지난 19일 영국은 영국 기상 관측사상 최고치인 40.2도를 기록했다. 영국은 여름에도 서늘한 날씨로 유명하다. 이 때문에 에어컨을 설치한 가정이 거의 없어 이번 폭염으로 사상자가 속출했다. 프랑스 파리도 이날 오후 40.1도를 기록해 근대 기상관측 150년 동안 세 번째로 더운 날로 기록됐다. 온난화로 인한 기후변화 때문에 매년 여름, 전 세계는 가마솥 더위에 시달리고 있다. 이런 극한 폭염은 아직 비정상적으로 받아들여지고 있지만 10년 이내에 이상기후가 일상화된 기후재난이 시작될 것이라는 경고가 나왔다. 일본, 한국, 오스트리아, 미국, 독일, 네덜란드, 영국 7개국 국제 공동 연구팀은 수치모델로 과거 가뭄 데이터를 분석한 결과 이르면 2030년부터 전 세계적으로 기후변화로 인한 ‘재난의 일상화’가 시작된다고 21일 밝혔다. 이번 연구에는 일본 국립환경연구소, 도쿄대, 한국 카이스트 문술미래전략대학원, 오스트리아 응용시스템분석 국제연구소, 미국 미시건주립대, 네덜란드 위트레흐트대, 독일 프랑크푸르트 괴테대, 라이프니츠 생물다양성·기후연구센터, 포츠담 기후영향연구소, 베를린 훔볼트대, 영국 노팅엄대 과학자들이 참여했다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 지구 온난화에 대한 장기적 대책을 검토하기 위해서는 미래 기후가 어떻게 변할 것인지 예측하는 것이 중요하다. 특히 미래 기후의 변화가 언제부터 시작되는지까지 알 수 있다면 대응도 빨라질 수 있다. 연구팀은 수치모델을 이용해 전 지구 하천 유량 변화, 가뭄 발생 빈도를 조사해 역대 최악 수준의 가뭄이 발생할 가능성이 큰 시기를 추정했다. 연구팀은 수치모델에 ‘기후변화에 관한 정부간 협의체’(IPCC)의 기후 평가보고서에서 활용되는 온실가스 배출의 여러 시나리오를 활용했다. 분석 결과, 지중해 연안이나 남미지역의 남부, 북미지역 등은 2030~2050년 경에 과거 최악이었던 가뭄을 가져왔던 수준의 날씨가 5년 이상 연속되는 시기가 나타날 것으로 예측됐다. 비정상적으로 보이는 날씨가 일상에서 빈번하게 나타나는 ‘재난의 일상화’가 곧 시작된다는 설명이다. 연구팀에 따르면 일부 지역의 경우 현재 상황은 기후위기를 막을 수 있는 수준을 넘어섰다. 그렇지만 온실가스 배출을 최대한 억제하는 기후변화 적극 대응 시나리오(RCP2.6)에 따라 실천을 할 경우 가뭄의 일상화 시점이 늦어지거나 가뭄 지속 기간을 줄일 수 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 수자원 분야나 농업 분야의 경우 기후변화에 대한 대책을 세우고 실천하는데 많은 시간이 요구되는 만큼 현재의 비정상성이 일상화되기 이전에 충분한 대비가 필요하다고 강조했다. 연구에 참여한 김형준 카이스트 문술미래전략대학원 교수는 “이번 연구 결과는 전 세계의 가뭄발생을 사전에 예측함으로써 탄소중립 실현의 중요성을 강조하고 기후변화 대응과 함께 기후적응 대책을 적극적으로 준비해야 한다는 점을 강력하게 주장하고 있다는데 의미가 크다”고 말했다.

무더운 여름에는 평소 먹는 것을 좋아하는 사람도 식욕이 떨어지기 십상이다. 입맛이 없을수록 덥지만 잠깐이라도 바깥에서 일광욕을 하는 게 좋은 방법일 수 있다. 이스라엘, 미국, 프랑스, 독일 4개국 국제 공동 연구팀은 햇빛이 피부 지방조직에서 섭식과 관련된 호르몬을 분비해 음식 섭취를 촉진시킨다고 19일 밝혔다. 그런데 이 같은 효과는 남자에게만 한정됐다. 이번 연구에는 이스라엘 텔아비브대, 맥스스턴에즈릴밸리대, 네타냐대, 셰바 종합병원, 메이르 메디컬센터, 텔아비브 소라스키 종합병원 등 이스라엘 연구진을 중심으로 미국 컬럼비아대, 하워드 휴즈 의학연구소, 프랑스 파리 샤클레이대, 독일 헬름홀츠 당뇨·비만연구소 등 23개 연구기관 과학자들이 참여했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메타볼리즘’에 실렸다. 의식주 중에서 식(食), 바로 음식은 인간의 생존에 있어서 매우 중요하다. 식욕은 중추신경과 말초신경 사이 의사소통으로 조절된다. 말초신경계는 음식의 양이나 영양소를 인식해 포만감이라는 신호를 중추신경인 뇌로 전달한다. 음식의 양에 따라 장이나 간, 지방조직에서 분비되는 호르몬이 뇌 시상하부에 신호를 보낸다는 것이다. 시상하부는 인체의 식욕 조절센터라고 할 수 있다. 연구팀은 이스라엘에 거주하는 성인남녀 3000명을 대상으로 3년 동안 식습관과 평소 생활습관을 추적 조사한 결과, 일사량이 많은 여름에 남성들의 식사량이 늘어났다는 사실을 확인했다. 반면 여성들은 일사량과 식사량의 상관관계를 보이지 않았다. 이에 연구팀은 생쥐를 이용해 햇빛과 식사량의 관계를 실험했다. 연구팀은 암컷과 수컷 생쥐 각각 6마리에게 매일 자외선(UV-B)를 규칙적으로 1시간 이상씩 10주 동안 쬐게 했다. 자외선(UV)는 A, B, C가 있는데 자외선 C는 오존층에 의해 거의 반사되고 흡수되는데 각막을 손상시키고 염색체 변이를 일으키지만 단세포 생물을 죽이는 살균 효과가 있다. UV-A는 피부노화와 피부암을 유발시킨다. UV-B는 피부를 태우지만 체내에서 비타민D를 합성하는데 도움을 준다.관찰 결과, 햇빛을 규칙적으로 쬐면 배고픔을 느끼게 하는 일명 공복 호르몬인 그렐린이 피부 지방조직에서 방출되는 것이 확인됐다. 그렐린이 많이 방출되는 수컷 생쥐는 식욕이 증가해 음식 섭취량이 늘고 체중도 증가한 것으로 관찰됐다. 이는 UV-B에 규칙적으로 노출되는 성인 남성들의 몸에서 그렐린 양이 늘어나고 이후 식사량이 늘었다는 사실과 일치한다. 반면 암컷 생쥐들은 에스트로겐이 피부 지방세포에서 나오는 그렐린을 억제해 햇빛이 식욕에 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 카르미 레비 이스라엘 텔아비브대 인간유전·생화학과 교수는 “이번 연구는 에너지와 신진대사 항상성에 대한 피부의 역할을 보여주는 것”이라며 “햇빛은 사람의 체내에 비타민D 합성을 도울 뿐만 아니라 섭식 행동 조절에도 영향을 미친다는 사실을 알게 된 만큼 섭식 장애를 겪는 사람의 치료에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 설명했다.

