얼음과 눈으로 가득한 남극반도 해안가에 최근 초록빛과 붉은빛이 번지고 있다. 이 색깔의 정체는 눈과 얼음 위에서 살아가는 아주 작은 미세 생물인 ‘눈조류’다. 식물처럼 광합성을 하는 이 미세 생물들이 눈밭 위에서 한꺼번에 자라면서 흰 동토의 땅을 초록색으로 물들이고 있다. 이에 대해 미국 웨스턴워싱턴대 환경과학과, 콜로라도 볼더대 항공우주공학과 공동 연구팀은 남극 해안의 눈을 초록빛으로 만드는 결정적 원인은 다름 아닌 ‘펭귄의 배설물’이라는 사실을 규명했다고 9일 밝혔다. 펭귄이 눈밭에 남긴 배설물이 눈조류에 비료 역할을 하며 폭발적 성장을 이끌어 내고 있다는 것이다. 이 연구 결과는 지구물리학 분야 국제 학술지 ‘지구물리학 연구 저널: 생물지구과학’ 8일 자에 실렸다. 연구팀은 남위 63도에 위치한 디셉션섬부터 남위 68도 스토닝턴섬까지 위도 5도 범위의 남극반도 서쪽 해안 9개 지역에서 초록 눈, 붉은 눈, 깨끗한 흰 눈 등 111개의 눈 시료를 채취해 현미경과 화학 장비로 정밀 분석했다. 그 결과, 초록색으로 물든 눈 속에는 눈조류의 성장에 필수적인 영양소인 인산염이 대량으로 포함돼 있었으며 야생동물의 영향이 강한 곳일수록 인산염 농도가 높고 조류의 번성 정도가 심하다는 점이 증명됐다. 초록 눈의 인산염 농도는 붉은 눈보다 약 10배, 깨끗한 흰 눈보다 무려 70배 높은 것으로 나타났다. 연구팀은 이 인산염의 출처가 펭귄과 바닷새의 배설물인 ‘구아노’라는 사실을 확인했다. 펭귄과 도둑갈매기 같은 바닷새들은 크릴이나 물고기를 잡아먹은 뒤 해안가 눈밭으로 돌아와 배설물을 남긴다. 펭귄들이 눈 위를 뒤뚱거리며 돌아다니는 동안 배설물이 발과 몸에 묻어 눈밭 전체로 넓게 퍼지게 된다. 바다에서 유입된 영양분이 배설물 형태로 육지 눈밭에 공급되면서 눈조류가 자라기 좋은 최적 환경이 만들어진 것이다. 이는 바다의 먹이사슬과 육지 눈 생태계가 서로 깊이 연결되어 있음을 보여주는 중요한 발견이라고 연구팀은 밝혔다. 눈조류는 영양분과 환경 상태에 따라 자기 몸 색깔을 자유롭게 바꾼다. 게다가 펭귄 배설물 덕분에 인산염 같은 영양분이 넉넉하게 공급되면 조류는 광합성을 돕는 엽록소를 세포 속에 가득 채운다. 남극의 짧은 여름 동안 햇빛을 최대한 많이 받아 빠르게 자라기 위해서다. 이 때문에 영양 상태가 좋은 눈조류는 짙은 초록색을 띤다. 초록 눈의 엽록소 농도는 붉은 눈보다 약 7배 높은 것으로 나타났다. 반대로 영양분이 부족해지거나 햇빛이 너무 강하고 혹독한 환경이 되면 조류는 성장을 멈추고 몸을 보호하기 시작한다. 이때 조류는 붉은색 색소인 ‘아스타잔틴’을 만들어낸다. 아스타잔틴은 연어 살이나 새우 껍데기를 붉게 만드는 색소로 강한 자외선으로부터 조류 세포를 보호하는 ‘천연 자외선 차단제’ 역할을 한다. 남극의 눈이 초록색으로 보이는 것은 조류가 영양분을 듬뿍 먹고 활발히 자라는 중이라는 신호이고 붉게 보이는 것은 혹독한 환경에서 버티고 있다는 신호인 셈이다. 눈조류가 번성해 눈의 색깔이 어두워지면 남극의 빙하와 눈이 녹는 속도가 훨씬 빨라진다. 핵심은 물체가 햇빛을 얼마나 반사하는지 나타내는 ‘알베도’(반사율) 개념이다. 