가뭄은 농업 피해를 심화시킬 것"이라고 경고했다.
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[기후의 역습(147)] 기후변화, 행성파 패턴 3배 증가시켜⋯"폭염·홍수 고착화하는 또 하나의 패턴"
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[기후의 역습(146)] 해양 산성화, 인류 경고등 켜졌다⋯지구 생태계 9대 한계 중 7개 돌파
- 전 세계 해양의 산성화가 과학자들의 예측보다 훨씬 빠르게 진행되며, 지구 해양 생태계에 심각한 위협을 가하고 있다는 연구 결과가 나왔다. 영국 플리머스 해양연구소(PML)와 미국 해양 대기청(NOAA) 등 국제 연구진이 공동으로 수행한 연구에 따르면, 해수면 아래 200m 이하 심해의 약 3분의 2와 그 위의 약 절반에서 이미 '안전 기준'을 넘어선 수준의 산성화가 진행 중인 것으로 확인됐다. 연구진은 이를 '행성 경계(planetary boundary)'를 넘는 수준이라 규정하며, 해양 생물다양성과 연안 경제에 대한 직접적인 위협으로 경고했다. 해당 내용에 대해서는 더 힐, 가디언 등 다수 외신이 보도했다. 이번 연구는 지난 10일(현지시간) 국제학술지 '글로벌 체인지 바이올로지(Global Change Biology)'에 게재됐다. 영국 플리머스 해양연구소(PML)의 해양과학 책임자인 스티브 위디콤 박사는 "해양 산성화는 해양 생태계와 연안 지역 경제에 있어 시한폭탄"이라며 "산호초와 조개류 산업은 물론, 관광과 수산업까지 생태 기반 산업 전체가 심각한 영향을 받을 것"이라고 강조했다. 이번 연구의 공동 수행 기관인 미국 해양대기청(NOAA)은 지구온난화 연구 활동으로 인해 트럼프 행정부로부터 예산 삭감 압박을 받고 있는 기관이다. 심해에서 먼저 무너지는 생태계 기반 이 연구의 주요 저자인 PML의 헬렌 핀들리 박사는 "대부분의 해양 생물은 표층보다 더 깊은 바다에 서식한다"며 "심층 해수의 변화는 생물종에 미치는 영향이 더욱 클 수 있다"고 우려했다. 특히 미국 서부 해안 근처의 심해에서는 게와 연어 어장이 분포한 지역에서 가장 급격한 산성화가 나타나고 있는 것으로 조사됐다. 산성화의 근본 원인은 인류의 화석연료 사용이다. 석탄·석유·천연가스 연소로 배출된 이산화탄소는 바다에 흡수되며 산을 형성하고, 이는 해수를 점점 더 산성화시킨다. 산성화가 진행될수록 바다 생물의 주요 구성 성분인 탄산칼슘 농도가 낮아져 산호와 조개류 등 기초 생물군의 생존이 위협받는다. 연구진은 해양 내 탄산칼슘 농도가 산업화 이전보다 20% 이상 감소한 시점이 이미 5년 전 도달했을 가능성이 높다고 지적했다. 이는 독일 포츠담 기후영향연구소가 제시한 지구 생태계 유지에 필요한 '9대 행성 경계' 중 7개를 인류가 이미 넘어섰음을 시사한다. 산성화가 가속하는 지구 온난화 해양은 지금까지 인류가 배출한 이산화탄소(CO₂)의 약 3분의 1을 흡수해 왔으며, 동시에 지구 표면이 받을 수 있었던 열의 약 90%를 흡수해 지구 온난화를 완화하는 역할을 해왔다. 그러나 해양이 흡수할 수 있는 이산화탄소의 포화점이 가까워지면서 표면 온난화 속도는 더 빨라질 수 있다. 이와 함께 해양은 지구 산소의 절반 이상을 공급하는 주요 생태 기반이지만, 산성화와 온난화로 인해 이 산소 생산 기능 역시 약화될 것으로 예상된다. 특히 해수 내 산소 농도는 수심 아래에서 빠르게 감소 중이며, 대기 중 산소 농도마저 장기적으로 감소할 위험이 있다. 위디콤 박사는 "해양 산성화는 단순한 환경 문제가 아니라 인류의 생존과 직결된 문제"라며 "해양 생태계의 붕괴는 수조 원대 경제 가치를 위협할 뿐 아니라, 인류가 의존해온 산소 공급 체계마저 흔들 수 있다"고 경고했다.
