알려지지 않은 오존 킬러

오존층의 하부가 여전히 오존을 잃는 이유는 무엇일까?
연구원들이 이것에 대한 답을 찾을 수 있었다. 요오드는 지표에 가까운 층에서 성층권에 점점 더 도달한다. 역설적으로, 이 강력한 오존 킬러의 원인은 대기 오염으로 인한 지상 오존의 증가다. 연구원들에 따르면 요오드가 대기로 유입되기 때문이다. 

▲ 요오드는 염소보다 낮은 성층권 오존을 파괴할 가능성이 600배가 될 것으로 추정 된다

몬트리올 의정서가 클로로플루오로카본(CFC)을 금지한 이래로 지구상의 오존층은 회복되고 있지만 모든 곳에서 회복되지는 않았다. 성층권에서 오존층은 재생의 징후를 보이지만, 성층권 하부의 오존은 설명할 수없는 이유로 계속 증가하고 있다.” 볼더(Boulder)에 있는 콜로라도 대학교의 라이너 폴캄머(Rainer Volkamer)가 보고했다.
가능한 원인은 최근 중국에서 주로 등록된 사염화탄소 및 트리클로로 플루오로 메탄과 같은 금지된 CFC의 불법 배출일 수 있다.

요오드 의심

그러나 Volkamer와 그의 팀이 지금 보고 한 것처럼 또 다른 설명이 있다.
그들은 할로겐 요오드가 성층권에서 오존이 고갈된 원인일 수 있는지 조사했다.
"요오드는 염소보다 낮은 성층권 오존을 파괴할 가능성이 600배가 될 것으로 추정 된다"고 설명했다. 두 할로겐족 원소 모두 추위와 햇빛의 영향으로 오존층 파괴 반응을 촉진하는 촉매 역할을 한다.

지금까지 낮은 대기층으로부터 오존층에 얼마나 많은 요오드가 도달 할 수 있는지는 불분명하다. 콜로라도 대학(University of Colorado)의 첫 번째 저자 테오도어 쾨니(Theodore Koenig)는 “요오드가 있어야 한다는 것을 알고 있었지만 더 정확하게 측정할 수는 없었다.
Koenig와 그의 동료들은 수차례의 측정 비행에서 하부 성층권의 요오드 함량을 더 자세히 결정하기 위해 특별한 광흡수 분광법을 사용했다.

유입량이 적지만 충분

실제로, 더 많은 요오드가 성층권으로 흘러 들어간다.
측정에 따르면, 요오드 함량은 약 7억7천 분의 1이다. 언뜻 보기에 매우 작은 양이다. 그것은 콘스탄스 호수의 연간 전체 물 유입에 분포된 몇 병의 물과 비교할 수 있다. 그러나 요오드의 강력한 오존 파괴 효과로 인해 이 양은 성층권 오존에 측정 가능한 영향을 미치기에 충분하다.

폴캄머(Volkamer)는 “요오드로 인한 오존치의 변화가 성층권 아래 오존층이 회복되지 않는 이유를 설명할 만큼 충분히 높다는 점이 흥미롭다.”고 말한다. 이것에 따르면, 요오드의 분해 효과는 오존의 1.5 ~ 2% 감소에 충분하다. 이 효과는 지난 20년 동안 모든 수명이 짧은 브롬 및 염소 화합물보다 4-5배 더 크다.

요오드 수송기로서의 지상 오존

그러나 요오드는 어디에서 오는가? 성층권으로 어떻게 들어가나?
역설적으로, 오존의 증가는 지상과 완전히 다른 곳에서 역할을 할 수 있다.
대기 오염 물질이 햇빛에서 대기 산소와 반응 할 때 지표면 오존이 생성된다. 이 오존이 해수에 도달하면 해수와 반응하여 해수에 용해된 요오드를 대기 중으로 운반 할 수 있다.

"오존에 의한 인위적인 대기 오염은 1950년 이래 요오드 배출을 3배 증가시켰다"고 연구원들은 보고했다. 이 요오드는 또한 기류를 통해 성층권에 도달하여 오존층의 고갈에 기여 한다. 따라서 지상 근처의 대기 오염은 머리 위의 오존층에 상당한 영향을 미친다.

"그것이 몬트리올 의정서의 성공을 줄이는 것은 아니지만 여전히 중요하다"고 쾨니히Koenig는 강조했다. 성층권 오존은 태양에서 오는 자외선으로부터 우리를 보호할 뿐만 아니라 지구의 기후 시스템에서도 역할을 한다.

(Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020: doi : 10.1073 / pnas. 1916828117)

출처 : Proceedings of the National Academy of Sciences

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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