깨끗한 흰 눈은 거울처럼 햇빛의 대부분을 반사하지만 눈조류가 자라 눈 표면이 어두워지면 햇빛을 반사하지 못하고 흡수하게 된다. 이를 생물에 의해 눈밭이 어두워진다는 의미로 ‘생물학적 암색화’라고 부른다. 연구팀에 따르면 붉은 눈은 흰 눈보다 햇빛 반사율이 약 20% 떨어졌고 초록 눈은 반사율이 약 40%나 떨어졌다. 반사율이 떨어진 만큼 눈은 햇빛 에너지를 흡수해 스스로 따뜻해지고 더 빨리 녹는다. 초록 조류가 눈을 녹이는 효과는 붉은 조류보다 약 2배나 더 강력한 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 엘리아 칸 콜로라도 볼더대 박사는 “기후변화로 해빙이 줄어들면서 젠투펭귄 같은 일부 펭귄 종은 번식지를 남쪽으로 빠르게 옮겨가고 있는데 펭귄 서식지가 남쪽으로 이동하면 펭귄 배설물로 비옥해지는 눈조류 서식지 역시 함께 넓어진다”라며 “남극이 따뜻해질수록 펭귄과 바닷새의 배설물이 만든 초록 눈이 남극 전역으로 넓어져 남극의 눈과 얼음을 한층 더 빠르게 녹여 버리는 연쇄 반응을 일으키게 된다”고 설명했다.

지구 기후는 시대에 따라 극단적인 변화를 겪었다. 예를 들어 2만년 전 마지막 빙하기 때는 북미 대륙과 유럽 대륙의 상당 부분이 두꺼운 빙하로 뒤덮여 있었고 해수면은 지금보다 120m 이상 낮아 서해 바다 역시 넓은 육지로 드러나 있었다. 하지만 그렇다고 해서 빙하기가 지구 역사상 가장 추웠던 시기는 아니다. 빙하기에도 빙하에 덮이지 않은 육지가 많았고 적도 부근은 여전히 비교적 따뜻했다. 그러나 7억 2000만년 전부터 6억 3500만년 전까지 이어진 크리오스진기(Cryogenian period), 혹은 창빙기(創氷紀)에는 상황이 달랐다. 이 시기 지구는 적도 부근까지 얼음이 확장되고 바다 대부분이 두꺼운 얼음으로 덮인 상태였던 것으로 보인다. 과학자들은 이런 상태를 ‘눈덩이 지구(Snowball Earth)’라고 부른다. 지구가 대체 왜 이렇게 극단적인 빙하기를 신생대 전체보다 훨씬 오래 겪었는지는 여전히 완전히 풀리지 않은 수수께끼다. 특히 빙하기가 시작된 이후 어떻게 그렇게 극단적인 한랭 상태로 진행됐는지는 많은 연구가 진행되고 있는 주제다. 16일 학계에 따르면 최근 노르웨이 북극 대학교(UiT)의 과학자들은 최근 전혀 예상하지 못했던 요인이 당시 지구의 냉각을 더 강화했을 가능성을 제시했다. 연구팀이 지목한 범인은 바로 소금이다. 소금물은 잘 얼지 않기 때문에 언뜻 보면 한랭화와는 거리가 먼 요소처럼 보이지만, 연구팀에 따르면 눈덩이 지구 환경에서는 오히려 반대의 효과가 나타날 수 있다. 모든 것이 꽁꽁 얼어붙은 눈덩이 지구 상태에서도 수증기는 완전히 사라지지 않는다. 매우 낮은 온도에서도 얼음이 직접 기체로 변하는 승화(sublimation)가 일어나기 때문이다. 예를 들어 화성에서도 얼음이 승화하면서 희박한 대기 속에 수증기가 공급되는 현상이 관측된다. 눈덩이 지구에서도 비슷한 과정이 일어나 얼음에서 수증기가 조금씩 생성될 수 있다. 하지만 이 과정에서 물은 기체로 사라질 수 있는 반면 소금은 남게 된다. 따라서 오랜 시간이 지나면 얼음 표면에는 염분이 점차 농축되고 결국 소금 침전물이 축적될 수 있다. 