우리은하 밖에서 ‘잠자는 블랙홀’이 처음 발견됐다. 성간물질을 적극 흡수하지 않는 휴면 상태의 블랙홀로, 빛이나 복사선을 방출하지 않아 찾기가 매우 어렵다. 18일(현지시간) 시넷 등에 따르면, 국제 천문학 연구팀은 우리은하와 인접한 위성은하인 대마젤란은하에서 휴면 블랙홀을 발견했다. 우리은하 밖에서 휴면 블랙홀이 발견된 사례는 이번이 처음이다.휴면 블랙홀은 질량이 태양의 최소 9배에 달하는 항성질량 블랙홀로, 태양 질량의 25배에 달하는 뜨겁고 푸른 별과 쌍성을 이룬다. VFTS 243으로 알려진 이 쌍성계에서 휴면 블랙홀은 동반성과 서로를 공전한다.VFTS 243 쌍성계는 지구에서 16만 광년 떨어진 황새치자리의 타란툴라 성운 안에 있다.연구팀은 유럽우주국(ESA) 초대형망원경(VLT)의 관측장비인 플레임스(FLAMES)로 수집한 6년간의 데이터를 사용해 휴면 블랙홀을 발견했다. 휴면 블랙홀은 주변 환경과 상호작용이 매우 적다. 따라서 이번 발견은 건초더미에서 바늘을 찾은 것으로 비유되고 있다. 연구 공동저자인 벨기에 루뱅가톨릭대의 파블러 마르샹 박사는 “휴면 블랙홀에 대해 거의 알지 못해 이번 발견이 믿기지 않았다”고 말했다. 연구팀은 또 휴면 블랙홀이 어떻게 죽어가는 별 중심에서 생성됐는지를 조명했다. VFTS 243 쌍성계를 탄생시킨 별은 강력한 초신성 폭발을 일으켰을 때 흔적을 남기지 않고 완전히 붕괴한 것으로 여겨진다. 연구 주저자인 암스테르담대학의 토머 셰나르 박사는 “이 완전 붕괴 시나리오에 대한 증거가 최근 나타나고 있으나 우리 연구는 의심할 여지 없이 가장 직접적인 증거 중 하나를 제시한다”면서 “우주 블랙홀 병합의 비밀을 밝히는 데 중대한 영향을 줄 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 네이처 천문학 최신호(7월 18일자)에 실렸다.

앞으로 10년 이내 지구에 추락하는 로켓 파편이 누군가를 죽이거나 다치게 할 확률이 10%에 달한다는 분석 결과가 나왔다. 캐나다 브리티시컬럼비아대 연구진은 지난 30년간의 위성 데이터를 사용해 지구 궤도상 우주쓰레기가 통제 불능 상태로 대기권에 재진입한 뒤 추락해 인명 피해를 일으킬 가능성을 분석했다. 현재 지구 궤도를 떠돌고 있는 지름 10㎝ 이상의 우주쓰레기는 약 3만 5000여개에 달한다. 여기에 지름 1㎝ 이상은 90만개, 지름 1㎜ 이상은 1억 3000만개로 추산된다. 우주쓰레기는 폐기된 인공위성과 파편, 위성 발사에 활용된 상단로켓 잔해, 로켓의 노즈 페어링과 연료통 등 매우 다양하다. 그러나 연구진은 대기권 재진입에도 파편이 커 육지, 바다 또는 비행기 내 사람들에게 피해를 줄 수 있는 로켓 파편에 초점을 맞췄다.실제로 지난해 5월 중국의 창정 5B 로켓 잔해가 통제 불능 상태로 대기권에 재진입하는 사건이 있었다. 당시 추락 예상지점은 북위 41.5도와 남위 41.5도 사이의 어디든 떨어질 수 있는 상황이었다. 이 안에는 뉴욕이나 베이징, 도쿄, 서울, 마드리드, 시드니 등 세계적인 대도시들이 포함돼 있었다. 그나마 다행인 점은 로켓 파편이 몰디브 북쪽 아라비아해에 추락하면서 인명 피해를 피할 수 있었다. 이에 따라 연구진은 현재 추세에서 로켓이 재진입할 때마다 10㎡의 면적에 치명적인 잔해를 퍼뜨린다면 앞으로 10년 동안 한 명 이상의 사상자를 낼 확률이 약 10%라는 점을 발견했다.심지어 그 위험은 남반구에 사는 사람들에게 더 높은데 위도상 뉴욕, 베이징, 모스크바보다 자카르타, 다카, 라고스에 추락할 가능성이 3배 더 많았다. 연구진은 이미 로켓을 통제 상태로 재진입하는 기술이 존재하지만, 로켓 발사 국가와 기업들은 관련 비용 증가를 떠안기를 꺼리고 있어 인명 피해를 막으려면 기술 적용을 의무화할 필요가 있다면서 여러 나라의 합의가 없다면 로켓은 통제 불능 상태로 계속해서 발사될 것이라고 지적했다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 천문학’(Nature Astronomy) 최신호(7월 11일자)에 실렸다.

11일 서울 마포구에 있는 AK&홍대 네이처랩스에서 열린 미디어아트 전시 ‘시간의 조각: 계절’에서 방문객이 작품을 배경으로 사진을 찍고 있다. 우리나라 사계절의 아름다움을 표현한 이번 전시는 오는 15일부터 시작하며 연중무휴로 오전 11시부터 오후 8시까지 운영된다. 뉴시스

자율주행차는 다양한 장치를 이용해 각종 상황에 신속하게 대처하는 것이 중요하다. 현재 쓰이고 있는 자율주행차의 ‘눈’인 카메라 시스템은 악천후 상황에서는 이미지 왜곡이 발생하거나 상황 감지가 늦다는 문제가 있다. 이 같은 상황에서 미국 매사추세츠공과대(MIT), 텍사스주립대, 한국 광주과학기술원(GIST), 서울대, 부산대 공동 연구팀은 물 속과 물 밖에서 모두 이미지 왜곡 없이 360도 전방위로 사진과 영상 촬영이 가능한 초소형 수륙양용 카메라를 개발했다. 이 기술을 자율주행차에 활용하면 장대비가 내리는 악천후를 비롯한 여러 돌발 상황에서도 기민하게 대처할 수 있게 된다. 이번 연구 결과는 전기전자공학 분야 국제학술지 ‘네이처 일렉트로닉스’ 7월 12일자에 실렸다. 일반적으로 카메라 렌즈는 곡면으로 돼 있어 광(光) 굴절 현상이 나타난다. 광 굴절은 렌즈의 곡면 때문에 빛의 경로가 바뀌어 외부 물체 형태가 이미지 센서에 맺히는 위치가 바뀌는 것을 것을 말한다. 이 때문에 물 속과 물 밖에서 모두 사용할 수 있는 카메라를 만들기가 쉽지 않다. 또 광각 카메라는 이미지 센서에 최대한 넓은 범위의 피사체 상이 맺히도록 하기 위해 렌즈 표면 곡률이 큰 고굴절 렌즈를 쓴다. 이 때문에 실제 형태와는 다른 왜곡된 이미지가 만들어지는 경우가 많다. 연구팀은 농게의 겹눈 구조에 착안했다. 농게는 물 속과 물 밖 환경이 수시로 바뀌는 지역에서 주로 서식하기 때문에 이 두 환경 모두에서 제대로 된 시야 확보가 필요하다. 이 때문에 농게 눈 표면이 편평하고 그 아래쪽에 굴절률이 점진적으로 변하는 형태로 돼 있다. 연구팀은 이를 위해 편평형 마이크로렌즈를 이미지 센서와 결합해 1개의 마이크로렌즈와 1개의 포토다이오드로 구성된 광학시스템 약 200개를 지름 2㎝ 정도의 구형 구조물 안에 넣은 광각 카메라를 개발했다. 또 편평형 마이크로렌즈의 약점인 낮은 굴절력을 높이고 수차 보정을 위해 굴절률이 연속적으로 변하는 4개의 렌즈로 구성된 구배형 마이크로렌지를 만들어 장착했다. 이를 통해 외부 환경과 무관하게 물 속, 물 밖 영상 화질이 동일하고 기존 광각 카메라보다 이미지 왜곡이 덜하는 렌즈를 제작하는데 성공했다.연구를 이끈 송영민 GIST 전기전자컴퓨터공학부 교수는 “이번에 개발한 수륙양용 전천후 초소형 카메라는 마이크로렌즈와 포토다이오드를 공 모양 디바이스에 모아 만든 것으로 실제 영상 테스트에서도 성공했다는 점에 의미가 크다”며 “마이크로렌즈 크기와 렌즈 정렬 한계를 개선하면 보다 높은 해상도와 성능을 가진 360도 카메라를 만들어 자율주행차에도 적용할 수 있다”고 설명했다.

