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  • 열나는 노트북 배터리 칩마다 냉각수 심는다?

    열나는 노트북 배터리 칩마다 냉각수 심는다?

    노트북 컴퓨터나 스마트 기기를 장시간 사용하다 보면 배터리 부분이 뜨거워져 깜짝 놀랄 때가 있다. 이런 발열 현상은 노트북 컴퓨터나 스마트 기기의 속도와 성능을 저하시키고 전자제품의 고장을 일으키는 주된 원인으로 꼽힌다. 전자제품뿐만 아니라 내연기관을 사용하는 자동차 같은 경우에도 엔진 발열을 제대로 관리하지 못하면 폭발이나 화재가 발생할 가능성이 크고 수명이 짧아진다. 내연기관이나 전자기기에서 발생하는 열을 관리하는 방식으로는 공기를 순환시켜 식히는 공랭식과 물과 같은 액체를 이용한 수랭식 두 가지가 있다. 많은 경우 공기 순환으로 발열 현상을 관리한다. 스위스 로잔연방공과대학(EPFL) 전기공학연구소 연구팀은 액체를 이용해 개별 전자칩에서 발생하는 열을 관리해 전체 시스템의 과열을 효과적으로 차단할 수 있는 마이크로 유체 냉각 기술을 개발했다. 이 같은 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 9월 10일자에 실렸다. 4차 산업혁명의 주역으로 불리는 인공지능(AI), 빅데이터, 사물인터넷(IoT) 분야는 방대한 정보의 저장과 관리가 필수적이다. 이 때문에 서비스 공급자들은 대용량 서버 컴퓨터와 네트워크 회선을 갖춘 데이터센터를 짓는다. 문제는 데이터센터는 1년 365일, 하루 24시간 쉼 없이 작동해야 하기 때문에 전력 사용량뿐만 아니라 서버에서 방출하는 열기가 어마어마하다는 점이다. 미국 내에 있는 데이터센터들만 해도 연간 24테라와트시(TWh)의 전기를 사용하고 1000억ℓ의 물을 사용하는 것으로 알려져 있다. 이는 미국에서 다섯 번째로 큰 도시이며 약 158만 4000명의 인구가 사는 필라델피아에서 1년간 쓰는 전기와 물의 양과 비슷하다.전자공학 연구는 트랜지스터를 최대한 집적시켜 성능은 높이고 크기는 줄이면서 발열 현상을 최소화하는 데 집중되고 있다. 연구팀은 소형 전자기기에 대한 수요는 늘어나고 장치가 복잡해지는 추세에서 현재와 같은 공랭식으로는 발열 현상을 줄이는 데 한계가 있다고 봤다. 이에 연구팀은 개별 마이크로 칩 각각에 액체 냉각 시스템을 내장시키는 방식을 생각해 냈다. 연구팀은 미세유체역학 기술로 반도체 칩 내부에 미세 유체가 흐를 수 있도록 했다. 전자기기가 작동하면 미세 유체가 흐르면서 반도체 칩에서 발생하는 열을 효과적으로 식힐 수 있게 한 것이다. 특히 마이크로칩이 작동할 때 가장 뜨거운 부위(핫스폿)에 미세 유체 채널을 배치해 개별 반도체 칩의 열을 신속하게 식힘으로써 전체 시스템의 발열 현상을 더 효과적으로 제어할 수 있다고 연구팀은 설명했다. 이번 기술은 기존 전자기기 냉각 방식보다 50배 이상의 냉각 효과가 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 전기 전도성이 ‘0’인 탈이온수를 냉각액으로 사용했는데 이보다 더 효과적으로 열을 제거할 수 있는 액체를 개발 중이라고 밝혔다. 연구를 주도한 앨리슨 매티올리(반도체공학) EPFL 교수는 “전자공학 분야에서의 숙제는 지속 가능하고 비용면에서 효율적인 방법으로 발열 현상을 처리할 수 있는 냉각 기술을 개발하는 것”이라며 “기존 공랭식 방법으로 전체 장치를 냉각시키는 동시에 이번 기술로 개별 칩의 발열을 억제하면 전자기기들을 더욱 효과적으로 사용할 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 매티올리 교수는 “이번 기술은 전자기기를 더욱 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 컴퓨팅 장치의 에너지 소비를 획기적으로 줄이는 데 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • “나무, 빨리 성장하고 빨리 죽어가…기후변화에 악영향”(연구)

    “나무, 빨리 성장하고 빨리 죽어가…기후변화에 악영향”(연구)

    나무는 따뜻한 환경일수록 빨리 자란다. 이는 성장 과정에서 공기 중 이산화탄소를 더 많이 흡수해 저장하는 것이어서 지구 온난화를 늦추기 위한 대자연의 브레이크 역할로 여겨졌다. 그런데 그 영향이 기후 변화에 악영향을 미칠 수 있다는 충격적인 연구 결과가 나왔다. 영국 일간 가디언 등 외신에 따르면, 영국 리즈대 등 국제 연구진이 아프리카와 남극을 제외한 모든 대륙에 서식하는 수목 110종에 관한 나이테 자료 20만여 건을 분석했다. 이들 연구자는 거의 모든 종의 나무에서 더 빠른 성장이 더 짧은 수명과 관계돼 있고 기후나 토양에 의존하지 않는다는 것을 발견했다. 이들은 또 나무의 더 빠른 성장이 탄소 저장 능력에 어떤 영향을 미치는지를 알아보기 위해 블랙 스프루스(학명 Picea mariana)라는 가문비나무 일종의 자료를 사용해 컴퓨터 모의실험을 진행했다. 그 결과, 나무는 더 빨리 자란 뒤 고사하는 경향이 커지면 기온이 상승함에 따라 이산화탄소를 흡수하고 저장하는 전 세계 숲의 탄소 수용력이 감소할 수 있는 것으로 나타났다. 이에 대해 연구 주저자이자 리즈대 지리학과 부교수인 로엘 브리넌 박사는 “우리는 전 세계적으로 분석을 시작했고 나무가 더 빠르게 성장하고 더 일찍 죽는 경향이 믿을 수 없을만큼 흔하다는 사실에 놀랐다”면서 “이런 현상은 열대 나무를 포함한 거의 모든 종에서 나타났다”고 설명했다.나무는 따뜻한 환경일수록 더 빨리 자라므로 더 빨리 최대 크기에 도달한다. 그만큼 더 빨리 죽을 가능성이 커진다. 이렇게 빨리 자란 나무는 가뭄과 질병 그리고 해충 등 요인에 더 취약할 수 있다. 게다가 나무는 죽으면 저장했던 탄소를 점차 온실가스인 메탄 형태로 방출한다. 따라서 이번 연구는 미래의 숲이 기온 상승에 따라 더 빨리 성장할 수 있지만, 이 때문에 나무들이 더 빨리 죽으면서 탄소를 덜 저장할 수 있다는 것을 시사한다. 연구에 참여한 뉴욕 시러큐스대의 환경산림생물학과 겸임조교수인 스티브 보엘커 박사는 “느리게 성장해 오래 사는 나무들이 빠르게 자라지만 일찍 죽는 나무들로 대체하면서 숲의 탄소 흡수율은 점점 낮아질 것으로 보인다”고 설명했다. 나무를 키워 기존 숲을 보존하는 행위는 기후 위기로 인한 최악의 영향을 피하는 가장 중요한 방법 중 하나다. 하지만 몇몇 연구는 기후가 변화함에 따라 탄소 흡수원 역할을 할 수 있는 전 세계 숲의 능력에 의문을 제기해 왔다. 지난 3월 발표된 연구에서는 열대우림이 탄소를 저장하는 능력을 상실하고 있는 것으로 나타났고 지난 5월 발표된 연구에서는 전 세계 숲에 있는 나무의 수명이 점점 더 줄어 젊어지고 있는 것으로 확인됐다. 한편 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 9월 8일자에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 한국전기연구원, ‘꿈의 배터리’ 저비용 대량생산기술 독자 개발