문제는 이 소금 층이 얼음보다 더 높은 반사율을 가질 수 있다는 점이다. 연구팀의 시뮬레이션에 따르면 일단 얼음 표면에 염분 침전이 형성되기 시작하면 태양빛 반사가 증가하면서 이미 진행 중이던 냉각 추세가 더욱 강화된다. 즉 ‘소금–알베도 피드백(salt–albedo feedback)’이 작동해 지구 표면 온도를 추가로 낮추는 효과가 나타난다는 것이다. 이 모델에 따르면 같은 조건에서 얼음 표면에 소금이 축적되지 않는 경우보다 훨씬 더 낮은 기온까지 떨어질 수 있으며, 한 번 눈덩이 지구 상태에 들어가면 다시 따뜻한 기후로 돌아가기 위해 더 많은 에너지가 필요하게 된다. 물론 이 연구가 눈덩이 지구의 모든 미스터리를 해결하는 것은 아니다. 무엇보다 이런 극단적인 빙하기가 애초에 왜 시작됐는지는 여전히 논쟁 중이며, 당시 극단적 한랭화에는 대륙 배치 변화와 이산화탄소 감소 등이 중요한 역할을 했을 것으로 주장하는 과학자들도 있다. 아직 많은 질문이 남아 있지만, 눈덩이 지구는 지구 기후가 얼마나 극단적인 상태까지 변할 수 있는지를 보여주는 대표적인 사례다. 이번 연구는 이 고대 빙하기가 어떻게 그렇게 오랫동안 유지될 수 있었는지에 대해 새로운 단서를 제공하고 있다.

서울의 미세먼지는 햇빛을 반사해 지구를 식혀주는 성분이 많았고, 멕시코시티의 미세먼지는 햇빛을 흡수해 온난화를 일으키는 성분이 상대적으로 많은 것으로 조사됐다. 울산과학기술원(UNIST) 지구환경도시건설공학과 박상서 교수팀은 세계 14개 도시에서 수집한 미세먼지 화학시료와 광학데이터를 분석해 이런 결과를 얻었다고 20일 밝혔다. 연구팀에 따르면 서울의 초미세먼지는 황산염·질산염 비중이 높아 태양빛을 강하게 산란시키는 ‘반사형’ 성격을 띠는 것으로 나타났다. 반면 멕시코시티는 그을음 성분이 상대적으로 많아 빛을 강하게 흡수하는 ‘흡수형’ 특성이 두드러졌다. 연구팀은 서울, 베이징, 멕시코시티 등 세계 14개 도시에서 채집한 시료의 화학성분자료와 광학데이터자료를 비교 분석해 이런 결과를 도출했다. 광학데이터자료는 햇빛이 대기를 통과하면서 얼마나 흡수되고 산란하는지를 측정하고, 분석을 통해 미세먼지 농도를 추정한다. 분석 결과, 황산염·질산염처럼 빛을 산란시키는 성분이 높을수록 단일산란알베도 값도 커졌다. 단일산란알베도는 공기 중 입자가 들어온 빛을 얼마나 반사(산란)하고 흡수하는지를 나타내는 지표다. 값이 1에 가까울수록 빛을 반사하고, 0에 가까울수록 빛을 흡수한다는 뜻이다. 반대로 블랙카본처럼 흡수성 성분이 많아질수록 단일산란알베도는 줄어들었고, 특히 파장이 긴 영역(870~1020nm)에서 그 경향이 두드러졌다. 또 대기 중 흙먼지의 양이 많아질 때는 파장별 산란 특성이 급격히 변하는 모습도 확인됐다. 박 교수는 “광학 특성 데이터만을 이용해 미세먼지의 성분별 독성 차이를 간접적으로 추정할 수 있는 기반을 제시했다”며 “앞으로 대기질 예보, 보건 정책 수립의 정확도를 높이는 기초 자료로 활용될 수 있을 것”이라고 기대했다. 이번 연구는 UNIST 동남권 미세먼지연구관리센터와 공동으로 수행됐다. 미국화학학회에서 발행하는 환경 분야 저명 학술지 ‘환경과학기술’에 게재됐다.