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[기후의 역습(146)] 해양 산성화, 인류 경고등 켜졌다⋯지구 생태계 9대 한계 중 7개 돌파
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[기후의 역습(145)] 기후변화, 토양 내 '슈퍼박테리아' 확산 부추긴다⋯항생제 내성 새 경로 주목
- 기후변화가 토양 속 항생제 내성균 확산을 가속화하고 있다는 연구 결과가 나왔다. 해수면 상승이나 폭염, 허리케인 등 기후 재난과는 달리 눈에 보이지 않는 위협이지만, 인류의 공중보건에 심대한 영향을 미칠 수 있는 조용한 변화라는 점에서 주목된다. 영국 더럼대학교(Durham University)를 포함한 국제 연구팀은 최근 발표한 연구에서 지구 평균기온 상승이 토양 속 항생제 내성 유전자(antibiotic resistance genes, ARGs)와 병원성인자(virulence factors)의 증가와 밀접한 연관이 있다는 사실을 확인했다고 밝혔다. 해당 내용에 대해서는 쿨다운,어스닷컴 등이 보도했다. 연구 결과는 과학 저널 '네이처 생태학 및 진화(Nature Ecology & Evolution)'에 게재됐다. 연구팀은 전 세계 토양 샘플의 메타게놈 분석, 현장조사, 실험실 실험을 종합해 온도 상승과 항생제 내성 유전자(ARGs) 발현의 상관관계를 도출했다. 그 결과, 기온이 오를수록 토양 내 박테리아가 생존에 유리한 항생제 내성 유전자를 더 많이 보유하고, 새로운 내성 균주가 출현할 가능성도 커지는 것으로 나타났다. 특히 이러한 유전자는 환경 속 세균에서 인간 감염원으로 전이될 가능성이 있다는 점에서 공중보건에 심각한 위협이 될 수 있다. 더럼대 환경공학자 데이비드 W. 그레이엄 교수는 "이번 연구는 인간 건강과 환경 변화가 얼마나 밀접하게 연결되어 있는지를 잘 보여준다"며, "대다수 전염병의 병원체는 환경에서 유래하는 만큼, 토양 내 내성 증가가 곧 치료 불가능한 감염증 확산으로 이어질 수 있다"고 강조했다. 기후변화가 항생제 내성 문제에 영향을 준다는 사실은 2023년 유엔환경위원회 보고서 '슈퍼버그에 대비하기(Bracing for Superbugs)'에서도 예견된 바 있다. 이번 연구는 그 예측을 실증적으로 뒷받침하는 최초의 정량적 결과로 평가된다. 연구에 따르면, 토양 내 ARGs는 지구온난화가 지속될 경우 금세기 말까지 최대 23% 증가할 수 있다. 특히 프로테오박테리아(Proteobacteria)와 박테로이데테스(Bacteroidetes, 의간균류) 등 항생제 내성과 병원성 유전자를 보유한 세균군의 활성이 높아질 것으로 예상된다. 이는 기존 항생제의 효과를 무력화할 새로운 '슈퍼박테리아' 출현 가능성과 직결된다. 