습하고 더운 여름이 시작되면서 모기도 기승을 부린다. 사람 피를 빠는 모기는 암컷으로, 산란에 필요한 단백질을 얻기 위해 사람을 찾는다. 같은 장소에 있더라도 유독 모기에 잘 물리는 사람이 있다. 모기는 호흡량이 커 내뱉는 이산화탄소량이 많거나 체온이 높고 땀을 많이 흘리는 사람을 선호한다. 최근 미국 워싱턴대 연구팀은 빨간색도 모기를 유인하는 요인이라는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표했다. 여기에 또 하나의 요건이 추가됐다. 바이러스에 감염된 사람이 건강한 사람보다 모기에 더 많이 물린다는 것이다. 중국 칭화대 의대, 선전 감염병연구소, 루이리 중의학병원, 윈난 동물·수의학연구소, 중화질병통제예방센터, 미국 코네티컷대 의대 공동 연구팀은 뎅기열이나 지카바이러스에 감염된 숙주는 모기가 좋아하는 화학물질을 분비해 더 많이 물린다는 결과를 내놨다. 이 연구는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 7월 1일자에 실렸다. 연구팀은 뎅기열, 지카바이러스에 감염된 사람과 일반인의 체취를 추출해 분석했다. 그 결과 바이러스에 감염된 사람들은 그렇지 않은 이들보다 ‘아세토페논’이라는 물질이 비정상적으로 높은 것으로 나타났다. 아세토페논은 과일이나 치즈, 허브, 꿀 등에 포함된 향기 화합물로 향수를 만들 때도 사용된다. 연구팀은 생쥐를 이용한 실험을 통해 모기가 비감염 생쥐보다 바이러스에 감염된 생쥐의 피를 더 많이 빠는 것을 관찰했다. 궁 청 칭화대 의대 교수(병리학·모기감염학)는 “모기는 후각이 발달한 곤충”이라며 “이소트레노인이라는 비타민A 유도체를 투여하면 모기가 좋아하는 냄새를 만들어 내는 피부 미생물 군집을 차단해 모기에 덜 물린다”고 말했다.

유엔은 2021~2030년을 ‘지속가능한 발전을 위한 해양과학의 10년’으로 지정했다. 오는 12월 5~17일에는 캐나다 몬트리올에서 ‘제15차 유엔 생물다양성협약 당사국 총회’(COP15)가 열린다. COP15에서는 지구촌 전체의 생물다양성 손실을 늦추고 이전 상태로 되돌리기 위한 각국의 노력을 재점검하며 2050년까지 가시적인 결과를 가져올 수 있도록 목표를 재설정할 것으로 알려졌다. 이런 상황에서 12개국 과학자들이 참여한 국제 공동연구팀은 앞으로의 10년이 해양생태계 미래를 좌우하는 티핑포인트(변곡점)가 될 수 있다고 보고 지속가능한 해양 및 해안 생태계를 위해 지금 당장 해결해야 할 이슈 15가지를 제시했다. 이번 연구에는 영국 케임브리지대, 미국 캘리포니아 샌타바버라대(UCSB), 캐나다 브리티시 컬럼비아대를 중심으로 트리니다드 토바고, 포르투갈, 우루과이, 벨기에, 호주, 핀란드, 케냐, 아르헨티나, 중국 등의 국적을 가진 생태학, 생명과학, 해양학, 수학, 물리학 등 다양한 분야의 연구자들이 모였다. 이들이 분석한 연구 결과는 생태학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태·진화’ 7월 8일자에 실렸다. 연구팀은 포괄적 정보 수집과 분석을 통해 당장은 주목받지 못하고 있지만 미래에 중요해질 가능성이 있는 문제들을 식별하는 ‘미래이슈 탐색’(horizon scanning)이라는 방법론을 활용했다. 연구팀은 크게 ▲지구 생태계에 의한 영향 ▲자원 남획 ▲신기술 등 세 가지 측면에서 15가지 요인이 해양 생물다양성에 심각한 영향을 미칠 것으로 분석했다. 대표적으로 바다와 가까운 지역에서 발생하는 대형 산불, 전기차 배터리 제작을 위한 리튬 수요 증가로 인한 심해저 파괴, 먼바다(원양)에서의 물고기 남획, 해양 산성화, 생분해성 물질 등이다. 연구를 이끈 제임스 허버트 리드 영국 케임브리지대 동물학과 교수(해양생물학)는 “많은 사람이 썩지 않는 플라스틱보다 생분해성 플라스틱이 환경에 도움이 될 것이라고 생각하지만 장기적으로 해양 생태계에 어떤 영향을 미칠지는 아무도 모른다”고 말했다. 허버트 리드 교수는 “해양 생태계는 우리가 아직 이해하지 못한 광범위한 새로운 문제들에 직면해 있다”며 “아직 일어나지 않은 문제를 이야기하는 것은 바다 환경을 보호하기 위해 감시와 보호 정책 모두에서 지금 당장 변화가 있어야 한다는 것을 강조하기 위한 것”이라고 설명했다.