하늘을 뿌옇게 만드는 미세먼지도 나라마다 성질이 다르다는 분석 결과가 나왔다. 울산과학기술원(UNIST) 지구환경도시건설공학과 연구팀은 전 세계 14개 도시에서 수집한 미세먼지 화학 시료와 광학 데이터를 분석한 결과, 서울의 미세먼지는 ‘반사형’이고, 멕시코시티의 미세먼지는 ‘흡수형’처럼 나라마다 다른 특징을 보였다고 20일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국화학학회에서 발행하는 환경 분야 국제 학술지 ‘환경 과학 기술’에 실렸다. 연구팀은 서울, 베이징, 멕시코시티 등 전 세계 14개 도시에서 채집한 시료의 화학 성분 자료(스파르탄·SPARTAN)와 광학 데이터 자료(에어로넷·AERONET)를 비교 분석했다. 에어로넷은 햇빛이 대기를 통과하면서 얼마나 흡수되고 산란하는지를 지상에서 측정할 수 있는 자료 데이터망으로 이를 분석하면 대기가 얼마나 뿌연지 알 수 있어 미세먼지 농도를 추정하는 데 활용된다. 분석 결과, 황산염이나 질산염처럼 빛을 산란시키는 성분 비율이 높을수록 단일산란 알베도 값이 큰 것으로 나타났다. 단일산란 알베도는 공기 중 입자가 들어온 빛을 얼마나 반사나 산란하고 흡수하는지를 나타내는 지표다. 값이 1에 가까울수록 빛을 주로 반사하고, 0에 가까울수록 빛을 흡수한다. 반대로 블랙카본처럼 흡수성 성분이 많을수록 단일산란 알베도는 줄었는데, 파장이 긴 영역에서 그 영향이 두드러졌다. 또 대기 중 흙먼지의 양이 많아질 때는 파장별 산란 특성이 급격하게 변한다는 사실도 확인됐다. 이에 따라, 서울의 초미세먼지는 황산염과 질산염 비중이 높아 태양 빛을 강하게 산란시키는 반사형 성격을 띠고, 멕시코시티의 초미세먼지는 그을음 성분인 블랙카본이 상대적으로 많아 빛을 강하게 흡수하는 ‘흡수형’ 특성이 두드러지게 나타났다. 반사형 미세먼지는 햇빛을 우주로 반사해 지구를 식히는 효과가 있고, 흡수형 미세먼지는 태양 에너지를 흡수해 온난화를 가속하는 효과를 낼 수 있다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 박상서 교수는 “이번 연구 결과는 광학 특성 데이터만을 이용해 미세먼지의 성분별 독성 차이를 간접적으로 추정할 수 있는 기반을 제시했다”며 “성분 변화가 광학적 거동을 연속적으로 바꾼다는 근거를 통해 대기질 예보, 기후 모델 개선은 물론 보건 정책 수립의 정확도를 높이는 기초 자료로도 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

유럽 ​​우주국(ESA)이 최근 화성 표면에 있는 600㎞ 길이의 협곡을 촬영한 사진을 공개했다. 유럽 최초의 화성 탐사선 ESA의 마스 익스프레스가 촬영한 이 사진은 과거 어떤 화성 표면 사진보다 선명한 해상도를 자랑한다. 이 사진은 그랜드 캐년보다 긴 장대한 화성 협곡의 모습을 생생하게 보여준다.​ 7일 ESA이 보도자료를 통해 공개한 사진에 따르면 붉은 행성 화성의 표면은 긁힌 자국과 흉터로 가득 차 있다. ‘아가니페 포사’(Aganippe Fossa)라는 이름의 이 지형은 가파른 벽이 있는 도랑처럼 함몰한 홈 중 하나다. 