    한국전기연구원, ‘꿈의 배터리’ 저비용 대량생산기술 독자 개발

    한국전기연구원(KERI)이 전기차 분야 차세대 전지로 꼽히는 ‘전고체전지용 고체전해질’을 지금보다 90% 낮은 비용으로 대량 생산할 수 있는 독자기술을 개발했다. KERI는 차세대전지연구센터 박준우 박사팀이 전고체전지 핵심 구성요소인 ‘고체 전해질’을 기존 가격 10분의 1 비용으로 제조할 수 있는 ‘특수 습식합성법’ 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 연구팀은 또 화학물질을 다른 물질에 스며들게 하는 함침을 통해 전고체전지를 대량생산할 수 있도록 하는 ‘고체전해질 최적 함침’ 기술도 함께 개발했다.KERI는정부출연금사업으로 ‘고에너지밀도 리튬전고체전지용 고체전해질 기반 원천소재기술 개발’ 연구과제를 2017년 부터 2019년까지 3년간 자체 진행해 독자기술 개발 성과를 거두었다고 설명했다. 전고체전지는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 ‘전해질’을 기존 가연성 액체에서 고체로 대체한 전지다. KERI는 전고체전지는 고체 전해질을 사용하기 때문에 화재 위험이 없고, 온도 변화나 외부 충격을 막기 위한 안전장치와 분리막이 따로 필요하지 않아 전지 고용량화, 소형화, 형태 다변화 등 사용 목적에 따라 다양하게 활용할 수 있어 차세대 유망 기술로 꼽힌다고 밝혔다. 고체 전해질 제조 방법은 고에너지 볼밀링 공정을 통한 ‘건식합성법’과 화학반응을 활용하는 ‘습식합성법’이 있다. KERI는 이번에 개발한 고체전해질 합성법은 낮은 순도의 저렴한 원료로도 성능이 뛰어난 고체 전해질을 대량 생산할 수 있는 ‘특수 습식합성법’ 기술로 건식과 습식 장점을 모두 확보한 제조공정을 실현했다고 설명했다. KERI는 기존 고체 전해질 합성법은 건식, 습식 모두 비싼 고순도 원료를 활용해야만 했는데 KERI 연구팀이 개발한 특수 습식합성법은 기존 고순도 원료보다 10분의 1 가격인 저순도 원료로도 높은 이온 전도도를 가진 고 성능 고체 전해질을 대량으로 생산할 수 있다고 밝혔다. KERI는 또 전고체전지용 양극(+)의 대면적 생산과 생산비용 절감을 할 수 있는 ‘고체전해질 최적 함침 기술’도 개발했다. 양극은 전지의 용량을 결정하는 핵심 구성요소 가운데 하나다. 지금까지는 전고체전지를 만들기 위해 고체 전해질을 용매에 녹여 전극에 스며들게 하는 방법을 이용했지만 녹인 용액 점도가 높아 충분한 양의 고체 전해질 용액 함침이 어려웠다.KERI 연구팀은 최적화된 함침 공정 설계를 통해 고체 전해질을 양극에 균일하게 분산하는 기술을 개발했다. 이에 따라 낮은 비율의 고체 전해질만으로도 활물질(리튬이온을 흡수·방출하면서 전기를 저장하거나 생성하는 소재)을 많이 포함해 높은 에너지밀도를 가진 전고체전지용 양극을 제조할 수 있게 됐다. KERI의 이번 연구결과는 최근 세계최고 과학전문지 ‘네이처’ 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 게재되는 등 우수성을 인정받았다. 박준우 박사는 “KERI 특수 습식합성법은 비싼 원료와 복잡한 고에너지 공정방식 없이 고체 전해질을 제조할 수 있는 획기적인 제조 기술이며 함침 기술도 기업에서 비싼 비용을 들일 필요 없이 기존 생산라인을 활용해 쉽고 간단하게 전고체전지를 대량생산할 수 있는 최적의 공정 기술이다”고 말했다. 이상민 차세대전지연구센터장은 “전고체전지의 가장 핵심인 저가형 고체 전해질 소재 합성기술 개발이 현재 산업부에서 수행하고 있는 리튬기반 차세대 이차전지 성능 고도화 및 제조 기술 개발 사업 성공에도 큰 기여를 할 것으로 기대된다”고 말했다. KERI는 이번 개발 기술에 대한 원천특허 출원을 2019년 완료했다. 연구팀은 이번 성과가 전고체전지 대형화와 대량생산이 요구되는 전기차와 전력저장장치(ESS) 등 다양한 분야에 활용될 것으로 보고 기술사업화를 서두르고 있다. KERI는 관심 있는 수요업체를 발굴해 ‘꿈의 배터리’라 불리는 전고체전지 상용화를 주도하겠다고 밝혔다. 창원 강원식 기자 kws@seoul.co.kr/
  • 기후변화 탓에 해저 ‘불타는 얼음’서 온실가스 새어나와 (연구)

    기후변화 탓에 해저 ‘불타는 얼음’서 온실가스 새어나와 (연구)

    기후변화 탓에 해저 퇴적토에 주로 묻혀있는 차세대 연료 가스하이드레이트에서 메탄가스가 새어나오고 있다는 사실이 처음으로 확인됐다. 이는 해수온을 높여 지구온난화를 더욱더 가속할 수 있다는 것. 스웨덴 린네대는 2일(현지시간) 마르셀로 케처 생물환경학과 교수팀이 프랑스, 브라질 연구팀과 협력한 최신 연구를 통해 전례 없는 기후변화 때문에 남반구에서 가스하이드레이트의 해리 현상(원자 또는 분자가 분해되는 현상)으로 인한 메탄가스의 누출 현상을 발견했다고 밝혔다.가스하이드레이트는 낮은 온도와 높은 압력에서 가스와 물이 결합해 형성한 고체 에너지다. 해저의 고압·저온 상태에서 물분자 간의 수소 결합으로 형성되는 3차원 격자 구조로 형성돼 있으며, 격자 구조 내의 빈 공간에 메탄, 에탄, 프로판, 이산화탄소 등 작은 가스 분자가 화학 결합이 아닌 물리적으로 결합한 것이다. 불이 붙으면 기체가 타면서 강한 불꽃을 만들어 ‘불타는 얼음’으로도 불린다. 그 속에 갇힌 기체가 메탄일 경우 메탄하이드레이트라고도 하며, 메탄 함유량이 많을수록 상업성이 높다. 하지만 메탄은 이산화탄소의 25배에 달하는 온실효과를 지닌 기체이므로, 누출되면 기후변화를 촉진할 수 있다. 연구논문의 주저자이기도 한 케처 교수는 “메탄하이드레이트의 해리로 인한 메탄가스의 누출은 몇 세기에 걸친 장기적인 과정으로 기후변화에 큰 악영향을 줄 뿐만 아니라 해수를 산성화하는 등 해양 환경의 변화로 이어질 수도 있다”고 지적했다. 특히 케처 교수는 메탄하이드레이트 속에서는 모든 화석연료를 합친 것보다 더 많은 유기탄소가 메탄 형태로 들어있다고 추정한다. 이에 대해 케처 교수는 “메탄가스의 누출은 수온 상승이 가스하이드레이트를 녹여 해저에서 물속으로 메탄가스를 다시 새어나오게 하는 악순환을 초래할 수 있다”면서 “따뜻해질수록 메탄은 더 많이 새어 나온다”고 설명했다. 이 과정은 지구의 오랜 역사 속에서 일어났던 기후변화의 원인 중 하나이기도 하다고 이들 연구자는 생각한다.이들은 가스하이드레이트 시추 장치와 원격조종형 무인잠수정(ROV)을 사용해 2011년과 2013년 그리고 2014년 세 차례에 걸쳐 남대서양 해저 탐사에서 채집한 표본들을 연구해 왔다.그리고 마침내 가스하이드레이트의 해리와 메탄가스의 대량 누출을 확인한 뒤 그 흐름을 컴퓨터 모형화할 수 있었다는 것이다. 케처 교수는 또 “메탄하이드레이트의 해리와 메탄가스의 대량 누출로 인한 해양 온난화는 전 세계적으로 일어나고 있는 현상이라고 할 수 있다”고 말했다. 이어 “지금까지 얻은 자료와 결과를 토대로 조사 지역에서 메탄가스가 얼마나 존재하는지, 앞으로도 계속해서 가스하이드레이트가 분해해 물속에 메탄가스를 누출할 가능성이 있는지를 알아볼 계획”이라고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications) 최신호(7월 29일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 꿀벌 독으로 악성 유방암 세포만 100% 죽여…신약 개발 열쇠 될까

    꿀벌 독으로 악성 유방암 세포만 100% 죽여…신약 개발 열쇠 될까

    꿀벌의 독이 유방암 세포만을 표적으로 죽일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 1일 호주 ABC뉴스 등 현지매체에 따르면, 서호주대 등 국제연구진은 양봉꿀벌(학명 Apis mellifera)에서 추출한 독이 악성 유방암으로 널리 알려진 삼중음성 유방암의 세포를 빠르게 죽일 수 있다는 것을 발견했다.전체 유방암의 10~15%를 차지하는 삼중음성 유방암은 현 시점에서 임상적으로 효과적인 표적 치료제가 없다고 알려져있다. 연구를 주도한 시애라 더피 박사(서호주대)는 “꿀벌의 독이 정상 세포에 해를 끼치지 않는 농도에서 삼중음성 유방암 세포 중 일부를 죽이는 데 현저하게 효과가 있다는 것을 알아냈다”고 밝혔다. 이 연구에서는 이 독을 특정 농도로 주입하면 1시간 안에 삼중음성 유방암이나 사람상피세포성장인자수용체2형(HER2) 양성 유방암의 세포를 100% 죽이지만, 정상 세포에 미치는 영향은 미미하다는 것을 보여줬다. 여기서 HER2 양성 유방암은 전체 유방암의 20%를 차지하지만 치료 예후가 가장 좋은 유형으로 알려졌다.더피 박사는 “퍼스에 있는 서호주대 안에 연구 목적으로 조성한 벌집에 있는 꿀벌을 포획해 독을 채취했으며 아일랜드와 영국에서도 벌 독을 얻을 수 있었다”면서 “퍼스에 사는 꿀벌은 전 세계에서도 가장 건강한 벌 중 하나로 꼽히기 때문”이라고 말했다. 이들 연구자는 이들 꿀벌을 일단 이산화탄소로 잠재운 뒤 얼음판 위에 놓고 나서 독을 추출했다. 그러고나서 추출한 독을 유방암 세포에 주입해 그 효과를 시험했다는 것이다.더피 박사와 동료들은 꿀벌 독의 주성분인 멜리틴에 암세포를 사멸하는 효과가 있다는 것을 확인했다. 실제로 이들 연구자는 멜리틴을 화학적으로 합성해서 재현했는 데 인공적으로 만들어진 멜리틴 역시 꿀벌 독의 항암 효과 대부분을 모방한 것으로 나타났다. 더피 박사는 “멜리틴이 하는 일은 실제로 암세포 표면이나 세포막으로 침투해 구멍을 만들어 그 세포가 죽게 하는 것”이라고 설명했다. 이와 별도로 멜리틴은 또 다른 강력한 능력도 갖고 있는 것으로 확인됐다. 이 성분은 20분 안에 삼중음성 유방암과 HER2 양성 유방암의 성장과 복제를 촉진하는 신호를 방해했다. 이는 유방암 세포의 증식을 효과적으로 차단했다는 것. 이번 연구에서는 또 멜리틴을 기존 화학 치료제와 함께 사용했을 때 쥐의 종양 성장을 줄이는 데 특히 효과가 있는 것으로 나타났다. 이들 연구자는 기존 치료제인 도세탁셀과 멜리틴을 조합해 유방암 종양이 있는 쥐들에게 투여했다. 그 결과 멜리틴은 암세포에 구멍을 냄으로써 도세탁셀 성분이 세포 안까지 침투하게 해 종양의 증식을 효율적으로 억제하는 것으로 나타났다. 이에 대해 더피 박사는 “이 연구는 단지 시작일 뿐이며 앞으로 훨씬 더 많은 연구가 이뤄져야 한다”면서 “꿀벌의 독을 체내에서 전달하는 방법이나 안전한 최대 허용량을 살펴봐야 할 것”이라고 설명했다. 자세한 연구 결과는 네이처 출판그룹(NPG)에서 발행하는 ‘네이처 파트너저널 정밀 종양학’(npj Precision Oncology) 최신호(1일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [안녕? 자연] 빙하 녹은 호수, 30년 새 50% 증가…‘장관 아닌 재앙’