10여년 전까지만 해도 기후변화나 지구온난화보다는 오존층 파괴에 대한 우려가 더 컸다. 스프레이처럼 오존층을 파괴할 수 있는 제품의 사용을 자제하자는 캠페인도 많았는데 최근엔 온난화가 심해지면서 오존층에 대한 관심은 사그라들었다. 오존층은 고도 15~30㎞의 성층권에 분포돼 있으며 태양의 유해 자외선을 흡수해 지구상 생물들을 보호하는 역할을 한다. 오존층이 파괴되면 자외선에 직접 노출돼 피부암, 백내장 같은 질병에 쉽게 걸린다. 식물이나 플랑크톤 성장을 저해해 먹이사슬도 파괴될 수 있다. 오존층을 파괴하는 주범은 프레온가스로 불리며 에어컨이나 냉장고 냉매로 주로 사용됐던 염화불화탄소(CFC)다. 1987년 1월 국제사회가 몬트리올 의정서를 채택해 CFC 생산과 사용을 규제하기 시작한 이후 대기 중 CFC 농도는 줄고 있는 추세다. 남극 상공에 있는 최대 2600만㎢ 크기의 오존 구멍도 20%가량 줄어든 것으로 확인되면서 이 지역의 오존층에 주로 관심을 가졌을 뿐 북극 상공의 상황에 대한 연구는 많지 않았다. 스위스 취리히 연방공과대(ETH), 스위스 연방 해양과학기술연구소, 로잔대, 취리히 응용과학대(ZHAW), 미국 프린스턴대, 프린스턴 대기해양과학연구소 공동 연구팀은 인간이 배출한 오존 파괴 기체가 남극뿐만 아니라 북극 상공에서도 여전히 영향을 미치고 있다고 10일 밝혔다.연구팀은 오존 파괴 기체는 북반구 기온과 강우 패턴을 일시적으로 변화시키기도 한다는 사실을 확인했다. 이산화탄소, 메탄 같은 온실가스는 날씨의 장기적 패턴인 기후를 변화시키고 오존 파괴 가스는 중·단기적 날씨를 바꾸기 때문에 긴장의 끈을 놓을 수 없다는 지적이다. 이 같은 연구 결과는 지구과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’ 7월 8일자에 실렸다. 기후학계에서는 오존층 파괴가 날씨나 기후에 영향을 미치는가에 대해 여전히 논쟁 중이다. 이에 연구팀은 1980년부터 2020년까지 북반구 지역 대기 관측 자료를 바탕으로 북극 상공의 오존층 변화와 이로 인한 날씨 변화를 분석했다. 그 결과 북극 지역 오존층 두께가 상당히 얇아진 2011년과 2020년의 봄 중부 유럽과 북유럽, 러시아, 스위스에서는 역대 가장 포근하고 비가 없는 건조한 날씨를 보인 것으로 기록돼 있었다. 연구팀은 현재 세계 각국에서 쓰는 여러 기후 예측 시뮬레이션에 오존층 두께를 변화시키면서 북극 소용돌이 강도, 날씨 변화를 분석했다. 분석 결과 오존층이 얇아지면 성층권이 차가워져 극소용돌이(polar vortex)가 강해지고, 오존층이 정상적인 경우는 자외선을 흡수해 성층권을 데워 극소용돌이 강도를 약화시키는 것이 확인됐다. 오존이 북극 주변 온도와 대기 순환에 핵심 역할을 하면서 북반구 날씨를 좌우할 수 있다는 것이다. 연구를 이끈 토마스 페터 ETH 환경시스템과학과 교수(대기화학)는 “이번 연구에서 주목되는 것은 오존 파괴가 날씨에 미치는 영향을 분석하기 위해 다양한 시뮬레이션 모델을 사용했지만 모두 비슷한 결과를 보이고 있다는 점”이라고 강조했다. 페터 교수는 “오존층을 파괴하는 CFC의 대기 중 농도가 줄어들고 있기는 하지만 오존층 회복 속도나 상태, 장기적인 기후 시스템에 어떤 영향을 미쳤는지를 정확히 알 수 없는 상태”라며 “지구온난화와 함께 오존층 변화도 지속적으로 관찰·분석하는 것이 필요하다”고 덧붙였다.

우크라이나 전쟁과 남태평양 통가의 해저화산 폭발, 코로나 팬데믹. 이 재앙 뒤에서 플라스틱이 새로운 재난으로 떠오르고 있습니다. 넉달 넘게 포화에 잠식된 우크라이나 전쟁에서 플라스틱 지뢰는 미래를 볼모잡는 또 다른 위협이 되고 있습니다. 화산 폭발과 쓰나미에서 살아남은 통가인들은 플라스틱 쓰레기와의 공존을 고민합니다. 코로나 대유행에서 생존한 대가는 플라스틱에 신음하는 지구입니다. 지구가 짊어진 플라스틱의 무게는 우리의 무관심이 더해온 재난 아닐까요. 러시아군의 ‘플라스틱 침공’ 우크라이나 수도 키이우 서쪽 마카리브의 트럭 운전사 바딤 세브첸코. 그는 지난달 끝없이 펼쳐진 밀밭 옆 흙길을 통과하다 ‘꽝’하고 터진 폭발음에 정신을 잃었습니다. 바딤은 목숨을 건졌지만 유일한 생계 수단인 트럭은 러시아군이 매설한 지뢰에 폭파됐습니다. 전쟁 전 밀을 심던 시골 들판은 지뢰로 뒤덮였고, 곳곳에 나뒹구는 불발탄은 땅을 오염시키고 있습니다. 지난 2월 러시아가 침공한 후 우크라이나의 밀밭은 문자 그대로 지뢰밭이 됐습니다. 전투 지역에서 멀리 떨어진 시골 마을에도 우크라이나군의 지뢰 제거 폭음이 일상적인 소음이 됐습니다. 주민들을 위협하는 건 러시아가 항공기와 드론으로 대량 살포한 플라스틱 대인지뢰(PFM-1)입니다. 손바닥만한 크기에 무게 55g의 지뢰는 그 외형 때문에 ‘나비 지뢰’로 불립니다. 날개나 몸통을 접촉하면 자폭 타이머가 자동으로 작동해 플라스틱 속 액체 폭약이 폭발합니다. 호기심에 만진 아이들을 살상하는 악명높은 무기입니다. 주민들이 이 지뢰를 ‘죽음의 장난감’이라고 합니다.1979년 아프가니스탄을 침공한 소련군은 수백만개가 넘는 나비 지뢰를 뿌린 것으로 추산됩니다. 지뢰에 숨진 아프가니스탄인 10만여명 중 상당수가 어린이로 국제법상 금지된 무기입니다. 개당 생산단가는 5달러가 채 안되지만 제거 비용은 1000달러가 넘습니다. 비영리 지뢰제거 단체인 헤일로 트러스트(HALO Trust)는 지난 4일(현지시간) “우크라이나는 이제 전 세계에서 민간인에게 가장 위험한 나라가 됐다”고 말했습니다. 우크라이나 정부에 따르면 러시아 지뢰와 불발탄으로 오염된 지역이 30만㎢입니다. 한반도 면적(약 22만3000㎢)보다 넓습니다. 볼로디미르 젤렌스키 대통령은 지난달 연설에서 “민간인을 겨냥한 러시아의 지뢰 살포 행위는 전쟁범죄로 처벌해야 한다”고 촉구했습니다. 제임스 코원 영국군 퇴역 소장은 “러시아군은 전투 지역 뿐 아니라 후방의 도로와 주택가, 놀이터까지 지뢰를 무차별로 살포하고 있다”며 “우크라이나 지뢰 제거에 전 세계 지원이 절실하다”고 말합니다.플라스틱 지뢰 제거 방법은 폭파 뿐입니다. 로이터통신은 우크라이나에서 지뢰와 불발탄을 모두 제거하는 데 10년 이상 걸릴 것으로 전망했습니다. 시사주간지 이코노미스트는 2014년 돈바스 내전 이후 최소 6억 5000만유로(약 8700억원)을 투입했지만 언제 지뢰 제거 작업이 끝날 지 알 수 없다고 지적했습니다. 화산 폭발 후 출현한 ‘플라스틱 쓰레기산‘ 지난 1월 15일(현지시간) 오후 5시 26분 통가 왕국의 훙가 통가-훙가 하파이 해저화산이 대규모 분화를 일으켰습니다. 55㎞ 상공까지 치솟은 가스와 화산재로 섬의 식수원이 오염됐고, 폭발이 일으킨 쓰나미로 최소 7명이 숨지고 600명 이상 실종, 주택 5500채가 파괴됐습니다. 통가 왕국의 1년치 국내총생산(GDP)의 18.5%가 순식간에 증발했습니다. 재난 이후 통가는 매달 호주와 뉴질랜드에서 최소 11만 4600ℓ 규모의 생수를 지원 받습니다. 달마다 1.5ℓ 크기의 플라스틱 페트(PET)병 8만 6000개의 분량입니다. 어림 잡아도 지난 넉달간 35만개의 페트병이 섬에 상륙했습니다. 플라스틱과 비닐로 포장된 구호물품은 파괴된 주택에서 쏟아져 나온 폐기물과 함께 쓰레기 산을 만들어 냈습니다.통가 수도 누쿠알로파가 있는 통가타푸섬 곳곳에 ‘플라스틱 쓰레기 산’이 나타났습니다. 인구 10만 5000명의 통가 왕국은 이제 플라스틱 쓰레기와 사투를 벌이고 있습니다. 지난 3월 통가에서 ‘노 플라스틱’(No Pelesitiki) 캠페인을 시작한 일레니 레브니 테비는 가디언에 “자원봉사자들이 플라스틱 분리 수거 운동에 나섰지만 분리 수거를 해본 적이 없는 통가 주민들은 일반 쓰레기와 뒤섞어 버린다”고 전했습니다. 플라스틱 재활용 시스템이 존재하지 않는 통가의 플라스틱 쓰레기들은 남태평양으로 흘러가거나 매립, 소각됩니다. 20년치 수용량의 왕국 매립지 4곳도 급속히 포화되고 있습니다. 통가 정부는 “당장 플라스틱 폐기물들을 해결할 방법이 없다. 플라스틱 쓰레기가 우리에게는 또 다른 재난이 됐다”고 말합니다. ‘플라스틱 팬데믹’이 온다 지난 4월 홍콩에 입국한 뷰티케어 기업 임원 클레멘타이 본. 그는 외신 인터뷰에서 홍콩의 ‘격리 호텔’을 가리켜 ‘플라스틱 신세계’라고 말했습니다. “호텔 직원들은 마치 우주인처럼 비닐 개인보호장구(PPE)를 머리부터 발끝까지 착용했고 객실에 있는 모든 물건들이 셀로판으로 포장돼 있습니다. 식사는 플라스틱 용기에 담겨 압축 포장된 비닐을 뜯어내 일회용 스푼과 포크로 먹습니다.” 홍콩에서 매일 배출되는 플라스틱 쓰레기 2300t 중 재활용되는 건 10%에 불과합니다. 일본 노무라홀딩스에 따르면 중국의 ‘제로 코로나’ 정책으로 지난 4월부터 봉쇄(부분 봉쇄 포함)된 도시는 상하이 등 45곳의 3억 7300만명에 달합니다. 블룸버그는 봉쇄 지역의 가정들이 분리 수거를 하지 않았고, 매일 수억t의 생활쓰레기 대부분이 소각·매립됐다고 전했습니다. 코로나 팬데믹 이후 플라스틱 쓰레기는 통제 불능 상태에 빠졌습니다. 과학저널 네이처는 코로나 첫 발생 후 7개월(2019년 12월~2020년 6월)간 전 세계 플라스틱 쓰레기가 5억 3000만t으로, 이전 대비 2배 이상 폭증한 것으로 추정합니다.세계보건기구(WHO) 등에 따르면 전 세계 백신 접종으로 발생한 플라스틱 쓰레기가 14만 4000t, 지난 2년간 매달 버려진 일회용 마스크와 비닐장갑이 각각 1290억개, 650억개입니다. 2020년 한해에만 15억 6000만개의 마스크가 바다로 흘러든 것으로 추정됩니다. 제이미 우드워드 영국 맨체스터대 교수는 “코로나 팬데믹에서 우리를 지켜준 PPE 폐기물이 앞으로 10년간 우리에게 끔찍한 재앙을 초래할 수 있다”고 경고합니다. 인류는 플라스틱과의 공존 방법을 찾을 수 있을까요.