그러나 더 구체적으로 아가니페 포사는 ‘그라벤’(graben)’이라고 불리는 것이다. 그라벤이란 지구(地溝)를 뜻하는데, 거의 평행한 2개 이상의 정단층 사이에 발달된 길고 낮은 지대를 말한다.​ ESA 관계자는 “아가니페 포사가 언제 어떻게 생겨났는지 확신할 수 없지만, 화성의 거대한 타르시스 화산 아래에서 솟아오르는 마그마로 인해 지각이 늘어나고 갈라지면서 형성된 것으로 본다”고 밝혔다. ​ 행성 명명법에서 흔히 볼 수 있듯이 ‘아가니페 포사’라는 이름은 고대 신화에 뿌리를 두고 있다. 테르메소스 강의 딸인 아가니페는 그리스 헬리콘 산 기슭에서 발견되는 샘과 관련된 요정이었다. 아가니페 로사는 화성의 가장 큰 화산 중 하나인 아르시아 몬스의 기슭에 있다. ‘포사’(Fossa)는 도랑을 의미하는 라틴어에서 파생되었으며, 행성이나 달 표면의 길고 좁은 함몰을 의미한다.​최근 공개된 사진은 2003년부터 화성 궤도를 돌고 있는 ESA 마스 익스프레스가 촬영한 것이다. 비록 착륙선인 비글 2호가 분실되었지만, 궤도선은 화성 광물 지도를 작성하고, 대기를 연구하고, 지각 아래를 조사하고, 화성의 두 작은 위성인 포보스와 데이모스를 조사하는 등, 화성에 대한 전체적인 조사를 수행하고 있다.​ 마스 익스프레스는 고해상도 스테레오 카메라로 포착한 화성 표면의 아가니페 포사의 새로운 사진은 놀라운 해상도로 화성의 다양한 표면 특징을 매우 자세하게 드러내주고 있다. 사진에는 요철이 심한 울퉁불퉁하고 고르지 못한 구릉지대를 비롯, 잔해로 뒤덮인 매끄럽고 완만하게 경사진 절벽(lobate terrains)을 모두 보여준다.​ ESA에 따르면 이러한 지형은 고대 빙하와 연관되었을 가능성이 있는 화산 기저부 주변의 10만㎞·2 원형 면적과 관련하여 아르시아 몬스의 고리 모양의 ‘오레올’(aureole·주변광)의 특징이다. “흥미롭게도 이 후광은 화산의 북서쪽 측면에만 형성되었으며, 이는 시간이 지남에 따라 얼음이 자리잡는 반대 방향의 우세한 바람으로 인해 발생했을 가능성이 높다”고 ESA 관련자가 밝혔다.​ 연구팀은 또한 이 지역의 바람에 날린 먼지와 모래 역학에 대해 설명했다. 연구팀은 “이는 더 어두운 물질이 더 밝은 땅에 퇴적된 결과로 행성 표면에 ‘얼룩말과 같은’ 패턴을 생성했다”면서 “여기 표면에는 화산이 활동했던 때부터 용암 흐름의 증거도 보여준다”라고 덧붙였다.​ 아가니페 포사는 화성의 많은 고전적인 알베도(albedo·달·행성이 반사하는 태양 광선의 비율) 특징 중 하나다. 이는 지구에 있는 망원경을 통해서도 행성에서 볼 수 있는 밝고 어두운 특징을 말한다. 우주 기반 궤도선을 통해 천문학자들은 행성 표면과 흥미로운 지형에 대한 전례 없는 전망을 얻었다.​ ESA 과학자들은 “마스 익스프레스 임무는 평생 동안 엄청나게 생산적이었고 이전보다 화성에 대해 훨씬 더 완전하고 정확한 이해를 가져다주었다”고 설명했다.