기후변화로 인해 과거엔 병원체가 생존하기 어려웠던 미국 알래스카주 북부, 핀란드 북부와 동부, 스웨덴 북부, 아이슬란드 북부, 러시아 연방 북부, 칠레 최남부 등 한대 지역조차 이들의 서식지로 전환되고 있다는 점도 우려를 키운다. 연구진은 "저온 환경에서는 일반적으로 세균 생존이 어렵지만, 기온이 상승하면서 이들 지역에서도 내성균이 살아남고 진화할 여지가 커지고 있다"고 지적했다. 실험실에서 이뤄진 온도 상승 실험 결과도 경고 신호를 보낸다. 대장균(Escherichia coli)을 대상으로 한 연구에서 온도가 높을수록 항생제 내성 유전자의 발현이 증가했으며, 이는 세균이 항생제를 배출하는 '에플럭스 펌프'나 스트레스 대응 단백질을 더 많이 생성하게 했다는 설명이다. 전문가들은 기후변화를 단순한 환경 문제가 아닌, 보건 위기와 직결된 다층적 문제로 인식해야 한다고 강조한다. 특히 '원헬스(One Health)' 접근법을 통해 인간, 동물, 환경 건강을 통합적으로 고려하는 대응 전략이 요구된다고 지적한다. 연구진은 시민 과학의 참여도 요청했다. 고온 지역의 토양 변화, 항생제 내성균 출현 사례 등에 대한 기록과 시각 자료가 향후 데이터 축적과 대응 정책 수립에 기여할 수 있다는 설명이다. 보이지 않는 토양 속 미생물 생태계의 변화는 곧 인간 사회로 연결될 수 있다. 코로나19 등 인수공통감염병의 경험이 말해주듯, 미생물의 환경 내 진화와 확산은 언제든 인류에게 새로운 도전을 안겨줄 수 있다. 연구진은 "우리가 보는 것 너머의 생태계 변화에 주의를 기울이지 않는다면, 항생제 내성 문제는 기후 위기의 또 다른 재난이 될 것"이라고 경고했다.
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[기후의 역습(145)] 기후변화, 토양 내 '슈퍼박테리아' 확산 부추긴다⋯항생제 내성 새 경로 주목
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[기후의 역습(144)] 지구 대기 중 이산화탄소 농도, 사상 첫 430ppm 돌파
- 2025년 5월, 지구 대기 중 이산화탄소(CO₂) 농도가 사상 처음으로 월평균 430ppm을 넘어섰다. 이는 지구 온난화의 주된 원인으로 지목되는 온실가스 농도가 인류 역사상 가장 높은 수준에 도달했다는 점에서 주목된다. 미국 해양대기청(NOAA)과 캘리포니아대학교 샌디에이고 캠퍼스의 스크립스 해양연구소가 지난 5일 발표한 자료에 따르면 하와이 마우나로아 산 정상(해발 11,141피트)에 위치한 관측소에서 측정된 올해 5월 평균 CO₂ 농도가 430.1ppm을 기록했다. 이는 1958년부터 해당 지역에서 시작된 장기 관측 이래 가장 높은 수치이며 전년 대비 3ppm 증가한 것이다. 해당 내용에 대해서는 USA 투데이, NBC 뉴스 등 다수 외신이 심층 보도했다. 캘리포니아대 샌디에이고 스크립스 CO₂ 프로그램 책임자인 랄프 킬링(Ralph Keeling) 박사는 "또다시 기록이 갱신됐다. 