노로바이러스는 사람의 위와 장에 염증을 일으키는 병원균으로 다른 바이러스들과 달리 낮은 기온에서 오히려 활동이 활발해져 겨울철 식중독의 주요 원인이다. 로타바이러스 역시 위와 장에 염증을 일으키는 병원균인데 주로 영유아에게 많이 발생한다. 지금까지 이 같은 장염 바이러스는 분변에 오염된 물이나 음식으로 인해 전파되거나 직접 접촉으로 전염되는 경우가 많다. 그런데 코로나19, 독감 같은 호흡기 질환을 유발시키는 바이러스들처럼 타액으로 전염될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 결국 식중독이나 장염을 막기 위해서는 마스크 착용이 필요하다는 것이다. 미국 국립보건원(NIH) 국립심장·폐·혈액연구소, 국립치과·두개안면연구소, 국립알레르기·감염병연구소, 국립생의학영상·생명공학연구소, 코네티컷대 간호대, 메릴랜드대 의대 공동연구팀은 생쥐 실험을 통해 위장관 바이러스들도 타액으로 전염될 가능성이 높다는 것을 확인했다고 8일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 6월 30일자에 실렸다. 노로바이러스나 로타바이러스 같은 위장관 바이러스는 전염성이 강해 공동 생활을 하는 영유아나 학교에서 빠르게 확산되는 경우가 많다. 지금까지는 배설물로 배출된 바이러스가 다른 숙주의 입을 통해 전염되는 ‘대변-구강 경로’가 일반적이며, 그 이외의 방식으로도 전염되는 것으로도 알려졌지만 의외로 정확한 전파 경로를 파악하지 못했다.연구팀은 새끼 생쥐에게 장염을 유발시키는 바이러스를 먹여 장과 침샘을 감염시켰다. 새끼는 젖을 먹으면서 바이러스를 모체에 전달하는 것이 확인됐다. 바이러스를 경구로 투여한 어른 생쥐 역시 장과 침샘이 감염되는 것이 관찰됐다. 특히 노로바이러스와 로타바이러스 일부가 침샘에서 빠르게 복제되는 것이 확인됐다. 이는 바이러스가 입을 통해 들어가면서 침샘도 감염시켜 침을 통해서도 전파가 가능하다는 것이다. 연구를 주도한 니얼 알턴 보닛 NIH 수석연구원(숙주병리 동역학)은 “이번 연구는 장 바이러스가 침샘에서 복제되고 전파될 수 있음을 보여주고 있다”며 “장염 및 식중독 바이러스가 침을 통해 지역사회에 전파된다면 마스크 착용 같은 방법이 바이러스 확산을 막을 수 있는 가장 간단하고 저렴한 방법이 될 수 있을 것”이라고 말했다.

국내 연구진이 사람을 비롯한 고등 동물의 세포 속에서 지질을 운반하는 단백질을 새로 발견했다. 세포 내 지질 운반에 이상이 생기면 비만, 지방간 등 각종 질병이 발생하는 만큼 이들 질환 치료에도 도움이 될 것으로 보인다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 연구팀은 ‘MIGA2’라는 단백질이 세포 공장이라고 불리는 미토콘드리아와 또 다른 세포 소기관인 소포체 사이에서 인지질을 운반한다는 사실을 처음으로 규명했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 미토콘드리아를 비롯한 세포 소기관들은 지질과 단백질 같은 물질을 상호 교환해 세포 생존을 유지한다. 지금까지는 소낭이라는 주머니에 물질을 싸서 주고 받는 것으로 알려졌는데 최근 소기관들끼리 직접 접촉해 통로를 만들고 물질을 교환한다는 연구 결과들이 속속 나오고 있다. 그렇지만 이렇게 직접 물질 교환을 가능하게 하는 원리는 정확히 규명되지 못했다. 연구팀은 단백질 결정을 관찰하는 ‘X선 분석법’을 이용해 관찰한 결과 MIGA2라는 단백질이 물질 교환을 가능하게 하는 접촉 통로를 만든다는 사실을 새로 확인했다. 원통 모양인 MIGA2 단백질은 물질 이동이 필요한 두 부분을 연결시켜 이동이 가능하게 한다는 것이 관찰됐다. 연구팀은 또 MIGA2의 결합을 방해하는 돌연변이를 만들어 실험한 결과 세포 내 인지질 운반 능력이 떨어지는 것도 확인했다. MIGA2가 인지질 이동의 핵심이라는 사실을 밝혀낸 것이다. 연구를 이끈 이창욱 UNIST 교수는 “지금까지 효모 같은 단세포 동물에서는 관찰됐지만 고등생명체에서 인지질 수송을 담당하는 단백질이 발견된 것은 이번이 처음”이라며 “비알코올성 지방간이나 비만 등은 지질 대사 이상 때문에 발생하는 만큼 이번 연구는 관련 질병 연구와 새로운 치료법을 찾는데 도움을 줄 것으로 기대한다”고 말했다.