    [안녕? 자연] 빙하 녹은 호수, 30년 새 50% 증가…‘장관 아닌 재앙’

    빙하가 녹아 생긴 빙하호(湖) 물의 양이 30년 새 약 50%가 증가했다. 지구 온난화로 녹아내린 빙하가 폭증한 탓이다. 캐나다 캘거리대학 연구진은 빙하호의 규모 변화를 살피기 위해 1989년부터 미국항공우주국(NASA) 위성이 촬영한 사진 25만 장을 비교 분석했다. 빙하호의 변화를 분석한 결과, 30년 전에 비해 현재의 빙하호 수와 면적은 각각 53%, 51% 증가한 것으로 나타났다. 또 빙하호에 갇힌 물의 양(부피)은 30년 전보다 48% 증가한 것으로 확인됐다. 현재 빙하호에 갇힌 물의 양은 156.6 입방킬로미터(㎦)로, 해양으로 방출될 경우 해수면을 단번에 0.43㎜ 높일 수 있는 양이다. 캘거리대학 지형학자 댄 슈가 교수는 “우리는 모든 용융수(빙하가 녹아 생긴 물)가 바다로 즉시 유입되는 것은 아니라는 사실을 알고 있다. 그러나 현재까지 빙하호나 지하수에 얼마나 많은 양이 저장돼 있는지 추정할 데이터가 없었다”면서 “이번 연구는 호수 하류지역의 잠재적인 위험을 식별하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.포츠담 기후변화영향연구소의 앤더스 리버맨 교수는 AFP와 한 인터뷰에서 “지난 100년간 전 세계 해수면 상승의 35%는 빙하가 녹아서 발생한 것”이라며 지구 온난화로 인해 사라지는 빙하의 영향을 간과해서는 안 된다고 강조했다. 전문가들은 지구의 평균 표면 온도가 산업화 이후 1℃ 가량 상승했지만, 전 세계의 고산 지역은 온도 상승의 속도가 2배에 달해 빙하가 녹는 속도를 가속화 하고 있다고 지적한다. 특히 일반 호수와 달리 빙하호는 얼음이나 듬성듬성한 바위 및 파편으로 구성돼 있어 홍수에 취약하다. 이 때문에 축적된 물이 넘치거나 지반이 무너지면 호수 하류 지역에는 대규모 홍수가 발생할 수 있다. 연구진에 따르면 빙하 호수의 ‘폭발’로 야기된 홍수는 지난 세기 동안 수천 명의 사망자 및 재산 피해의 원인이 됐다. 지난 1월 UN 개발계획은 파키스탄에 3000개가 넘는 빙하 호수가 생겼으며, 빙하 호수가 터지면 엄청난 양의 바위와 물, 진흙더미 등이 쏟아져 700만 명이 위험에 처할 수 있다고 경고하기도 했다. 자세한 연구결과는 세계적 학술지 네이처의 자매지 ‘네이처 기후변화’ 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 뇌동맥류 위험 환자, 인공지능모델로 예측한다…분당서울대병원 신경외과 김택균 교수팀

    뇌동맥류 위험 환자, 인공지능모델로 예측한다…분당서울대병원 신경외과 김택균 교수팀

    분당서울대병원은 신경외과 김택균 교수팀(제 1저자 신경외과 허재혁 연구원)이 뇌동맥류 발병 위험을 예측하는 인공지능모델을 개발했다고 2일 밝혔다. 뇌동맥류는 뇌혈관 벽에 미세한 균열이 생기면서 뇌동맥의 일부가 혹처럼 비정상적으로 부풀어 오르는 혈관 질환이다. 뇌동맥류가 갑자기 터지면 지주막하출혈을 일으키게 되는데, 이 경우 30~50%는 목숨을 잃게 되는 치명적인 질환이다. 최근 건강검진 시 뇌혈관 영상검사를 함께 시행하는 경우가 늘어나면서 미파열 상태의 뇌동맥류 진단이 급증하는 추세다. 김택균 교수 연구팀은 2009년부터 2013년 사이에 국가건강검진을 시행 받은 약 50만 명의 검진데이터를 활용해 머신러닝 기반의 뇌동맥류 발병 위험 예측 모델을 개발했다. 뇌동맥류 발병 예측 모델은 연령, 혈압, 당뇨, 심장질환, 가족력 등 뇌동맥류 위험인자로 잘 알려진 요소들 외에도 체질량지수, 허리둘레, 혈액검사 수치 등 건강검진을 통해 확인할 수 있는 21가지의 요소들이 뇌동맥류 발병에 영향을 주는지를 분석했으며, 이에 대한 예측정확도를 높이고자 머신러닝 알고리즘을 적용했다. 이번 연구결과는 네이처 자매지인 권위 학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 게재됐다. 연구팀은 최근 활발히 연구되고 있는 심층 신경망을 포함한 기계학습 알고리즘들을 국가검진 데이터에 적용하여 고전 통계 방법 대비 높은 예측력을 보이는 인공지능 모델을 구축했다. 이를 통해 뇌동맥류 발병 위험도를 다섯 단계로 분류해 예측 성능을 비교한 결과, 가장 낮은 위험도로 예측된 그룹의 발병률은 인구 10만 명 당 1년에 3.2명(3.2/100,000인년), 가장 높은 위험도로 예측된 그룹의 발병률은 161명(161/100,000인년)으로 나타나, 50배 높은 뇌동맥류 발병 위험을 보였다. 또한 환자 개인별 위험 기여도를 평가해보니 남녀 모두 연령, 허리둘레, 혈압, 혈당이 증가할수록 뇌동맥류 발병 위험도 높아지는 것을 확인했다. 그러나 체질량지수, 고지혈증 위험인자는 남성보다 여성에게서 더 영향을 미치는 것으로 나타났다. 김 교수는 “이번 연구는 국가 단위의 검진 데이터를 바탕으로 일반 인구에서 어떤 집단이 뇌동맥류에 취약한 위험군인가를 판별해낸 연구라는 점에서 의의가 있다”며 “앞으로 환자들의 의료 이용기록과 투약내역 등의 데이터를 보강해서 보다 개인화되고 정밀한 위험도 예측 모델을 구축할 예정”이라고 말했다. 이어 김 교수는 “이러한 데이터를 바탕으로 뇌동맥류 선별검사 지침이 새롭게 개정될 수 있다면 뇌혈관 질환의 1차 예방에 있어 획기적인 개선을 이룰 수 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr
  • [핵잼 사이언스] ‘슈퍼 면역력’으로 에이즈 자연 치유…기적의 완치자 발견