슬픈 일이다"고 말했다. 그의 부친인 찰스 데이비드 킬링 박사는 1958년 마우나로아에서 CO₂ 농도 장기 측정을 시작한 인물로, 계절에 따라 농도가 변동하며 전반적으로 증가하는 양상을 기록한 '킬링 곡선(Keeling Curve)'을 통해 지구 대기 변화의 흐름을 처음으로 시각화했다. 킬링에 따르면 지구 대기 중 이산화탄소 농도가 이렇게 높았던 마지막 시기는 약 3000만년 전이었다. 그러나 당시는 인간이 지구에 나타나기 훨씬 전이며, 지금의 기후와 크게 달랐다. 수십 년 전만 해도 대기 중 이산화탄소 농도가 400ppm을 넘어선다는 것을 상상도 할 수 없는 일이었다. 대기 중 가스 분자 100만 개 당 이산화탄소는 400개 이상에 불과했기 때문이다. 대기 중 이산화탄소 농도는 산업화 이전 시대 이래로 급격히 증가했다. 주된 원인은 대기 중으로 온실가스를 뿜어내는 인간 활동 때문이다. 대기 중 온실 가스 농도가 높으면 지구 기온 상승과 해수면 상승, 극지방 빙하 해빙, 그리고 극심한 무더위와 가뭄 등 극한 기후 현상이 더 빈번해지고 더욱 악화될 수 있다. 과학계는 이산화탄소를 비롯한 온실가스가 지구를 덮는 '열의 담요' 역할을 하며 기온 상승을 초래한다고 설명한다. 특히 화석연료 사용에 따른 배출 증가 속도가 지구 시스템이 감당할 수 있는 한계를 넘어서면서, 기후변화는 단순한 경고를 넘어선 현실이 되었다는 지적이다. 이제 과학자들은 30년 안에 이산화탄소 농도가 500ppm에 도달할 수 있다고 경고했다. 앞서 유타대학교를 포함한 세계 16개국 90여 명의 과학자들은 2023년 공동 연구에서 현재의 대기 중 CO₂ 농도가 인류 출현 이래 최고치이며, 최소 1400만 년 전 이후 가장 높은 수준이라고 분석한 바 있다. 2024년 1월, 스크립스 연구소는 2023년 한 해 동안의 이산화탄소 농도 상승폭이 전년 대비 3.58ppm에 달해 사상 최고 상승폭을 기록했다고 밝혔다. 이는 2016년 엘니뇨 현상 당시 기록을 뛰어넘은 것이다. 랄프 킬링은 엘니뇨가 종종 CO₂ 증가율을 높이는 역할을 하며, 이번 상승 역시 2024년 초 종료된 엘니뇨의 잔여 영향이 반영된 결과라고 설명했다. 하와이 마우나로아 관측소는 북반구 대기의 평균 상태를 대표하는 전 지구적 기준점으로 평가받고 있다. NOAA는 1974년부터 해당 관측소에서 매일 독립적인 CO₂ 측정을 수행해오고 있으며, 이 자료는 국제기후과학자들이 활용하는 핵심 데이터로 쓰인다. 2022년 마우나로아 화산 분화로 전력 공급이 일시 중단되자, 과학자들은 인근 마우나케아 산에 임시 관측소를 설치해 측정을 지속했다. 기후 전문가들은 지구 온난화 억제를 위해 이산화탄소 농도를 350ppm 이하로 낮춰야 한다고 경고해왔지만, 현재의 추세는 목표치와는 거리가 멀다. 과학계는 "시간이 많지 않다"며, 화석연료 중심의 산업 구조 전환과 대규모 탄소 감축 정책의 긴급한 실행을 촉구하고 있다.