우리은하에서 발견된 행성 중 역대 가장 반짝반짝 빛나는 외계행성이 발견됐다. 최근 칠레 디에고포르탈레스대학 등 공동연구팀은 금속성 구름을 가지고 있어 별빛의 80%를 반사하는 기괴한 외계행성 'LTT9779 b'를 발견했다는 연구결과를 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics)에 발표했다. 지구에서 약 264광년 떨어진 곳에 위치한 외계행성 LTT9779 b는 그야말로 놀라움의 연속이다. 먼저 지구의 5배 만한 LTT9779 b는 알베도(별빛에 대한 천체 표면의 반사율)가 무려 80%에 달하는데 이는 별빛의 80%를 그대로 반사한다는 의미다. 이에비해 지구의 알베도는 약 30%, 태양계에서 가장 반짝반짝 빛나는 금성은 75%다. 크기로 보면 해왕성만한 행성이 마치 거대한 거울처럼 빛을 반사하는 역할을 하는 셈으로, 이는 행성의 구름이 티타늄과 유리(규산염) 등 금속성 성분으로 이루어져있기 때문이다. 더욱 놀라운 사실은 LTT9779 b가 항성을 불과 19시간 만에 공전한다는 점으로 그야말로 별에 바짝 붙어있다. 이때문에 LTT9779 b의 대기온도는 무려 2000°c를 넘어설 것으로 추정된다. 이처럼 비정상적으로 행성이 항성에 가까우면 너무 뜨거워 구름이 생성되기 힘들지만 LTT9779 b는 이같은 상식도 뛰어넘어 금속 구름을 형성하고 있다.연구의 공동저자인 프랑스 코트다쥐르 천문대 천체 물리학자 비비앙 파르망티에는 "행성에 구름이 있는 이유는 대기에 규산염 가스가 매우 풍부해 샤워기를 계속 틀면 수증기가 욕실에 미니 구름을 형성하는 것과 유사하다"면서 "이 구름이 빛을 반사해 행성이 너무 뜨거워져 증발하는 것을 막아 생존을 가능케 한 것으로 보인다"고 설명했다. 한편 LTT9779 b는 지난 2020년 미 항공우주국(NASA)의 ‘외계 행성 사냥꾼’인 우주망원경 TESS에 의해 처음 발견됐다. 이번 연구는 유럽우주국(ESA)의 외계 행성 탐사를 위한 우주망원경인 키옵스(CHEOPS)의 관측 데이터로 이루어졌다. 키옵스는 무게 273㎏, 길이 1.5m 정도 되는 소형 우주 망원경이지만, TESS보다 별을 더 오래 고정해서 관측할 수 있다는 장점이 있다.  

오늘밤(3월 2일), 지난 몇 주 동안 가장 밝았던 두 행성인 금성과 목성이 거의 밀착하는 드라마가 밤하늘에 펼쳐진다. 금성과 목성은 서로 천천히 접근하고 있으며, 오늘 저녁 7시에는 가장 가까이 초접근한다. 두 행성은 해질녘 서남서쪽 하늘에서 약 1/3 정도 위로 나란히 나타날 것이다. 관찰 조건도 아주 좋다. 적어도 2시간 동안 두 행성의 밀착 모습을 볼 수 있다. 날씨도 구름 없이 맑다. 하늘이 완전히 어두워지기 전이라도 두 행성을 찾는 것은 아주 쉽다. 서쪽 하늘 지평선 위에 가장 밝게 빛나는 천체가 바로 이들이기 때문이다. 물론 쌍안경이나 소형 천체망원경 이용하면 두 행성의 접근을 더욱 흥미진진하게 감상할 수 있다. 맨눈으로 보아도 너무나 밝아서 UFO나 스파이 풍선이 나타났다는 신고가 적지 않게 접수될 것으로 보인다. 오늘밤의 결합은 거의 10년 동안 최고의 밀착 결합이 될 것이다. 이 같은 결합은 9년 후인 2032년 2월 8일이 되어서야 볼 수 있다. 그때 두 행성은 미명의 아침 하늘에서 0.35도 거리까지 접근한다. 저배율 또는 중배율 망원경의 시야에서 두 행성은 뚜렷한 구체의 모습을 드러내어 보는 이의 탄성을 자아낼 것이다. 