    [핵잼 사이언스] ‘슈퍼 면역력’으로 에이즈 자연 치유…기적의 완치자 발견

    ‘불치병’이라는 이미지가 있는 에이즈(AIDS·후천성 면역결핍 증후군)를 완치해 ‘슈퍼 면역력’이라고도 할 수 있는 체질을 지닌 사람의 존재가 밝혀졌다. 세계적 학술지 ‘네이처’(Nature) 최신호(8월26일자)에 실린 연구논문에 따르면, 이 기적의 환자는 에이즈를 완전히 자력으로 자연 치유했다. 자연 치유 뒤 그 몸에는 제대로 된 에이즈의 유전자가 존재하지 않고 얼마 남지 않은 유전자 흔적조차 거의 다 사라져 가고 있었다. 에이즈는 사람의 면역 기능을 떨어뜨리지만, 이 기적의 환자는 에이즈 바이러스(HIV·인간 면역결핍 바이러스)의 인간 면역 저하 기능마저 자신의 슈퍼 면역력으로 격파해버렸다는 것이다. 이번 연구에서는 이와 같은 세계 최초의 사례를 보고함과 동시에 이 기적 같은 메커니즘(기전)에 관한 해명도 시도했다. 대체 어떤 면역체계가 에이즈 바이러스를 차단하고 있던 것일까. 에이즈를 제어하는 경이로운 ‘엘리트 컨트롤러’ 코로나바이러스와 마찬가지로 에이즈 바이러스에 감염된 사람들의 증상은 매우 다양하다. 불행하게도 몇 년 안에 사망하는 사람도 있고, 10년이나 20년이 지나도 강한 면역력을 유지한 채 살아가는 사람도 있다.이들 에이즈 환자에 관한 생존율 차이는 항바이러스제의 복용 여부만으로는 설명이 되지 않기에 그 배경으로 개인의 면역력 차이가 주목된다. 그리고 이런 에이즈를 잘 제어하고 있는 사람들(감염자 중 0.5%)은 이른바 ‘엘리트 컨트롤러’(Elite Controller·이하 EC)라고 불린다. 그래서 최근 미국 라곤 연구소 연구진은 EC와 일반 환자 사이에 무엇이 다른지를 조사하기 시작했다. EC의 비밀을 밝혀내면 새로운 에이즈 치료제의 개발로 이어질 수도 있기 때문이다. 엘리트 컨트롤러는 그저 운 좋은 사람이 아니었다 비밀을 찾기 위해 이들 연구자는 협력을 구해 EC 64명과 일반 환자 41명으로부터 세포를 받았다. 에이즈는 외가닥 RNA의 유전자를 가진 레트로바이러스로 감염되면 자신의 유전자를 DNA로 변환해 인간의 유전자 속에 집어넣어 계속 자기 복제하게 된다. 이와 달리 현재 전 세계적으로 유행하고 있는 코로나바이러스는 세포에 감염돼도 인간의 유전자 속에 자신의 유전자를 집어넣지는 않는다. 연구자들은 처음에 EC에게 감염된 에이즈는 일종의 약화(attenuation)한 것으로 생각했다. 그런데 결과는 예상과 전혀 달랐다. 놀랍게도 EC의 유전자 내부에는 완전한 형태의 에이즈 유전자가 일반 환자와 똑같이 들어가 있던 것이다. 하지만 여기에는 한 가지 큰 차이점이 있다. EC의 경우 바이러스 유전자가 삽입된 장소의 대부분이 유전자 활동이 거의 없어 ‘유전자 사막’으로도 불리는 헤테로크로마틴(heterochromatin·이질염색질)이라는 영역이었다. 에이즈 바이러스의 자기 복제는 인간 세포의 유전 활성에 의존하므로 비활성 지역에 들어간 에이즈 유전자 역시 활동할 수 없다. 그렇다면 EC는 그저 행운이 가져온 산물에 지나지 않는 것일까? 그 의문은 ‘엘리트 컨트롤러 2’(이하 EC2)라고 불리는 어느 여성 환자의 출현으로 부정됐다. 엘리트 중의 엘리트는 자연 치유자였다 EC의 유전 분석을 계속하는 가운데 연구자들은 놀라운 사실과 조우한다. 그녀는 24년에 걸쳐 항바이러스제를 복용하지 않고도 건강한 몸을 유지하고 있으며 그녀의 세포에는 제대로 된 배열을 유지한 에이즈 바이러스의 유전자가 존재하지 않는 것으로 나타난 것이다. EC의 몸에 감염돼 있던 에이즈의 유전자는 결손, 불완전한 잔해와 같은 모습이 돼 있었다. 에이즈 바이러스라고 해도 유전자가 들쭉날쭉한 상태에서는 자기 복제를 할 수 없다. 이는 즉 EC2가 에이즈를 자연 치유했다는 것을 의미한다. EC2의 몸속에서는 제대로 된 에이즈의 유전자를 집어넣고 있던 감염 세포가 슈퍼 면역력에 의해 모두 배제돼 있던 것이다. 이 때문에 연구자들은 EC2만큼은 아니더라도 EC들의 체내에서도 유사한 반응이 일어나, 유전자 활성 영역에 에이즈 유전자가 들어가 버린 세포 또한 강한 면역력에 의해 배제됐을 것으로 예측했다. EC의 체내에서 에이즈 유전자가 유전자 비활성 영역에만 볼 수 있던 것은 유전자 활성 영역에 에이즈 유전자를 가지고 있던 감염 세포가 강한 면역력에 의해 배제된 결과라는 것이다. 자연 치유자의 힘을 모든 환자에게 이번 연구를 통해 강력한 면역 기능은 에이즈 유전자의 활동을 억제하거나 유전자 자체를 쓸모가 없을 정도까지 파괴할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 핵심은 에이즈의 유전자를 가져온 감염 세포를 얼마나 효율적으로 제거할 수 있는가이다. 만일 자연치유자 EC2가 가진 슈퍼 면역력을 치료제에 넣을 수 있다면 감염 세포를 없애고 에이즈 유전자도 체내에서 완전히 제거할 수 있을지도 모른다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 선진국의 ‘코로나 백신 국가주의’ 공멸 될 수도… 공생 해법 찾아야

    선진국의 ‘코로나 백신 국가주의’ 공멸 될 수도… 공생 해법 찾아야

    전 세계적으로 재확산 조짐을 보이는 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증)는 내년 말까지 지속될 것이라는 전망이 우세하다. 대부분의 전문가들은 백신은 아무리 빨라도 올 연말 또는 내년 초에나 승인을 거쳐 나올 수 있을 것으로 보고 있다. 백신 공급이 가시권에 들어오면서 미국과 영국 등 주요 선진 부국들이 벌써부터 백신 확보전에 나서 저소득 국가들에 돌아갈 백신 확보에 비상이 걸렸다. 세계보건기구(WHO) 수장은 ‘백신 국가주의’를 공개적으로 경고했다.●코로나19 백신 빠르면 연말·내년 초 승인 포린어페어스 9·10월호에 따르면 7월 초 현재 전 세계적으로 160개 백신 후보 물질 가운데 21개가 임상시험에 들어갔다. 현재 백신 개발의 마지막 단계인 임상 3상을 진행 중인 곳은 6개 팀으로 알려져 있다. 영국 옥스퍼드대와 아스트라제네카, 미국의 모더나, 화이자 그리고 중국의 3개 팀이다. 미국의 존슨앤드존슨과 노바백스가 9~10월에 임상 3상에 들어갈 계획이고 연말까지는 더 늘어날 것으로 보인다. 임상 3상이 진행 중인 백신 후보 중 WHO와 감염병혁신연합(CEPI), 세계백신면역연합(GAVI) 등이 주도하는 국제 백신 공동구매배분협의체(코백스)에는 아스트라제네카와 모더나만 참여하고 있다. CEPI가 개발을 지원하는 백신 후보 물질은 모더나 등 9개이며 한국이 개발 중인 백신 후보물질 등 9개를 추가로 코백스에 포함시킬지 여부를 평가하고 있다. AFP통신에 따르면 지난 10일 현재 전 세계적으로 최소 57억 회분의 백신이 사전 주문된 것으로 나타났다. 백신 물량을 가장 많이 확보한 나라는 미국이다. 백신 개발과 확보에 100억 달러를 투자한 미국은 현재 6개 백신 후보 물질 8억 회분을 확보해 뒀다. 추가로 10억 회분을 더 살 수 있는 옵션도 챙겼다. 영국은 현재 3억 4000만 회분의 백신을 확보했다. 전 국민이 5회 접종할 수 있는 물량으로 1인당 백신 확보 물량이 가장 많다. 유럽연합(EU)은 백신을 전 세계적으로 공평하게 분배해야 한다는 주장을 주도하고 있지만 회원 국민들을 위해 역시 수억 회분의 백신을 확보해 놓고 있다. 일본, 캐나다, 호주도 이미 개별 회사들과 대규모 백신 공급계약을 맺었다. 인도는 세계 최대 백신생산회사인 세럼인스티뷰트가 영국의 옥스퍼드대·아스트라제네카와 라이선스계약을 맺고 연간 10억 회분의 백신을 생산하기로 했다. SII는 생산량의 절반은 인도 국내용으로 돌릴 계획이다. 중국은 현재 3개 백신 후보물질의 임상 3상이 진행 중이어서 백신 개발에 성공하면 국내 공급에는 문제가 없다는 입장이다. 브라질과 인도네시아도 자국에서 임상 3상을 실시하는 제약회사들과 개별적으로 공급계약을 체결했다. ●日·加·濠·印·中 등 공급 계약·자체 개발 나서 한국은 지난 21일 코백스 참여와 글로벌 백신개발기업과의 개별 협상을 통해 최소 국민 70%에게 접종할 수 있는 백신을 확보하기로 결정했다. 네이처는 현재 임상 중인 모든 백신이 승인된다면 2021년 말까지 약 100억 회분이 확보될 것으로 전망했다. 하지만 이 같은 생산능력은 추정치이고 너무 낙관적이라고 평가했다. 영국의 생명과학 분야 시장분석업체 ‘에어피니티’는 2021년 4분기까지 약 10억 회분의 백신만 사용 가능할 것으로 분석했다. 그런가 하면 CEPI가 지난 5~6월 백신 제조업체 113개사를 대상으로 실시한 설문조사 결과 임상시험이 순조로우면 2021년 말까지 20억~40억 회분의 백신이 확보될 것으로 내다봤다. 백신 가격은 아직 정해지지 않았다. 선구매 거래 비용은 비공개다. 미국은 아스트라제네카가 개발 중인 백신의 1회 접종 비용을 4달러 미만으로 책정한 것으로 알려져 있지만 모더나 백신은 1회 25달러로 전해졌다. 모더나는 회당 50달러 정도로 책정하겠다고 했다가 비난을 받았었다. 빌앤드멀린다게이츠재단과 GAVI 등은 저소득 국가에 무상 또는 회당 3달러에 공급하겠다는 계획을 발표한 바 있다. ●백신 생산 가능 물량·가격 추정치 편차 커 코로나 백신 확보 경쟁이 과열되면서 WHO를 비롯해 국제 보건기구 관계자들이 한목소리로 ‘백신 국가주의’를 경고하고 나섰다. 테워드로스 아드하놈 거브러여수스 WHO 사무총장은 지난 18일 정례 화상 언론 브리핑에서 “지도자들은 자국민을 먼저 보호해야 한다는 바람이 있겠지만, 이 팬데믹에 대한 대응은 집단적이어야 한다”며 백신 국가주의를 경계했다. 백신 국가주의의 나쁜 선례로 2009년 H1N1 대유행 당시 소수의 부국들이 백신을 독점했던 일이 꼽힌다. CEPI의 리처드 해쳇 회장은 “2009년처럼 일부 국가들이 백신을 독점할 경우 팬데믹은 더 오래 지속될 것이고, 더 많은 사람이 그로 인해 사망할 것”이라고 경고했다. 하지만 매일 수백~수천명이 사망하는 상황에서 각국의 정치지도자들은 현실적으로 자국민 우선주의 정책을 펼 수밖에 없다는 입장도 이해된다. 더욱이 선거를 앞두고 있다면 여론을 무시하기는 쉽지 않다. 최근 미국의 인터넷매체 악시오스가 여론조사기관 해리스에 의뢰한 결과에 따르면 미국인의 66%가 미국이 개발한 백신은 미국인에게 먼저 접종하고 여유가 있으면 그때 다른 나라에 배분해야 한다고 답했다. 미국 정부 관계자들은 자국민 우선주의를 설명하기 위해 긴급상황 시 비행기에서 산소마스크를 쓸 때 내가 먼저 쓰고 난 뒤 주위 사람들을 도와야 한다는 논리를 인용한다. 하지만 산소마스크는 1등석이든 일반석이든 관계없이 모두에게 지급된다는 점은 간과하고 있다. 그렇다면 해법은 없을까. 전문가들은 글로벌 백신구매공급시스템, 코백스가 대안이 될 수 있다고 보고 있다. WHO는 지난 24일 전 세계 172개국이 코백스에 참여 의사를 밝혀 왔다고 발표했다. 재정 상황이 취약해 지원이 필요한 92개 중저소득 국가와 지원 및 공동구매·공평분배 원칙에 관심을 보이는 80개 중고소득 국가가 해당된다. 코백스의 목표는 2021년까지 20억 회분의 백신을 확보해 참여국에 인구의 20%에 해당하는 물량을 공평하게 배분하는 것이다. 172개국은 전 세계 인구의 약 70%를 차지한다. 세계 주요 20개국(G20) 중 한국과 일본, 뉴질랜드 등 절반만 참여 의사를 밝혔고 정작 중요한 미국과 중국은 빠져 실효성에 의문이 남는다. 관심을 보인 나라들이 일정 액수를 내고 실제로 참여할지도 불투명하다. 코백스가 제대로 작동하려면 백신 개발과 생산시설 확대 등을 지원하기 위해 자금이 필요한데, 아직은 목표치에 한참 못 미친다. 모든 국가는 각각의 사정이 있다. 하지만 백신 국가주의가 해결책이 될 수는 없다. 공생이 아닌 공멸이 될 수 있기 때문이다.●“172개국 코백스 참여 의사… 미중 빠져 의문” CEPI 해쳇 회장은 네이처와의 인터뷰에서 코백스가 기여국들에는 다양한 백신을 보다 쉽게 구입할 수 있는 선택권을 주며 참여국이 많을수록 협상력이 커져 백신 단가도 떨어진다고 강조했다. 또 백신을 공평 배분하기 위해 제약사와의 개별 협상으로 물량을 확보한 참여국은 코백스를 통해 배분받을 수 있는 물량을 줄이는 방안을 검토할 수 있다고 밝혔다. 토머스 볼리키 미 외교협회(CFR) 글로벌건강프로그램 책임자와 채드 보운 미 피터슨국제경제연구소 선임연구원은 포린어페어스 최신호에 공동기고한 ‘백신 국가주의의 비극’에서 “백신 국가주의는 도덕적·윤리적으로 비난받을 뿐 아니라 모든 국가의 경제적·전략적·건강의 이익에도 배치된다”며 “만약 부국이 이 길을 선택한다면 승자는 없고 궁극적으로 모두가 패자가 될 것”이라고 강조했다. 이들은 국제공조를 끌어내려면 먼저 백신 생산의 50%를 차지하는 국가의 지도자들이 연대해 공평한 분배 방법과 어길 경우 제재 방안 등에 합의해야 한다고 지적했다. 얼마나 많은 지도자들이 불안해하는 자국민을 설득해 백신 국가주의로 가는 걸 막을 수 있을지 주목된다. 대기자 kmkim@seoul.co.kr
  • 2100년까지 남극 빙붕 60% 붕괴…원인은 ‘수압 파쇄’ 탓 (연구)

