태양폭풍,오존층,자외선

[가이아(대전)]

< 퍼온 글입니다.>

1) 태양 폭풍

“미국항공우주국”(NASA)과 천문학자들이 2013년 거대한 태양 폭풍이 지구를 강타할 것이라고 발표했다. 학계에서는 2013년에 발생할 초강력 태양 폭풍은, 과거부터 현재에 이르는 기간에서 가장 강력했던 것으로 기록된 1859년의 태양 폭풍과 견줄 만하다는 경고를 내놓고 있다. 

현재 태양에서는 전에 없던 거대한 흑점이 발견됐는데, 5월 5일 미국항공우주국(NASA)이 발견한 거대 흑점군 ‘AR1476’은 폭이 약 17만km에 달하는 것으로, 이는 지구 지름의 10배가 넘는다고 한다. 

NASA에서 태양 연구를 이끌고 있는 리처드 피셔 부문장은 홈페이지에 내년 5월이 이번 주기의 최고조에 이르면서 태양 폭풍 발생 가능성이 가장 크다고 밝혔다. 태양 표면의 폭발활동은 11년 주기로 활성화되었다가 조용해지기를 반복하는 11년 주기가 있고, 또한 22년마다 태양의 전자기적 에너지가 최고에 달하는 22년 주기가 있는데, 2013년에는 11년 주기와 22년 주기, 이 두 주기가 겹치면서 관측이래 최대 규모의 강력한 우주 폭풍이 빈번하게 발생할 것으로 예상되고 있는 것이다. 

태양 폭풍은 수소폭탄 1억 개의 위력을 지닌 태양 표면의 폭발현상으로, 태양 폭풍으로 방출되는 거대한 플라스마가 시속 500만 km로 돌진해 지구 자기장과 충돌하면 전력, 무선 통신, 위성위치확인시스템(GPS) 등에 일대 혼란을 일으킨다.

영국 우주 관련 연구기관 RAL 스페이스가 운영하는 우주환경그룹의 “마이크 헵굿” 회장은 최근 과학 잡지 네이처 기고에서 “전력과 통신시설이 미비했던 1859년의 태양 폭풍은 일부 전신사무소의 화재를 불러오는 데 그쳤지만, 통신과 전력이 고도로 발달한 현대사회에 비슷한 폭풍이 닥친다면 그 파장은 상상하기 어렵다.”라고 밝혔다. 미 전력 규제당국은 이 문제에 매우 민감하게 대응하고 있는데, 태양 폭풍이 지닌 전자기파가 지구를 덮치면 전력망이 대형 안테나 역할을 하면서 여러 지역의 변압기를 파괴해 대규모 정전(블랙아웃) 사태를 가져올 수 있기 때문이다.

2) 오존층 파괴

세상 끝의 징조로 하늘에 나타나는 현상 중 심각한 것이 오존층의 파괴이다. 대기에는 오존층이 있어 태양으로부터 오는 해로운 빛과 우주로부터 오는 해로운 빛과 파장들을 막아주는 역할을 한다. 그런데 이 오존층에 구멍이 뚫린 것이다. 2011년 4월경, 사상 처음으로 북극에서 거대 오존층 구멍이 발생한 것을 전 세계 9개국 공동연구팀이 확인하고 이를 과학학술잡지 네이처에 기고했다. 

미국과 일본 등으로 구성한 공동연구팀은 논문을 통해 “‘오존 구멍’이라는 말이 어울릴 정도로 북극에서 큰 폭의 오존 감소 현상이 나타났다고 발표했는데, 사상 처음으로 북극에 나타난 오존 구멍은 미국 캘리포니아주의 5배 정도 크기에 달한다.”라고 밝혔다. 오존층은 3월 상순경 40% 정도 급격히 감소했고, 이 때문에 러시아 시베리아 북부와 그린란드 상공에서 폭 1,000km에 달하는 거대 오존 구멍이 발생하여, 이 기간에 지상에서 18km~20km 지점에서는 오존량의 80%가 파괴됐다는 것이 과학자들의 설명이다.

공동연구팀에 따르면 남극에 이어 북극에도 큰 오존 구멍이 발생하면서 러시아와 몽골, 동유럽 등 유라시아 대륙 전역에 피부암과 유전자 손상을 유발할 수 있는 유해 자외선이 쏟아졌다고 하는데, 2011년 4월 30일경에는 일본 동북부 이바라키 현 상공에서도 높은 자외선이 나타나 북극 오존 구멍이 일본까지 이동했다는 관측이 나오고 있다. 그런데 5월 17일 일본 요미우리 신문 등의 보도를 따르면, 일본 교토대학 연구진이 태양 표면에서 일어나는 폭발 현상인 태양 플레어보다 수백만~수십억 배에 달하는 초대형 플레어를 발생시키는 항성들이 많은 것을 발견했다고 한다. 

태양에서 플레어가 발생하면 오존층 파괴를 일으키는데, 만약에 태양 플레어보다 매우 강력한 슈퍼 플레어가 지구에 충돌하면 지구를 보호하고 있는 오존층이 파괴될 것이며, 대기에 오존층이 사라지면 태양의 자외선에 우리 인간은 물론 모든 생물이 까맣게 타버릴 것이라고 학자들은 말하고 있다.