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[기후의 역습(144)] 지구 대기 중 이산화탄소 농도, 사상 첫 430ppm 돌파
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[ESGC] 바다거북 한 마리, 플라스틱 26.4g 삼킨다⋯해양은 쓰레기 저장소
- 바다거북 몸속에 플라스틱이 최소 탁구공 10개(약 26g) 분량이 들어 있는 것으로 확인됐다고 과학기술 전문매체 더 컨버세이션이 3일(현지시간) 보도했다. 매년 수천만 톤의 플라스틱 쓰레기가 바다로 유입되고 있지만, 그 대부분이 어디로 흘러가는지는 여전히 제대로 파악되지 않고 있다. 과학계는 해수면, 수중, 심해 등 여러 해양 공간에 존재하는 플라스틱 분포를 수년간 추적해왔으나, 정작 해양 생물체 내부에 축적된 플라스틱에 대한 연구는 상대적으로 미흡한 실정이다. 최근 이 공백을 메우기 위한 연구가 국제 학술회의인 '제56회 달·행성과학 콘퍼런스(LPSC 2025)'에서 발표됐다. 인류가 플라스틱을 얼마나 바다생물의 몸속에 저장하고 있는지를 알아보기 위해, 연구진은 녹색바다거북(green sea turtle)을 사례종으로 선정하고, 이들이 얼마나 많은 플라스틱을 섭취하는지를 정량적으로 분석했다. 연구 결과에 따르면, 전 세계 암컷 녹색바다거북이 몸속에 저장한 플라스틱은 총 60톤에 달하는 것으로 추산됐다. 이는 대형 쓰레기 수거차 한 대 분량과 맞먹는다. 개체별로는 바다거북 1마리당 평균 26.4그램의 플라스틱을 섭취한 것으로 나타났으며, 이는 탁구공 10개에 해당하는 무게다. 연구진은 이 모델을 구축하기 위해 바다거북의 섭식 위치, 서식지의 위도, 인근 국가의 사회·경제적 수준, 개체의 생태적 특성 등 다양한 요인을 종합적으로 고려했다. 특히 적도 인근 지역에서 먹이를 찾는 개체일수록 플라스틱을 섭취할 가능성이 높았고, 폐기물 관리 체계가 미비한 국가 인근 해역일수록 오염도가 높았다. 거북의 생태적 습성도 영향을 미쳤다. 가령, 가죽등바다거북(leatherback turtle)은 젤리류를 주식으로 삼기 때문에 풍선 조각이나 비닐을 먹이로 착각할 가능성이 높다. 반면, 녹색바다거북은 성체가 되면 주로 해조류나 해초를 섭취하며 연안 지역에 정착한다. 이러한 차이는 각 종의 플라스틱 노출 수준과 체내 축적량을 결정짓는 핵심 변수로 작용한다. 세계자연보전연맹(IUCN)에 따르면, 바다거북 7종 중 6종이 '취약(Vulnerable)' 이상 등급에 해당할 정도로 해양 생태계 변화에 민감하다. 연구진은 "플라스틱이 해양 환경에 지속적으로 유입되고 있다는 점에서, 바다거북은 단순한 피해종이 아닌, 해양 플라스틱 오염의 축적지를 구성하는 일종의 '이동형 저장고' 역할을 할 수 있다"고 설명했다. 실제로 바다거북은 섭식 활동 중 다양한 형태의 플라스틱(비닐봉지, 낚시줄, 스티로폼 조각, 식품 포장재, 원재료 펠릿 등)을 삼킬 수 있으며, 이는 장기 내벽 손상, 소화불량, 영양실조, 폐사 등으로 이어질 수 있다. 거북이 그물이나 로프 등에 얽히는 사례도 잦다. 이번 연구는 바다거북에 국한되지 않는다. 연구진은 향후 다른 해양 생물종을 대상으로 한 분석을 통해 전 세계 해양 생태계 전체에 저장된 플라스틱 총량을 파악하는 것이 필요하다고 강조했다. 또한 "해양 생물들이 생존과 이동 과정에서 플라스틱을 함께 이동시킴으로써, 무의식적 '플라스틱 수송체' 역할을 할 가능성도 존재한다"고 덧붙였다. 연구팀은 향후 보다 정밀한 모델링을 위해, 바다거북을 포함한 다양한 종에 대한 정기적인 생태 모니터링과 표준화된 자료 공개 체계가 필요하다고 강조했다. 이 같은 자료는 향후 글로벌 플라스틱 조약(Global Plastics Treaty) 수립 시, 과학적 근거로 활용될 수 있다. 플라스틱의 종착지는 해안선이 아니라 생명체의 내부일 수 있다는 사실은, 우리가 일상에서 버린 플라스틱이 결국 어떤 방식으로 돌아오는지를 직시하게 만든다. 연구진은 "플라스틱 순환의 실체를 이해하려면, 생물 내부의 플라스틱 보유량 추적이 그 핵심"이라고 강조했다.
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[ESGC] 바다거북 한 마리, 플라스틱 26.4g 삼킨다⋯해양은 쓰레기 저장소
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