물론, 두 행성 모두 약간 흔들리듯이 보이는 것은 고도가 낮아 기구 대기의 굴절로 인한 것이다. 금성은 작고 어른거리는 덩어리로 보이며, 목성은 눈에 띄게 큰 덩치로 보인다. 유명한 줄무늬도 나타나고, 4개의 갈릴레이 위성 중 3개가 큰 행성의 한쪽에 거의 직선으로 배치된다. 가까운 것부터 나열하면, 이오, 가니메데, 칼리스토 순인데, 그 늘어선 아름다운 광경은 탄성을 자아내기에 충분하다. 이 행성들은 거의 동일한 알베도(태양 빛에 대한 천체 표면의 반사율)를 가지며, 입사 햇빛의 약 3/4을 우주로 다시 반사한다. 그러나 목성은 금성보다 태양에서 거의 7배 멀리 떨어져 있는 만큼 단위 면적당 금성에 비해 겨우 2% 햇빛을 받는다. 따라서 목성의 원반은 금성보다 거의 3배 더 넓게 보이지만, 금성에 비해 밝기는 5분의 1밖에 안된다. 두 행성의 밝기 등급은 각각 -3.9와 -2.1이다. 

인류의 천체 관측 사상 가장 덩치가 큰 혜성이 공식적으로 확인됐다. 최근 프랑스 파리 전문대와 스페인 안달루시아대학 우주물리학연구원 등 국제공동연구팀은 혜성 'C/2014 UN271'(이하 2014 UN271)이 역대 발견된 것 중 가장 지름이 큰 137㎞에 달한다는 연구결과를 발표했다. 지난 2014년 처음 존재가 확인된 2014 UN271은 무려 40억㎞ 떨어진 먼 거리에서 처음 발견돼 천문학자들도 그 크기를 밝혀내지 못했다. 이후 지구와 점점 가까워지면서 혜성의 크기가 95~370㎞로 추정됐으며, 이번에 연구팀은 칠레 고산 지대에 설치된 강력한 전파 망원경인 ALMA의 데이터를 이용해 보다 정확한 크기를 밝혀냈다. 기존 기록은 헤일-밥 혜성으로 지름이 대략 74㎞이며, 대중적으로 잘 알려진 핼리 혜성의 지름이 약 5.6㎞인 것과 비교하면 이 혜성이 얼마나 큰지 알 수 있다. 연구를 이끈 파리천문대 엠마뉴엘 를르슈 박사는 "오르트 구름 출신의 천체 중 역대 가장 큰 혜성으로 확인됐다"면서 "혜성의 알베도(반사도)를 이용한 가장 먼거리 측정으로 기록됐으며 향후 혜성이 고향으로 돌아가게 되면 현재 크기에서 절반으로 줄어들 것"이라고 설명했다. 　연구자의 이름을 따 지금은 ‘베르나디넬리-번스타인 혜성’(Bernardinelli-Bernstein Comet)으로 불리는 2014 UN271은 2031년이면 토성 궤도까지 근접할 것으로 예상된다. 지구와 최근접 거리가 무려 16억㎞에 달해 지상에서 화려한 혜성쇼를 볼 수는 없으나 천문학자들은 관측할 시간이 충분하기 때문에 오르트 구름 천체에 대한 비밀을 풀 많은 단서를 제공할 것으로 기대하고 있다. 2014 UN271이 흥미로운 점은 크기 외에도 인간의 머릿속으로는 상상하기 힘듯 ‘숫자’로도 설명된다. 먼저 이 혜성은 오르트 구름 출신으로, 태양과 가장 멀리 떨어졌을 때 거리는 약 6조㎞로 추정된다.태양계 끝자락에 있는 명왕성이 지구와 대략 60억㎞ 떨어진 것에 비춰보면 이 역시 상상하기 힘든 먼 거리다. 장주기 혜성의 고향인 오르트 구름은 태양계를 껍질처럼 둘러싸고 있는 가상의 천체집단이다. 거대한 둥근 공처럼 태양계를 둘러싸고 있으며 수천억 개를 헤아리는 혜성의 핵들로 이루어져 있다. 한편 ‘태양계의 방랑자’ 혜성은 타원 혹은 포물선 궤도로 정기적으로 태양 주위를 도는 작은 천체를 말한다. 소행성과의 가장 큰 차이점은 소행성이 바위(돌) 등으로 구성된 것과는 달리 혜성은 얼음과 먼지로 이루어져 있다. 이 때문에 혜성이 태양에 가깝게 접근하면 내부 성분이 녹으면서 녹색빛 등의 아름다운 꼬리를 남긴다.　   