한국 과학자들이 포함된 국제 연구팀이 중성자로만 만들어진 핵을 발견해 ‘원자번호 0번’의 가능성을 확인했다. 양성자 수가 원자번호와 성질을 결정하고 양성자 수와 중성자 수의 합이 원소 질량을 결정한다. 양성자가 없으면 사실상 원자번호가 0이 된다는 것이다. 독일 다름슈타트 공과대, 일본 이화학연구소(리켄), 기초과학연구원(IBS)을 중심으로 전 세계 25개 연구기관, 92명의 과학자들이 참여한 국제 공동 연구팀이 중성자 4개로만 이뤄진 ‘테트라 중성자’ 핵을 발견했다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’에 실렸다. 물질을 구성하는 최소 단위인 원자는 중성자와 양성자로 이뤄진 원자핵과 전자로 이뤄져 있는데 현재까지는 중성자만으로 이뤄진 원자핵은 관찰되지 않았다. 중성자로만 결합된 자연현상은 질량이 큰 별이 초신성 폭발을 일으킨 뒤 중심부가 중성자로만 이뤄져 있는 중성자별이 유일했다. 이 때문에 양성자가 없는 원자핵의 존재는 이론적으로는 가능하지만 실험적으로는 명확히 관측된 적이 없어 60년 동안 핵물리 연구 분야의 난제로 남아있었다. 연구팀은 일본 리켄에 있는 중이온 가속기(RIBF)의 다중입자측정 실험장치인 ‘사무라이 스펙트로미터’를 이용해 4개 중성자만으로 만들어진 원자핵을 관측에 성공해 테트라 중성자 핵이 존재할 수 있음을 실험적으로 확인했다. 연구팀은 가속기로 만든 무거운 빔을 상대적으로 가벼운 표적에 충돌시켜 원자핵에서 일부를 제거하는 방식으로 중성자 핵을 만들었다. 우선 산소-18로 만든 ‘1차 빔’을 가속시켜 금속인 베릴륨에 충돌시켜 양성자 2개, 중성자 6개를 가진 무거운 빔인 헬륨-8을 만들었다. 그 다음 초전도 희귀동위원소 빔 생성 분리 장치로 양성자 1개를 가진 액체 수소표적에 조사하면 양성자 2개, 중성자 2개를 가진 헬륨-4가 튀어나오고 중성자 4개 짜리 핵이 남는 것이 관찰됐다. 이번 연구는 양성자를 1개도 포함하지 않는 ‘원자번호 0’ 상태의 기묘한 원자핵을 관측한 것이다. 한인식 IBS 희귀핵연구단 단장(이화여대 초빙석좌교수)은 “이번 연구 결과는 지난 60년 동안 확인하지 못했던 테트라 중성자 상태를 알려주는 공명구조를 실험으로 정확히 관측한 것에 의미가 크다”며 “중성자 사이 상호작용과 핵력 이해에 중요한 열쇠가 될 뿐만 아니라 중성자별 같은 미지 영역 탐구가 활발해질 것으로 기대한다”고 말했다.

적어도 등반객 7명의 목숨을 앗아간 이탈리아 알프스 산맥의 빙하 붕괴 사고는 이탈리아와 스페인, 포르투갈 등 서유럽 지역이 겪고 있는 최악의 이상기후가 낳은 비극이라는 분석이 힘을 얻고 있다. 빙하가 녹고 강이 바닥을 드러내는 등, 지난 겨울부터 이어진 가뭄과 올 여름 극심한 폭염의 여파가 가시적으로 드러나며 기후변화에 대한 위기감을 고조시키고 있다.4일(현지시간) 로이터통신 등에 따르면 이탈리아 정부는 70년 만의 최악의 가뭄을 겪고 있는 북부 에밀리아로마냐주 등 포강(Po river) 주변 5개 주에 비상사태를 선포했다. 이탈리아 북부를 관통하는 650㎞ 길이의 포 강 일대에서는 이탈리아의 농작물 생산량의 30%가 재배되는데, 지난 겨울 강설량이 급감하면서 강으로 물이 흘러내리지 않아 지류가 마르고 이로 인해 농업이 타격을 입고 있다. 이탈리아 정부는 형식적 절차를 건너뛰고 물 배급제와 같은 조치를 취하게 된다. 또 가뭄 피해 농가 등의 지원에 3800만 달러(492억원)를 투입한다. 이날 마리오 드라기 이탈리아 총리는 지난 3일 빙하 붕괴 사고가 발생한 이탈리아 북부 돌로미티산맥 마르몰라다산의 현장을 찾아 “이번 비극은 확실히 환경 악화와 기후 변화와 관련이 있다”고 강조했다. 영국 일간 가디언에 따르면 과학자들은 지구 온난화가 이뤄질 수록 빙하가 녹아내리는 사태가 빈번해질 것이라고 경고했다. 스위스 로잔대 자크 무레이 박사는 “기온이 높아질수록 빙하의 강도가 약해져 균열이 생기고 물이 녹아 바위까지 다다르면 빙하가 미끄러진다. 기후 변화는 이미 등산에 영향을 미치고 있다”고 지적했다.스페인과 포르투갈 일부 지역이 40도가 넘는 폭염에 신음하는 가운데 이베리아 반도가 1200년 만에 가장 건조하다는 연구 결과도 나왔다. 영국 가디언 등에 따르면 네이처 지오사이언스 저널에 발표된 논문 ‘지난 1200년 동안 전례가 없었던 아조레스 고기압의 팽창’ 논문에 따르면 연구진이 이베리아 반도의 기후에 영향을 미치는 아조레스 고기압에 대해 기원전 850년부터의 데이터를 컴퓨터 모델로 분석한 결과 고기압의 팽창 주기가 1850년부터 급격하게 짧아졌다. 이로 인해 이베리아 반도에 폭염과 가뭄이 빈번해지면서 이베리아반도 전역의 포도 재배 지역이 2050년까지 25%에서 많게는 99%까지 감소할 것이라고 논문은 내다봤다.

충남 천안의 한국기술교육대학교는 메카트로닉스공학부 김병기 교수 연구팀이 다수 음원 추적이 가능한 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS, Micro-Electro-Mechanical Systems) 마이크로폰 개발에 성공했다고 4일 밝혔다. 마이크로폰은 소리를 전기신호로 바꿔 주는 소자로서, 휴대폰·보청기·스마트 스피커·스마트 TV 등의 핵심부품으로 활용되고 있다. 한기대에 따르면 이번에 개발된 MEMS 마이크로폰은 8.5㎜×8.5㎜ 크기의 초소형 실리콘 기판에 3개의 마이크로폰이 배열돼 동시에 발생 된 최대 3개의 음을 각각 추적하고 각 음성을 따로 기록할 수 있다. 3차원 공간에서 임의로 들어오는 음원의 방향 측정과 그 음원을 높은 신호 대비 잡음 비율로 전기신호로 바꾸는 것도 가능하다고 한기대는 설명했다. 예를 들어 기존의 스마트 스피커는 두 사람이 동시에 명령을 내리는 경우, 기기의 인식률이 매우 낮았으나 해당 기술을 사용하면 동시에 두 개의 명령을 각각 인식해 둘 다 실행시킬 수 있게 된다. 연구 책임자인 김병기 교수는 “해당 기술은 다수의 음성과 음원을 찾아내는 기능이 필요한 보안용 카메라, 군사적 목적의 센싱 시스템뿐만 아니라 일상생활에서 음성을 이용한 기계·컴퓨터 등과의 교류를 원활히 하는데 탁월한 기능을 발휘할 것으로 예상한다”며 “기존에 없던 이러한 기능을 손톱만한 작은 사이즈로 구현 했다는 점에서 향후 활용 가능성이 매우 높다”고 설명했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부의 ‘중견연구자지원사업’과 교육부의 ‘대학중점연구소사업’의 지원을 받아 수행됐다. 연구결과는 ‘An mm-sized biomimetic directional microphone array for sound source localization in three dimensions (3차원 음원 추적이 용이한 생체모방형 초소형 지향성 마이크로폰)’이라는 제목으로 세계적인 과학분야 학술 출판사인 ‘스프링거 네이처(Springer Nature)’가 발행하는 ‘마이크로시스템 앤 나노엔지니어링(Microsystems & Nanoengineering)’지의 6월호에 게재됐다.