    2100년까지 남극 빙붕 60% 붕괴…원인은 ‘수압 파쇄’ 탓 (연구)

    지구의 기온이 계속해서 상승하면 남극 대륙을 둘러싼 거대한 얼음덩어리인 빙붕은 붕괴할 것이라고 과학자들이 경고하고 나섰다. 미국 컬럼비아대가 이끄는 한 국제 연구진은 인공위성 관측 자료와 인공지능(AI) 심층학습을 사용해 남극 대륙을 둘러싼 빙붕 표면의 균열을 지도화했다. 그러고 나서 이들은 이 관측 모델을 사용해 남극 빙붕의 약 60%가 수압 파쇄(hydrofracturing)라는 현상 탓에 붕괴 위험에 있다는 것을 예측해냈다.이번 연구는 기후 변화의 영향으로 빙붕 표면의 균열이 융해수에 잠길 경우 남극 대륙과 이어져 바다에 떠 있는 약 90만6500㎢의 이들 얼음덩어리가 붕괴할 수 있다는 점을 시사한다. 이처럼 갑작스러운 얼음덩어리의 유실은 전 세계적으로 해수면 상승을 유발할 수 있는데 기존 연구들에서는 80년 뒤인 2100년까지 최대 0.9m 높일 수 있는 것으로 나타났다. 이런 해수면 상승은 저지대에 사는 수많은 사람에게 영향을 줄 수 있고 심지어 섬 전체가 물에 잠기게 할 수도 있다. 빙붕은 대개 좁은 만(灣)과 넓은 만에 주로 끼여 있어 얼음층이 측면에서부터 압축돼 대륙에서 밀려오는 빙하의 전진 속도를 늦춘다. 그런데 위성 영상을 관측한 결과, 남극의 빙붕들이 분열하고 있는 것으로 나타났다. 대부분 빙붕에는 압력 방향에서 수직으로 길게 수많은 균열이 생성됐다. 표면에 형성되는 균열은 깊이가 몇 m에서 몇십 m에 달하며 아래 쪽에 있는 균열은 몇십 m에서 몇백 m나 위쪽으로 생길 수 있다.현재 대부분의 빙붕은 1년 내내 얼어붙어 있어 안정된 상태이지만, 이번 세기말까지 광범위한 지구 온난화가 일어날 수 있다고 이들 연구자는 예측한다. 이는 빙붕의 표면 균열 속으로 융해수를 밀어 넣어 액체 상태의 물이 균열을 키우는 수압 파쇄 현상을 일으켜 빙붕 전체가 순차적으로 빠르게 붕괴할 수 있다는 것이다. 연구에 참여한 영국 에든버러대의 마틴 웨어링 박사는 “모든 빙붕의 최대 60%가 이 과정에 취약한 상태”라면서 “이는 심각한 우려를 낳는 사항”이라고 설명했다. 기후 변화에 대처하는 주된 조치가 이뤄지지 않는 한 남극 빙붕 표면의 융해는 앞으로 크게 늘어날 것으로 예상된다. 그 원인인 수압파쇄가 이미 몇몇 지역에서 일어났기 때문이다. 최소 1만 년 동안 안정된 상태였던 라르센 빙붕의 일부는 1995년과 2002년 각각 단 며칠 만에 붕괴됐다. 이 중 두 번째 붕괴는 2008년과 2009년 윌킨스 빙붕이 부분적으로 붕괴된 데 이은 것이다. 전문가들은 이와 같은 붕괴의 주된 원인이 수압파쇄라는 데 동의했다. 라르센과 윌킨스 빙붕은 남극 대륙에서 가장 북쪽에 있는 얼음층 중 일부를 구성하고 있다. 따라서 기온이 상승해 계절적으로 얼음이 녹는 시기 동안 가정 먼저 영향을 받아왔다. 이에 대해 컬럼비아대 라몬트-도허티 지구연구소의 칭야오 라이 박사는 “그것은 단지 융해에 관한 것이 아니라 융해의 장소에 관한 것”이라고 말했다. 같은 연구소의 조너선 킹슬레이크 박사도 “이런 빙붕은 대기와 얼음 그리고 바다가 상호작용하는 취약한 부분”이라면서 “만일 빙붕의 균열이 융해수로 가득 차게 되면 그 후 붕괴가 매우 빨리 일어날 수 있고 해수면에 큰 영향을 미칠 수 있다”고 말했다. 하지만 현재 빙붕의 움직임을 정확하게 예측할 수는 없다고 이들 연구자는 말한다. 킹슬레이크 박사는 “얼마나 빨리 융해수가 생성하고 균열을 메울 수 있을지가 첫 번째 질문”이라면서 “최악의 시나리오는 세기말쯤 많은 지역이 바다에 잠기는 것이지만, 이런 예측은 사용한 모델과 인류가 앞으로 온실가스를 얼마나 감축하느냐에 따라 크게 달라진다”고 지적했다. 킹슬레이크 박사에 따르면, 두 번째 질문은 특정 지역이 수압 파쇄를 겪게 될 것인가 하는 것이고, 세 번째 질문은 그 과정이 폭주해 붕괴가 광범위하게 일어날 것인가 하는 것이다. 연구에 참여한 미국국립빙설자료센터(NSIDC)의 시어도어 스캠보스 박사는 “이 연구는 ‘이곳에서 녹아 넘치면 빙붕이 붕괴할 것 같다’고 말할 지역들을 잘 가리킨다”고 말했다. 이어 여름철에 그 해안을 따라 기온이 상승하면 해수면에 큰 영향을 미친다. 결국 모든 빙붕은 융해수로 덮일 수 있다”면서 “하지만 우리에겐 시간적 여유가 없고 커다란 문제들이 남아있다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 네이처(Nature) 최신호(8월 27일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 노준석 포항공대 교수 한국인 최초 ‘젊은 과학자상’

    노준석 포항공대(포스텍) 기계공학과·화학공학과 교수가 마이크로시스템 앤 나노엔지니어링 정상회의(MINE)에서 ‘젊은 과학자상’을 받았다. 스프링어 네이처사의 학술지 마인이 주최한 젊은 과학자 포럼은 분과별로 12명에게 젊은 과학자상을 주고 있다. 지금까지 4회 수상자 가운데 한국인이 뽑힌 것은 노 교수가 처음이다. 노 교수는 마이크로·나노 가공 분야에서 최고 수준 연구자로 꼽힌다.
  • 남극 빙붕 60% 사라질 위기…코로나 뒤에 숨은 지구 온난화의 무서운 경고

