극지연 “북극 온난화현상이 극초미세먼지 더 늘릴 수 있어”

북극해양 내륙, 태평양 해양에서 기원한 공기 덩어리의 이동경로(아래) 및 발생 기원별 극초미세먼지 양 분석 결과(위). 극지연구소 제공

극지연구소는 북극바다 하늘에 떠있는 극초미세먼지가 북극권 내부에서 발생했다고 15일 밝혔다. 세계 최초로 북극해 극초미세먼지의 출처를 규명한 것이다.

극지연구소 윤영준·박지연 박사 연구팀은 북극내륙의 강과 툰드라에서 배출되는 전구물질을 주 원인으로 지목했다. 북극바다에 사는 플랑크톤도 극초미세먼지의 생성을 돕고 있었다.

아라온 대기 관측실에 설치되어 있는 극초미세먼지 양 실시간 관측 장비들. 극지연구소 제공

전구물질이란 특정 조건에 반응해 극초미세먼지를 생성할 수 있는 가스 형태 물질을 일컬으며, 황산화물, 휘발성 유기화합물 등이 대표적이다.

극초미세먼지를 분석한 결과, 북극내륙에서 비롯된 경우가 해양 기원보다 약 3.2배 높았으며, 북극권 외부의 영향은 크지 않았다.

연구팀은 북극의 온도가 상승하면 배출되는 전구물질의 양이 증가하고, 북극 극초미세먼지의 생성도 더 빨라질 수 있다고 경고했다.

북극은 지구온난화에 취약한 지역으로 알려져 있다.

북극해를 덮은 해빙(바다얼음)은 지구로 들어오는 태양빛을 반사해 기온을 조절하는 역할을 하는데, 지난 40년간 면적의 40%가 사라질 정도로 빠르게 줄면서 북극 온난화 현상이 심화되고 있다.

극초미세먼지는 공기 중에 떠다니는 1마이크로미터(㎛, 1㎛=100만분의 1m) 미만의 미세먼지를 말하며, 기온 변화와 밀접한 태양광 산란이나 구름 생성에 영향을 미친다. 극초미세먼지는 인체에도 위해를 가할 수 있어 발생원 규명과 함께 이동경로 파악도 중요한 연구 대상이다.

지금까지 북극은 접근의 어려움 때문에 극초미세먼지 관측 데이터가 제한적이었고, 특히 해상에서의 관측 결과는 더 부족한 상황이었다.

연구팀은 2017년 국내 유일 쇄빙연구선 아라온호를 타고 북극해부터 태평양과 일본 오호츠크해를 거처 동해까지 1만 609 km의 바다를 항해하며 3~1000 나노미터(nm, 1nm=10억분의 1m) 크기의 극초미세먼지를 실시간으로 관측하고 분석했다.

이번 연구는 한국연구재단의 ‘북극권 동토 관측 거점을 활용한 환경변화 감시와 예측’ 사업의 일환으로 진행됐으며, 스페인 해양연구소, 광주과학기술원, 연세대학교 등이 참여했다.

연구 성과는 에트머스페릭 케미스트리 앤 피직스 (Atmospheric Chemistry and Physics) 5월호에 게재됐다.

박지연 극지연구소 선임연구원(제1저자)은 “기후변화에 큰 영향을 미치는 북극 해양 대기 중 극초미세먼지의 생성에 관한 해답을 일부 밝힌 연구결과로, 향후 한반도에서 자연적으로 발생하는 극초미세먼지의 생성 원인을 파악하는데도 도움을 줄 것”이라고 전했다.

송현수 기자 songh@busan.com

송현수 기자 songh@busan.com