산업화 후 열대성저기압 13% 줄어열에너지 불균형으로 극단적 날씨가뭄·폭우·폭염 등 피해도 불가피한국의 여름은 ‘장마’와 함께 시작된다. 장마는 여름철 오랜 기간 지속적으로 많은 비를 내리는 강수 현상으로, 동아시아 여름 몬순 시스템의 일부다. 보통 6월 말에 시작돼 7월 말까지 한 달 동안 이어지는 경우가 많은데 1년 강수량의 30~40%를 차지한다. 장마와 함께 한반도 여름철에 빼놓을 수 없는 기상현상은 태풍이다. 태풍, 허리케인, 사이클론 같은 열대성저기압은 막대한 인명 및 재산상 피해를 입히는 대표적 자연재해다. 지구온난화로 인해 열대성저기압의 빈도나 강도가 변하고 있는 것도 분명한데 인공위성으로 관측을 시작한 것이 40~50년밖에 되지 않아 정확한 추이가 분석되고 있지는 않다. 이 같은 상황에서 호주 페더레이션대·멜버른대, 미국 컬럼비아대 라몬트도허티 지구관측소, 미국립해양대기청(NOAA), 로렌스버클리 국립연구소, 콜로라도주립대, 중국 홍콩시티대 공동 연구팀은 기상 재분석 기법을 통해 20세기는 이전 기간(1850~1900년)에 비해 전 세계적으로 열대성저기압 발생 횟수가 13% 줄었다고 3일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 ‘네이처 기후변화’ 6월 28일자에 실렸다. 재분석 기법은 수치 예보 시스템으로 관측 데이터가 없는 과거 날씨를 재현해 분석하는 것이다. 이런 방식으로 분석한 결과 산업화 이전 연간 100개 이상 발생하던 열대성저기압이 20세기 들어 80개 수준으로 줄었다. 특히 기후변화가 가속화되기 시작한 1950년 이후만 본다면 20세기 이전보다 23% 이상 발생 횟수가 감소한 것으로 나타났다.여름철 열대성저기압 발생이 줄어든 것은 좋은 현상이 아니다. 구형으로 된 지구는 저위도와 고위도 간 태양에서 받는 열에너지 불균형이 생긴다. 열에너지를 많이 받는 적도 부근 바다에서는 대류구름을 형성해 태풍 같은 거대한 저기압 시스템으로 발달한다. 태풍은 바다에서 증발한 수증기를 공급받아 강도를 유지하면서 고위도로 이동하는 과정을 통해 고위도·저위도 간 에너지 불균형을 해소하는 것이다. 결국 열대성저기압 발생이 줄면 열에너지 불균형으로 극단적 날씨들이 잦아지게 된다. 열대성저기압 발생 빈도는 줄지만 세기는 더 강해지는 분위기다. 미국 국립 로렌스버클리연구소는 지구 평균온도가 산업화 이전 대비 3도 오르면 태풍의 순간 최대 풍속은 지금보다 시속 11~54㎞ 증가하고 강수량은 25~30% 늘어날 것이라는 연구 결과를 2018년 네이처에 발표했다. 또 아스팔트와 콘크리트로 뒤덮인 도시의 특성 때문에 공기를 끌어당기는 항력이 증가해 도시화가 덜 된 지역보다 태풍으로 인한 홍수 위험이 최대 21배 더 클 것이라는 예측도 내놨다. 영국 옥스퍼드대 환경변화연구소와 뉴질랜드 웰링턴 빅토리아대 기후변화연구소 등의 공동 연구팀도 열대성저기압뿐만 아니라 가뭄, 폭우, 폭염, 혹한 같은 극한 기상은 지구온난화 영향을 더 많이 받을 것이라고 분석했다. 기후변화에 따른 대응이 충분치 않은 저개발국가와 개발도상국은 물론 선진국들도 급변하는 날씨로 인한 피해에서 벗어날 수 없을 것이라고 경고했다. 이들의 분석 결과는 기후학 분야 국제학술지 ‘환경학 연구’ 6월 29일자에 실렸다. 프리데리케 오토 옥스퍼드대 교수(국제기후변화연구소)는 “극단적 기상현상은 기후변화로 인해 빈도와 상관없이 더 강하고 예측 불가능하게 변하고 있다”며 “기후변화를 초래한 사람들에게 지구가 그동안 쌓아 놓은 청구서를 내밀고 있는 셈”이라고 말했다.

인체 세포는 시간이 지날수록 분화능력을 잃고 늙은 세포가 된다. 노화 세포는 암, 치매, 심혈관 질환 같은 노화 관련 질병의 주요 원인이 된다. 최근에는 인간 염색체 끝에 있는 텔로미어라는 물질이 노화에 관여한다는 연구 결과들이 나오고 있다. 이 같은 상황에서 미국 피츠버그대 공중보건대, 약리학 및 화학생물학과, 계산·시스템생물학과, 피츠버그의대 힐먼 암 센터, 카네기 멜론대 분자 바이오센서·영상센터 공동 연구팀은 텔로미어의 산화적 손상이 세포 노화를 촉발시켜 노화는 물론 암, 치매 등을 유발시킨다고 2일 밝혔다.이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 구조·분자 생물학’ 7월 1일자에 실렸다. 건강한 세포는 정상 분열해 두 개의 동일한 세포를 만드는데 이 과정에서 각각의 염색체 끝부분이 줄면서 텔로미어는 짧아지게 된다. 시간이 지나 짧아진 텔로미어나 DNA 손상을 입은 텔로미어는 좀비 세포를 만든다고 알려져 있다. 햇빛, 알코올, 흡연, 나쁜 식습관 등은 DNA를 손상시키는 반응성 산소(활성산소)를 만들어 낸다. 활성산소로 인한 텔로미어 손상은 DNA 복제를 방해하고 스트레스 신호 경로를 만들어 노화를 초래하고 좀비세포를 만든다는 것이다.연구팀은 텔로미어만 염색시킬 수 있는 단백질을 이용해 실험했다. 사람 세포를 채취해 염색한 뒤 일반적 세포 분열과 활성산소로 분열될 때 상태를 비교했다. 그 결과, 활성산소로 인해 텔로미어가 손상될 때 쉽게 좀비 세포로 변한다는 사실을 확인했다. 또 좀비 세포가 있는 경우 노화나 각종 세포 변형이 더 많이 발생한다는 것도 관찰했다. 연구팀은 이번 발견으로 좀비 세포에 침입해 제거할 수 있는 신경 용혈제가 개발된다면 암을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라 건강한 노화를 이끌어 낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 연구를 이끈 퍼트리샤 린 오프레스코 피츠버그대 교수(분자노화학)는 “이번 연구를 통해 텔로미어 산화가 생명체 노화를 촉발시킨다는 사실을 확인했다”며 “퇴행성 질병의 원인이 되는 좀비 세포 축적을 줄이고 산화적 손상을 줄일 수 있다면 건강 수명을 늘릴 수 있을 것”이라고 설명했다.