    남극 빙붕 60% 사라질 위기…코로나 뒤에 숨은 지구 온난화의 무서운 경고

    바다 근처 두께 300~900m의 얼음덩어리온난화로 녹아 표면 균열 생겨 쉽게 붕괴현재 추세면 80년 뒤 해수면 1m 높아져 英·濠·日 연구팀은 東남극 빙하 31곳 관측“따뜻한 물 유입… 年 7~16m 속도로 녹아”인류가 지금까지 경험하지 못했던 전무후무한 감염병인 코로나19와의 전쟁에 집중하고 있는 사이에 인류 생존 자체를 위협하는 더 무시무시한 적이 공격을 멈추지 않고 있다. 다름 아닌 지구온난화와 그로 인한 기후변화다. 극지방을 중심으로 지구온난화의 심각성을 경고하는 연구 결과들이 속속 발표됐다. 미국 컬럼비아대 라몬도허티 지구관측소, 지구환경과학과, 환경공학과, 컴퓨터과학과, 미국 구글, 영국 에든버러대 지구과학부, 네덜란드 위트레흐트대 해양대기연구소 공동연구팀은 남극의 빙붕 절반 이상이 얼음이 녹으면서 만들어지는 표면 균열에 취약해 쉽게 붕괴된다고 밝혔다. 이런 빙붕의 물리적 특성은 남극을 덮은 얼음 손실을 가속화시키는 또 하나의 요인이라고 연구팀은 지적했다. 이 같은 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 8월 27일자에 실렸다. 빙붕은 내륙에서 흘러든 빙하가 바다를 만나면서 평평하게 얼어붙은 두께 300~900m의 거대한 얼음덩어리다. 바다와 맞닿아 있는 부분에서 빙붕이 계속 떨어져 나가 빙산을 형성하지만 빙하가 계속 흘러들면서 일정한 크기를 유지하게 만든다. 기후학자들은 지구온난화로 인해 남극에 있는 얼음이 모두 녹을 경우 해수면은 60m가량 상승할 것으로 보고 있다. 현재와 같은 추세가 이어진다면 2100년에는 전 세계 해수면이 지금보다 1m, 2500년에는 15m 이상 상승할 것으로 전망되고 있다. 이 때문에 과학자들은 지구온난화를 늦추기 위한 방법을 연구함과 동시에 남극 대륙의 얼음이 어떻게 녹고 있는지 정확하게 이해하려는 노력을 기울이고 있다.연구팀은 빙붕의 붕괴 과정을 정확하게 파악하기 위해 남극에서 네 번째로 큰 빙붕인 ‘라르센C’와 ‘조지6세’에 대한 위성 관측을 실시했다. 이 데이터를 바탕으로 인공지능(AI) 심층학습과 응력분석을 실시해 남극 전체의 표면 균열을 지도로 만들고 붕괴에 취약한 지점을 예측했다. 그 결과 남극 빙붕 60% 이상이 표면의 얼음이 녹으면서 만들어 내는 균열로 쉽게 붕괴될 수 있는 특성을 갖고 있다고 연구팀은 밝혔다. 지구온난화로 인해 빙붕 표면이 많이 녹을수록 남극 얼음들이 쉽게 녹아 부서지고, 이는 다시 지구온난화를 부추기는 악순환을 만들게 된다는 설명이다. 일본 홋카이도대 저온과학연구소, 북극연구소, 국립극지연구소, 고등과학대학원대학교, 해양지구과학기술원, 호주 태즈매니아대 남극기후·에코시스템 합동연구센터, 영국 자연환경연구위원회 남극조사소 공동연구팀도 남극 빙하 붕괴 원인과 그동안 서(西)남극에 비해 얼음이 녹는 속도가 느리고 붕괴에 안정적인 곳으로 알려진 동(東)남극도 위험하다는 연구 결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 8월 25일자에 발표했다. 동남극은 서남극보다 고도가 다소 높아 얼음이 덜 녹는 것으로 알려졌다. 그렇지만 연구팀은 동남극 뤼초프홀름만(灣)의 시라세 빙하 31개 지점을 관측해 분석했다. 그 결과 빙하가 바다 쪽으로 흘러 내려오면서 혓바닥처럼 툭 튀어나와 있는 ‘빙하혀’ 부분에 따뜻한 물이 지속적으로 유입되면서 연간 7~16m의 속도로 얼음이 녹고 있는 것을 밝혀냈다. 이와 함께 계절에 따라 달라지는 해풍의 영향을 받아 바람이 약해지는 여름에 따뜻한 물이 더 많이 유입돼 예상보다 빠르게 녹는 것으로 확인됐다. 조너선 킹스레이크 미국 컬럼비아대 교수는 “극지방 얼음 붕괴 과정과 원인을 정확히 이해한다면 지구온난화로 인한 기후변화를 좀더 정확히 예측해 낼 수 있을 뿐만 아니라 지구온난화를 막기 위한 행동을 촉구하는 데도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 국내 연구진, 코로나 연구에도 쓰이는 생체모사칩 신속 제작법 개발

    국내 연구진, 코로나 연구에도 쓰이는 생체모사칩 신속 제작법 개발

    국내 연구진이 인체 장기의 생리학적 특성을 그대로 흉내내 신약 개발 등 의약학 연구에 많이 쓰이는 장기모사칩을 빠르게 만들 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 서울대 기계공학과 연구팀은 생물학, 의학, 약학 분야에서 최근 활발히 사용되는 바이오칩을 빠르게 만들 수 있는 초고속 레이저 직접 가공법을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료 과학분야 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스’에 실렸다. 생체적합성이 우수해 장기모사칩 제작에 많이 활용되는 폴리디메틸실리옥산(PDMS)는 투명한 고분자 물질이다. PDMS를 가공할 때는 우선 PDMS를 녹인 뒤 틀에 부어 만드는 몰딩 방식이 일반적이었다. 그렇지만 제작 비용과 시간이 오래 걸린다는 문제가 있다. 이 때문에 레이저를 이용하려는 시도가 있었지만 PDMS를 투과한다는 단점 때문에 널리 활용되지 못하고 있었다. 연구팀은 레이저의 연쇄적 열분해 현상과 연쇄반응을 이용해 고품질의 PDMS를 몰딩 없이 빠르게 직접 가공할 수 있는 방법을 찾아 냈다. 특히 레이저 열분해를 할 경우 불투명한 생성물이 만들어지며 투명한 것보다 효과적으로 레이저를 흡수해 새로운 열분해 반응을 유도할 수 있다. 연구팀은 이 현상들을 이용해 연속파 레이저를 이용해 고품질 PDMS를 가공할 수 있었고 기존 이틀 이상 소요되는 생산공정을 1시간 이내로 단축시키는데도 성공했다. 이번 기술을 활용하면 장기모사칩은 물론 소프트로봇공학, 미세유체역학 등에 다양하게 응용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.연구를 이끈 신재호 서울대 기계공학과 박사는 “이번 연구결과는 그동안 숙련자의 수가공에 상당부분 의지해오던 PDMS 가공 공정의 자동화를 가능하게 해 연구개발 단계를 넘어 대량생산에도 적용할 수 있게 됐다는데 의미가 크다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 안방서 즐기는 재즈·현대무용 광명시민회관 온라인 공연

    안방서 즐기는 재즈·현대무용 광명시민회관 온라인 공연

    경기 광명문화재단이 마주보는 콘서트-재즈의 맛 윤석철 트리오의 ‘SONGBOOK’ 과 세컨드네이처 댄스컴퍼니의 현대무용 ‘눈먼자들’ 공연을 네이버 TV 생중계로 선보인다. 광명문화재단은 코로나 집단감염이 확산돼 사회적 거리 두기가 2단계로 격상돼 관객과 예술가 안전을 최우선으로 고려해 두 공연을 네이버TV 생중계 공연을 결정했다고 24일 밝혔다. 윤석철 트리오 ‘SONGBOOK’은 26일 오후 7시30분(http://tv.naver.com/l/52632), 세컨드네이처 댄스컴퍼니 ‘눈먼자들’은 다음달 4일 오후 7시 30분(https://tv.naver.com/l/52776)에 광명시민회관에서 공연할 예정이다. 네이버TV 광명문화재단 채널을 통해 누구나 실시간으로 관람할 수 있다. SONGBOOK 공연은 한국문화예술회관연합회의 지역문화예술회관 문화가 있는 날 사업의 하나다. 티켓 오픈 일주일 만에 전석 매진됐다. 윤석철 트리오는 2019년 새 앨범 ‘SONGBOOK’ 수록곡을 중심으로 ‘윤석철 트리오’만의 에너지 넘치는 재즈 콘서트를 선보인다.대중성과 예술성을 겸비한 세컨드네이처 댄스컴퍼니의 현대무용 ‘눈먼자들’은 문예회관과 함께하는 방방곡곡 문화사업으로 진행된다. 이번 공연은 실력 있는 전문 무용단의 행보를 보이며 국내외의 인정을 받고있는 세컨드네이처 댄스컴퍼니의 작품이다. 급변하는 사회 속 현대사회를 지배하고 있는 문명의 이기와 그 안에서 존중과 돌봄, 배려를 잃어버리고 눈이 먼 채 살고 있는 ‘눈먼자들’의 모습은 어른뿐 아니라 아이들에게도 생각할 거리를 만들어준다. 광명문화재단은 코로나19로 올 한해 4개 공연을 네이버TV 생중계로 선보였다. 온라인 공연을 통해 총 2만 4075명이 누적 시청했다. 문화예술 활동에 대한 시민들의 갈증을 해소하기 위해 광명문화재단은 앞으로도 네이버TV 생중계를 비롯한 노력을 계속 이어나갈 예정이다. 광명시민회관 ‘GMC 초이스’ 공연 관람 후 현장에서 관람카드에 스탬프를 받으면 기념품을 증정하는 ‘GMC 관람카드 이벤트’를 진행한다. 광명문화재단 홈페이지(www.gmcf.or.kr) 열린광장 후기게시판에 공연 후기를 남기면 추첨을 통해 라까사 호텔 광명 라까사 키친 식사권이나 대성참기름세트를 증정한다. 공연 및 이벤트 관련한 자세한 문의는 광명문화재단 예술기획팀(02-2621-8845)으로 하면 된다. 이명선 기자 mslee@seoul.co.kr
  • [와우! 과학] 알래스카 연어 몸집이 갈수록 작아지는 이유는?