1. 오존층 파괴와 인체 피해

오존층의 파괴는 인간이 생존과 직접 연관되어 있다. 생체를 구성하는 유기화합물은 자외선이 도달하면 화학반응을 일으킨다. 결국, 그 세포는 돌연변이를 일으키거나 죽어버리게 된다. 그런데 오존층이 10% 감소하면 피부암 발생이 26% 이상 증가한다는 UNEP의 보고와 함께, 남극 주변의 오스트레일리아와 칠레에서는 이미 피부암이 이상적으로 증가하고 있다는 보고가 매년 계속되고 있다. 

일반적으로 자외선이 1% 증가하면 피부암은 4~6% 증가하는 것으로 나타났다. 자외선은 인간에게 피부노화, 주름 가속화, 피부암, 백내장, 실명, 호흡기 질환 등의 피해를 주고 있는데, 오존층의 1%가 파괴되면, 코 흑색종 피부암이 3% 정도 증가하며, 오존층이 10% 파괴되면 미국에서만 약 16만 명이 이런 피부암에 걸리게 되며, 암뿐만 아니라 미국 인구의 4억 정도가 추가로 백내장이 발생한다는 보고가 있다. 또한, 면역체계에 영향을 주어 생각지도 못했던 질병이 생길 수도 있으며, DNA 손상, 세포 파괴 현상, 돌연변이 등을 일으킨다. 이것은 미국에서의 연간 20만에서 60만 건에 달하는 피부암 발생과 무관하지 않다.

1995년 미국 항공우주국(NASA)의 보고에 의하면, 남극 대륙 상공의 오존층은 절반가량이 파괴되었으며, 그 넓이가 남한 면적의 약 323배에 이른다고 한다. 세계기상기구도 벌써 1995년 10월에 남극 상공의 오존층 파괴가 빠른 속도로 증가하여, 오존층 구멍의 크기가 유럽대륙의 2배에 달할 만큼 빠른 속도로 오존층이 감소하고 있다고 발표한 바 있다. 남극뿐만 아니라 지구 상공의 다른 곳에서도 오존층이 파괴된 사실이 계속 과학자들에 의해 발견되고 있다.

2. 자외선 증가와 생물 파괴

세계 환경청은 오존층 소멸에 의한 자외선 증가를 매우 우려하고 있다. 만일 지금과 같은 빠르기로 오존이 소멸하고 자외선이 증가하면, 조만간 인간은 물론 지구 상의 모든 생물은 생존할 수 없게 된다는 것이다. 

오존층의 파괴로 말미암아 직접 침투하는 자외선은 해양생물, 플랑크톤의 생장을 저해하여 바다생물의 먹이사슬에 영향을 주며, 토양에서는 식물 엽록소의 감소, 광합성 작용의 억제, 식물의 성장부진, 농작물의 수확량이 감소하는 일들을 가져온다. 또한, 소, 돼지 등의 암 발생률을 높이고, 일사병 발생률을 증가시킨다. 수중생물은 식물성 플랑크톤의 광합성 작용이 억제되어 성장이 늦어지고, 그리하여 플랑크톤을 먹고 사는 물고기와 수중생물이 먹이 현상에 의하여 멸종될 가능성을 높인다.

또한, 자외선 증가는 농작물의 수확량을 감소시키므로 전 지구적인 식량부족 문제를 일으킨다. 자외선이 식물에 미치는 영향은 벼의 경우, 오존층이 8~11.5% 감소했을 때의 자외선을 조사한 야외실험 결과 수확량이 현저하게 감소한 것으로 나타났다. 

자외선은 이산화탄소(CO2)의 흡수를 감소시키고 수목의 성장과 호흡을 저해시켜서 나무를 자라지 못하게 만들고, 숲을 감소시키며 발육부진으로 덩굴처럼 휘게 한다. 결국, 오존층 파괴에 의해서 수목과 토양 미생물의 활동저하와 소멸을 초래할 수도 있으며, 광합성을 방해하여 나무들이 제대로 성장하지 못하게 하고, 이산화탄소(CO2)를 제대로 흡수하지 못하여 지구환경오염을 가중시키게 되는 것이다. 

현재 오존층파괴를 방지하기 위해 프레온의 방출량을 규제하고는 있지만 이러한 규제에 의해 대기가 원래 상태로 바로 돌아가는 것은 아니다. 오존층이 원래의 상태로 회복되는 데는 약 100년이 소요되는 것으로 알려졌다.

3. 오존층 파괴와 기온변화

오존층 파괴는 대기순환에 영향을 미치게 되고 이것이 지구 기후를 변화시키게 된다. 온실효과로 말미암은 기후변화 이외에도 오존층파괴로 인한 태양광선 침투의 증가로 지구기온의 상승이 초래되면, 강우량에 변화가 와서 강우량 증가에 따라 일부 지역은 홍수가 나고 일부 지역은 가뭄이 증가할 것이며, 아울러 지구 온도상승은 양극 지방의 기후에 커다란 영향을 미치게 되어 눈과 얼음의 녹는 양을 증가시켜 천연재해들을 일으키게 된다.