전남대학교 허민 교수(한국공룡연구센터장) 연구팀이 익룡들의 군집생활을 증명해 주는 화석을 세계 최초로 발굴했다고 28일 밝혔다. 연구팀은 최근 중생대 백악기에 만들어진 전남 화순군 서유리 공룡화석지에서 2~6㎝ 크기의 익룡발자국 350여 개가 무더기로 남아있는 화석들을 발견했다. 발견당시 익룡발자국들은 거의 빈틈이 없을 정도로 빽빽하게 밀집돼 있고 앞·뒷발이 선명하게 보일 만큼 보존상태도 양호한 것으로 나타났다 연구팀은 이 화석에 매우 작은 크기의 발자국부터 큰 발자국까지 다양하게 분포해 있어 약 9000만 년 전 익룡들이 함께 모여 살았다는 확실한 증거로 보고 있다. 그동안 익룡의 군집생활 주장은 골격 화석이나 둥지 화석을 근거로 한 추정 수준이었으나 이번에 발자국 화석이 발굴돼 익룡의 군집생활상이 세계 최초로 증명된 것이다. 이번 연구는 제1저자인 정종윤 전남대 박사과정생(지질환경과학과)을 중심으로 교신저자인 허민 교수팀과 영국 레스터대학교, 중국 지질과학대학교와 국제공동연구로 진행됐다. 관련 논문은 지난 23일 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포트’ 최신호에 게재됐다. 연구팀 관계자는 “그동안 골격 화석이나 둥지 화석을 근거로 한 익룡의 군집 생활을 추정했지만, 이번에 살아있는 익룡이 남긴 발자국 화석이 발견됨에 따라 세계에서 처음으로 익룡의 군집생활상이 증명됐다”고 밝혔다.

희귀 감염질환을 일으키는 원숭이두창 바이러스가 진화 속도를 가속했다는 의견이 나왔다. 연구팀에 따르면 이 바이러스는 지난 2019년 이후 약 3년 만에 돌연변이가 약 50개 새로 발견됐다. 미국 과학매체 라이브사이언스는 원숭이두창 바이러스가 예상보다 최대 12배 빠르게 돌연변이를 일으키고 있다며 ‘가속 진화’를 겪었을 가능성이 있다고 28일 보도했다. 해당 연구는 포르투갈 리스본 국립 의료원(INSA) 연구팀이 수행해 지난 24일 국제학술지 네이처메디신(Nature Medicine)에 게재됐다. 연구팀에 따르면 최근 원숭이두창 바이러스는 지난 2018년에서 2019년 사이에 발견된 바이러스에서 볼 수 없었던 새로운 변이 50개가 더 발견됐다.연구팀은 일반적으로 원숭이두창 바이러스는 변이가 매년 1~2개 발생하는 사례도 기대하기 어렵다고 설명했다. 원숭이두창 바이러스는 코로나19나 인체면역결핍바이러스(HIV) 같은 RNA 기반 바이러스가 아닌 DNA 기반 바이러스다.DNA는 이중 나선으로 이루어져 유전물질이 복제될 때 변이가 발생해도 오류를 수정할 수 있어 RNA에 비해 훨씬 안정적이다. 즉 지난 2018년 이후 매우 적은 숫자의 변이가 발견돼야 정상이다. 그런데 연구팀이 원숭이두창 표본 15개로부터 유전자를 수집해 재구성한 결과 변이가 예상보다 6~12배 더 많았다. 연구팀은 “바이러스가 진화하면서 사람에 적응하고 있다는 단서를 보여준 것”이라고 설명했다. 연구팀은 “지난 5월부터 원숭이두창이 전례 없는 속도로 전파되고 있다”며 “변이로 인해 바이러스가 숙주를 감염시키는 방식에 어떤 변화가 생겼을 수 있음을 시사한다”고 추측했다. 미국 의학전문지 ‘스탯’은 APOBEC3와 만난 바이러스 중 살아남은 일부 바이러스에서 변이가 발생했고 이런 사례가 반복되면서 원숭이두창 바이러스가 짧은 시간 안에 많은 돌연변이가 발생했을 것이라고 분석했다.원숭이두창 확진자 50개국 3413명 전세계 원숭이두창 확진자가 3400명을 넘어섰다. WHO는 이날 발표한 최신 보고서에서 “지난 22일 기준 전세계 50개국에서 3413명의 원숭이두창 확진 사례가 보고됐고 이들 중 대다수는 유럽에서 나왔다”며 “관련 사망자는 1명”이라고 밝혔다. WHO는 지난 17일 이후 새롭게 8개국에서 1310명의 원숭이두창 확진자가 추가로 나왔다 덧붙였다. 확진자가 계속 늘어나는 추세지만 테워드로스 아드하놈 거브러여수스 WHO 사무총장은 지난 26일 성명을 통해 “현재로서는 원숭이두창은 WHO가 발령하는 최고 수준 경보인 국제 공중보건 비상사태는 아니다”고 발표했다. 다만 WHO는 원숭이두창을 통제하기 위해 강도 높은 대응 방안이 필요하다는 점에 공감하며, “상황을 예시적으로 모니터링하고 몇 주 후에 비상사태 결정 여부를 다시 논의할 것”이라고 밝혔다.

국내 연구진이 사람의 뇌처럼 학습하고 인지할 수 있는 메모리를 개발해 주목받고 있다. 카이스트 신소재공학과 연구팀은 100㎚(나노미터) 두께의 단일 소자에서 사람 뇌의 뉴런과 시냅스를 동시에 모사하는 뉴로모픽 메모리를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 뉴런은 뇌 신경계를 이루는 기본적 단위세포이며 시냅스는 뉴런들끼리 신호를 전달할 수 있도록 하는 다리 역할을 하는 접합 부위이다. 사람의 뇌는 뉴런 1000억 개, 시냅스 100조 개가 복잡한 네트워크로 이뤄져 있다. 사람의 뇌는 이들 둘의 상호관계를 통해 기능과 구조가 외부 환경에 따라 유연하게 변한다. 많은 컴퓨터 과학자나 인공지능 연구자들은 사람의 뇌를 흉내 내려고 하지만 아직 성공하지 못하고 있다. 뉴로모픽 소자는 기존 컴퓨터로는 구현할 수 없는 사람처럼 고도의 뇌 인지 기능을 실현하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해 CMOS 집적회로와 비휘발성 메모리를 이용하고 있지만 뉴런과 시냅스 기능을 분리해 모사하기 때문에 사람의 뇌처럼 작동하기 힘들다.이에 연구팀은 휘발성 소자로 뉴런을, 비휘발성 상변화 메모리 소자로 시냅스를 모사해 단기 및 장기기억이 공존하는 단일 뉴로모픽 소자를 만드는데 성공했다. 특히 이번에 개발한 소자는 외부 신호 변화에 따라 유연하게 적응하는 가소성도 구현할 수 있는 것으로 확인됐다. 이건재 카이스트 교수는 “사람은 뉴런과 시냅스 상호작용으로 기억, 학습, 인지 기능을 발현하는 만큼 인공지능 개발에서도 사람처럼 이 둘을 통합해 모사하는 것이 필요하다”며 “이번 연구는 인공지능뿐만 아니라 뇌를 역설계하는 연구에도 도움이 될 것”이라고 설명했다.