    [와우! 과학] 알래스카 연어 몸집이 갈수록 작아지는 이유는?

    쉽게 구입해 먹을 수 있는 고단백식품으로 꼽히는 연어의 몸집이 갈수록 작아진다는 사실이 밝혀졌다. 미국 캘리포니아대학 생태진화생물학 연구진은 알래스카 어업국이 1957년부터 60년간 수집한 연어 1250만 마리의 자료를 분석했다. 해당 자료에는 백연어와 은연어, 홍연어, 왕연어 등 알래스카 강으로 회귀하는 연어 4종이 포함돼 있다. 분석 결과 연구진은 알래스카 강에서 잡히는 연어의 크기가 점차 작아지고 있다는 것을 확인했다. 특히 2000년 이후부터 몸집이 급격히 작아지기 시작했고 2010년 이후부터는 작아지는 속도가 가속화 된 것으로 나타났다. 이중 왕연어는 1990년 이전보다 몸집이 약 8%나 줄어들었다.연어의 몸집이 줄어든 결과 연어알 생산량은 16%, 영양소 전달은 28%, 어업 가치는 21%, 식용 연어는 26% 감소할 것으로 전망됐다. 일반적으로 7년가량 바다를 헤엄치며 성장한 연어는 다시 산란지인 알래스카 강으로 돌아오는데, 연구진은 연어들이 바다에서 보내는 시간이 점차 짧아짐에 따라 충분히 성장하지 못한 채 알래스카 강으로 회귀한 것이 몸집이 작아진 원인 중 하나라고 분석했다. 연구를 이끈 에릭 팔코박스 박사는 ”바다로 간 야생 연어와 인공 부화한 연어 사이에 먹이 경쟁이 심해지거나 기후변화 등의 원인이 복합적으로 작용해 연어의 조기 회귀 현상을 만들어 낸 것으로 보인다“고 설명했다.몸집이 작은 연어는 산란율이 떨어져 개체 수 유지에 영향을 미칠 수 있다. 또 곰이나 곤충, 조류 등 연어를 잡아먹으며 생존하는 주변 생태계를 혼란스럽게 할 수도 있다는 것이 연구진의 설명이다. 이밖에도 작은 연어는 고기의 양이 적어 낮은 가격에 팔리는 등 연어잡이를 통한 수익도 줄게 할 수 있다. 연구진은 “연어가 바다에 머무는 시간이 길어질수록 몸집이 더 커지고 무사히 산란지에 돌아와 알을 더 많이 나을 수 있지만, 몸집이 작아지면 아예 산란지로 돌아오지 못한 채 죽을 위험도 크다”면서 “다만 바다에서 연어의 성장과 생존을 방해하는 정확한 위험이 무엇인지는 추가적인 연구를 통해 알아내야 한다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 국제 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications)에 게재됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [열린세상] 앞당겨진 미래, 디지털 대면사회를 활성화하라/이은우 건양대 교수

    [열린세상] 앞당겨진 미래, 디지털 대면사회를 활성화하라/이은우 건양대 교수

    다른 인류보다 늦게 등장한 호모사피엔스가 두뇌 용적도 크고 훨씬 힘센 종족인 네안데르탈인이나 사나운 맹수들을 물리치고 지구촌 최후의 승자가 된 이유는 바로 협동이라고 한다. 약자가 강자를 이기는 방법이 협동이라는 메시지가 그들의 유전자에 각인돼 있었다. 협동은 사람과 사람 간의 연결을 통해 발현되며 이것이 조직화되면 엄청난 힘을 발휘한다. 그들은 연결 특성으로 지식을 공유하고 배가시켜 눈부신 현대 과학문명을 꽃피웠다. 그러나 최근 코로나19가 인류의 연결 본성을 심각하게 위협하고 있다. 연결과 협동은 인간의 유전자에 깊이 각인된 유전 자산이다. 아무리 코로나19가 위세를 떨쳐도 인간은 연결돼야 살아갈 수 있는 존재다. 그러나 코로나19 팬데믹으로 인한 봉쇄와 격리 등으로 인류의 유전적 연결 본성이 심각한 위협에 처해 있다. 이러한 연결 본성 때문에 미국과 유럽, 남미 등에서 많은 사람들이 봉쇄를 참지 못하고 바깥으로 뛰쳐나오는 장면을 TV 뉴스를 통해 종종 볼 수 있다. 다행히 인류는 그동안 과학기술, 특히 IT(정보기술)를 통해 비대면 연결의 수단을 발전시키기 위해 노력해 왔다. 코로나19는 이러한 인류의 노력에 새로운 전기를 마련하고 있다. 코로나19로 인한 봉쇄와 격리는 인류를 비대면 연결사회로 내몰고 있고 강제된 비대면 연결사회는 앞당겨진 미래가 되고 있다. 우리는 코로나19의 위협 속에서도 디지털 대면을 통해 연결의 끈을 놓지 않고 난국의 극복과 새로운 미래를 확신하고 있다. 지난 8월 6일자 네이처지의 ‘팬데믹의 미래’라는 코로나19 특집 기사는 ‘코로나19 팬데믹에 접어든 지 1년 반이 되는 2021년 6월, 전 세계에 걸쳐 느린 속도로 바이러스 확산이 지속되고 있어 간헐적인 봉쇄 즉 이동제한과 집합금지가 우리의 새로운 일상(new normal)이 되고 있다’고 전망했다. 코로나19 백신의 면역 지속력이 팬데믹의 미래를 결정할 것이라고 한다. 독감과 같이 코로나19 바이러스도 쉽게 변종이 생기는 RNA 바이러스라 평생면역이 되는 백신의 개발은 어려우며, 백신의 면역 지속기간에 따라 해마다 또는 2~3년마다 코로나19가 유행할 것이라는 전망이 유력하다고 한다. 만약 백신이 개발되지 못하면 코로나19는 정기적으로 광범위하게 반복되는 풍토병(endemic)으로 바뀔 것으로 보고 있다. 치료제와 백신이 개발될 때까지는 거리두기, 마스크 쓰기, 손 씻기, 방역과 봉쇄 등으로 코로나19의 확산을 저지하는 것이 최선이며, 개발되더라도 감염 환자의 피해를 줄이면서 일정 기간마다 새로운 백신을 맞으며 코로나19와 함께 살아가게 될 것이라고 한다. 코로나19 바이러스와 함께 사는 세상이 일상화되고 이보다 더 위험한 새로운 바이러스의 출현 가능성에도 대비하기 위해서는 이번 사태로 강제로 앞당겨진 디지털 대면사회를 체계적으로 육성하고 활성화해야 한다. 이를 위해서는 첫째, 디지털 대면사회를 구성하는 여러 플랫폼들을 전략적이고 조직적으로 육성해야 한다. 예를 들면 비대면 교육 플랫폼, 비대면 마켓·물류 플랫폼, 비대면 공연·경기 플랫폼, 비대면 비즈니스 플랫폼 등이 자연스럽게 형성될 수 있도록 국가가 정책적으로 환경을 조성하고 육성해야 한다. 둘째는 보다 편리하고 안전한 디지털 대면사회를 구축할 수 있는 기술 개발을 활성화하고 지원해야 한다. 일반인들도 편리하고 안전하게 새로운 비대면 환경에 적응할 수 있는 새로운 기술과 서비스들이 개발·보급된다면 미래는 한발 더 앞당겨질 것이다. 셋째, 디지털대면사회 활성화 교육이 필요하다. 초중고 학생, 대학생, 직장인, 노인 등 모든 국민에게 디지털 대면에 익숙해지도록 교육하는 프로그램을 개발·실시해 모든 국민이 시간과 공간의 제약 없이 배우고 일하고 놀 수 있도록 유도해야 한다. 넷째, 미래사회는 온·오프 하이브리드 사회, 즉 대면과 비대면의 융합사회가 될 것이다. 따라서 비대면사회 즉 디지털 대면사회를 적극 활성화하고 대면사회와 조화를 이루도록 노력해야 한다. 코로나19 극복의 목표를 경제의 V자 회복 정도로만 생각하지 말고, 감염병으로부터 안전한 세상과 시간과 공간으로부터 좀더 자유로운 새로운 세상을 만드는 데에 방점을 두어야 할 것이다.
  • [와우! 과학] 펀치 속도 시속 80㎞…동물계 ‘핵주먹’ 갯가재의 비밀

    [와우! 과학] 펀치 속도 시속 80㎞…동물계 ‘핵주먹’ 갯가재의 비밀

    해양 갑각류인 갯가재류에는 방망이처럼 생긴 앞발을 뻗어 먹잇감을 때려잡는 종이 있다. 그중에는 흔히 관상용으로 기르는 공작갯가재가 유명한데 이들 갯가재를 흔히 스매셔(smasher·이하 주먹)형이라고 부른다. 반면 우리나라에 서식하는 갯가재와 같이 먹잇감을 베거나 낚아채는 유형을 스피어(spear·할퀴기)형이라고 한다. 그런데 이런 주먹형 갯가재는 동물의 세계에서도 가장 강력한 ‘핵주먹’을 지닌 종으로 정평이 나 있다. 왜냐하면 이들 종은 앞발을 뻗을 때의 속도가 시속 80㎞를 넘기 때문이다. 이는 프로 권투선수들이 주먹을 내지를 때의 속도인 시속 30~50㎞보다 훨씬 빠른 것이다. 게다가 그 공격력은 상상 이상으로 강력해 유리로 된 어항을 깨거나 사람 손가락을 부러뜨렸다는 얘기가 전해지고 있을 정도다.심지어 갯가재는 물고기는 물론 딱딱한 껍질을 지닌 게를 때려 부술 때도 그 앞발에는 전혀 손상이 생기지 않는다. 최근 미국 캘리포니아대 어바인캠퍼스(UCI) 등 국제연구진은 주먹형 갯가재들의 앞발이 왜 그렇게 내구성이 뛰어난지 그 비밀을 밝혀냈다. 연구를 주도한 데이비드 키사일러스 UCI 교수는 “사람이 갯가재와 같은 속도와 힘으로 주먹을 뻗어 단단한 벽을 계속 때려도 뼈가 부셔지지 않는다고 생각해 보라”면서 “우리는 이들 갯가재의 앞발이 대체 어떤 구조로 됐기에 아무런 손상도 생기지 않는 것인지가 궁금했다”고 말했다. 이런 의문점에서 출발한 키사일러스 교수와 그 동료 연구자들은 투과전자현미경(TEM)과 원자간력현미경(AFM)이라는 두 종의 전자현미경을 활용해 주먹형 갯가재의 앞발을 자세히 조사했다.그 결과, 이들 갯가재의 앞발은 특수 구조로 결합한 나노 입자로 뒤덮여 있는 것으로 나타났다. 우선 개개의 나노 입자는 구체 형태로 돼 있고 부드러운 유기물(단백질, 다당질)과 단단한 무기물(인산칼슘)이 결합해 있다. 그리고 수많은 나노 입자가 합쳐져 특수한 결정 구조를 이루면서 앞발 표면을 덮고 있다. 게다가 이처럼 무기물과 유기물이 결합한 것이 앞발의 탄성과 강성을 높이는 비결이 된 것으로 확인됐다. 실험에서 낮은 에너지의 충격을 가했을 때 코팅의 결정 구조는 거의 마시멜로처럼 변하고 외력이 사라지면 원래대로 돌아가기 시작했다. 반면 높은 에너지의 충격을 주면 나노 입자의 결합이 깨져 결정 구조를 잃게 됐다. 그런데 단단한 결정 구조를 일시적으로 잃어버림(비정질)으로써 쿠션처럼 돼 에너지를 분산하고 있었다. 이 특수한 구조는 부드러운 유기물과 단단한 무기물의 조합에 의해 생겨나 강성을 잃지 않고 에너지의 흡수와 분산 특성을 얻고 있었다. 이에 대해 키사일러스 교수는 “금속이나 세라믹 같은 대부분의 금속이나 기술적인 세라믹을 능가하는 보기 드문 결합 형태”라고 설명했다. 이어 “갯가재 앞발의 코팅 구조는 자동차와 항공기 외에도 방탄복이나 헬멧 등 여러 분야에서 활용할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스’(Nature Materials) 최신호(8월 17일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 미세플라스틱 2100만t, 대서양을 덮쳤다

    미세플라스틱 2100만t, 대서양을 덮쳤다

    지구촌 환경오염의 새로운 주범으로 지목된 미세플라스틱이 예상치보다 훨씬 많이 대서양을 점령한 것으로 나타났다. 적게는 1200만t에서 많게는 2100만t까지 추정되는 미세플라스틱 조각들이 대서양을 떠다니고 있다는 영국 국립 해양학 센터의 연구팀 탐사 결과가 최근 학술지 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다고 BBC가 18일 전했다. 연구팀은 영국에서 포클랜드제도에 이르는 대서양 중부를 통과하는 탐사에서 수면 위쪽 200m 상층부를 훑으며 바닷물을 미세한 체로 걸러내는 장치를 이용해 이런 결과를 얻었다. 2100만t은 1000척에 이르는 컨테이너 화물선을 완전히 채울 수 있는 방대한 양이다. 연구를 주도한 카치아 파보르차바 박사는 “해양 상위 5%에 떠 있는 미세플라스틱 입자의 질량을 측정함으로써, 연구팀은 이전 수치보다 훨씬 많은 분량의 플라스틱을 측정해 낼 수 있었다”고 말했다. 그는 “이전에는 바다에서 발견한 플라스틱의 양과 우리가 바다에 버렸다고 생각했던 플라스틱 양 사이에 균형을 맞추지 못했다. 그동안 가장 작은 플라스틱 입자들은 측정하지 않았기 때문”이라고 밝혔다. 파보르차바 박사팀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등 가장 일반적으로 사용되고 버려지는 세 종류의 폴리머 재질 샘플을 분석했고, 60년 이상 동안 미세플라스틱 물질이 축적된 것으로 보고 있다. 맨체스터 대학의 플라스틱 오염 전문가인 제이미 우드워드는 “이번 결과는 해양의 미세플라스틱이 당초 추정치보다 훨씬 높으리라는 예상을 확인시켜 주는 셈”이라고 말했다. 특히 코로나 대유행 속에서 환경단체들은 일회용 마스크가 플라스틱 쓰레기의 가장 흔한 품목으로 부상했다고 우려한다. 해변 청소를 주관하는 자선단체 ‘모어캠베이 파트너십’ 측은 “우리는 이제 비닐봉지보다 일회용 마스크를 더 많이 찾는다”고 말했다. 이재연 기자 oscal@seoul.co.kr
  • 2100만t 미세 플라스틱 ‘둥둥’… 대서양을 삼켰다

    2100만t 미세 플라스틱 ‘둥둥’… 대서양을 삼켰다

    지구촌 환경오염의 새로운 주범으로 지목된 미세 플라스틱이 예상치보다 훨씬 많이 대서양을 점령한 것으로 나타났다. 적게는 1200만t에서 많게는 2100만t까지 추정되는 미세 플라스틱 조각들이 대서양 바다를 떠다니고 있다는 영국 국립 해양학 센터의 연구팀 탐사 결과가 최근 학술지 네이처 커뮤니케이션에 게재됐다고 BBC가 18일 전했다. 연구팀은 영국에서 포클랜드 제도에 이르는 대서양 중부를 통과하는 탐사에서 수면 위쪽 200m 상층부를 훑으며 바닷물을 미세한 체로 걸러내는 장치를 이용해 이런 결과를 얻었다. 2100만t은 1000척에 이르는 컨테이너 화물선을 완전히 채울 수 있는 방대한 양이다. 1㎥ 당 무려 7000개의 플라스틱 입자들이 발견됐다고 연구팀은 밝혔다. 연구를 주도한 카치아 파보르차바 박사는 “해양 상위 5%에 떠 있는 미세 플라스틱 입자의 질량을 측정함으로써, 연구팀은 이전 수치보다 훨씬 많은 분량의 플라스틱을 측정해낼 수 있었다”고 말했다. 그녀는 “이전에는 바다에서 발견한 플라스틱의 양과 우리가 바다에 버렸다고 생각했던 플라스틱 양 사이에 균형을 맞추지 못했다. 그동안 가장 작은 플라스틱 입자들은 측정하지 않았기 때문”이라고 밝혔다. 파보르차바 박사팀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등 가장 일반적으로 사용되고 버려지는 세 종류의 폴리머 재질 샘플을 분석했고, 60년 이상 동안 미세 플라스틱 물질이 축적된 것으로 보고 있다. 맨체스터 대학의 플라스틱 오염 전문가인 제이미 우드워드는 “이번 결과는 해양의 미세 플라스틱이 당초 추정치보다 훨씬 높으리라는 예상을 확인시켜 주는 셈”이라고 말했다. 특히 코로나 대유행 속에서 환경단체들은 일회용 마스크가 플라스틱 쓰레기의 가장 흔한 품목으로 부상했다고 우려한다. 해변 청소를 주관하는 자선단체 ‘모어캠베이 파트너십’ 측은 “우리는 이제 비닐봉지보다 일회용 마스크를 더 많이 찾는다”고 말했다. 이재연 기자 oscal@seoul.co.kr
  • [안녕? 자연] 빙하관광은 옛말…100년 새 달라진 로키산맥

    [안녕? 자연] 빙하관광은 옛말…100년 새 달라진 로키산맥

    전 세계에서 손꼽히는 빙하 관광지였던 캐나다 로키산맥의 모습이 100년 새 완전히 달라졌다. 이제 로키산맥 빙하관광은 옛말에 불과할지 모른다. 캐나다 워털루대학의 생태학자인 앤드류 트랜트 박사가 이끈 공동 연구진은 로키산맥의 변화를 살피기 위해 지난 100년간 로키산맥을 촬영한 12만 장 이상의 이미지를 수집하고 이를 분석했다. 이중 초기 캐나다 로키산맥의 경사면과 전경을 한눈에 비교할 수 있는 이미지 8000여 장을 고른 뒤, 현재의 모습과 비교할 수 있도록 추가로 촬영을 진행했다. 이 작업의 결과물 중 하나는 1931년 촬영된 흑백사진이다. 당시 앨버타 크로우스네스트 일대를 담고 있는 사진에서는 흰색의 눈이 구릉 정상과 경사면을 뒤덮고 있는 모습을 명확하게 담고 있지만, 그로부터 77년이 흐른 뒤인 2008년에 찍힌 같은 장소의 사진에서는 초록색의 초목이 빽빽하게 자라나 있는 것을 볼 수 있다.1927년에 촬영된 로키산맥의 또 다른 지점 역시 꼭대기와 경사면이 모두 눈으로 뒤덮였던 당시와 달리, 2009년에는 꼭대기 일부 지역에만 소량의 눈이 남아있을 뿐, 대부분 풀과 흙으로 뒤덮인 모습을 확인할 수 있다. 연구진은 불과 한 세기 동안 많은 빙하와 눈이 사라져 산의 경사와 봉우리가 드러났으며, 이번 프로젝트는 지난 100년 동안 로키산맥의 풍경이 얼마나 달라졌는지를 한눈에 보는데 도움이 된다고 설명했다.또 로키산맥의 수목 한계선이 변화하고 숲의 밀도가 증가하는 것 모두 기후변화의 결과라고 덧붙였다. 일반적으로 수목 한계선은 기후변화에 따라 달라지며, 수목의 종이 기후변화에 어떤 영향을 받는지를 확인하는데 중요한 자료로 활용된다. 연구를 이끈 앤드류 트랜트 박사는 “우리는 수목 한계선이 과거보다 더 높은 위도와 고도에 존재한다는 사실을 확인했다. 기후변화의 영향으로 수목 한계선에 변화가 생기면 새와 나무 등 생태계가 변화의 위협을 받을 수 있다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
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