지난해 2월 발사된 정지궤도 환경위성(천리안위성 2B호)에서 관측한 대기질 정보 서비스가 확대된다. 환경부 소속 국립환경과학원은 28일 정지궤도 환경위성의 관측 영상 대기질 정보 5종을 29일부터 추가 공개한다고 밝혔다. 과학원은 올해 3월 대기질 정보 8종을 1차 제공한 후 총 13종의 대기질 정보를 환경위성센터 누리집(nesc.nier.go.kr)에서 확인할 수 있게 됐다. 추가 공개된 대기질 정보는 에어로졸(대기 중 떠다니는 입자상 물질) 단일산란 알베도(반사율 또는 광학적 밝기), 자외선·가시광 에어로졸 지수, 구름중심기압, 구름 복사 비율, 자외선 지수 등이다. 이들 정보는 대기오염 및 기후, 건강 등 다양한 분야에 활용이 가능할 전망이다. 에어로졸 단일산란 알베도, 자외선·가시광 에어로졸 지수는 에어로졸에 의한 빛의 산란·흡수, 에어로졸 크기 등을 분석해 미세먼지의 생성, 이동, 변화 등 대기오염 분석이 기대된다. 에어로졸은 직·간접적으로 기후변화를 유발하는 물질로 기후변화 연구에 활용할 수 있다. 과학원은 내년부터 대류권 및 성층권 오존, 대류권 이산화질소, 폼알데하이드(HCHO), 글리옥살(C2H2O2) 등 대기질 영상 농도 정보 7종을 추가해 총 20종의 환경 위성 자료를 공개할 예정이다. 이중 대류권 오존과 이산화질소 농도는 지표면의 농도 정보를 알려주기 자료로 환경정책 및 연구 분야를 위한 기본 자료로 가치가 있다. 김동진 국립환경과학원장은 “정지궤도 환경 위성을 통해 대기오염물질에 대한 실시간 자료 제공이 가능해지면서 국민 건강을 보호할 수 있는 적극적인 대책 추진이 기대된다”고 밝혔다.

지구가 연간 대기 중에 가두는 열 에너지양이 거의 15년 만에 두 배로 늘었다는 연구 결과가 나왔다. 이는 지구가 1년 동안 달궈지는 속도가 15년 만에 두 배 빨라졌다는 것으로, 기후 변화의 또 다른 잠재적 문제를 야기한다. 10일(현지시간) 유니버스투데이, 사이언스얼러트 등 과학매체 보도에 따르면, 미국항공우주국(NASA)과 미국해양대기청(NOAA) 공동연구진은 지구의 ‘에너지 불균형’이 2005년부터 2019년까지 15년 만에 두 배로 증가했다는 사실을 발견했다. 에너지 불균형은 지구가 흡수하는 에너지양과 지구가 방출하는 에너지양 사이에 차이가 발생하는 것이지만, 원인과 영향은 매우 복잡하다. 에너지 불균형의 증가는 지구가 에너지를 얻고 있다는 뜻으로, 쉽게 말해 지구 전체가 달아오르고 있다는 것이다. 이런 변화를 정량화하기 위해 연구진은 NASA의 세레스(CERES·Clouds and the Earth’s Radiant Energy System)와 NOAA가 운영하는 아르고(Argo)라는 시스템의 서로 다른 두 소스의 데이터를 사용했다.세레스는 지구에 얼마나 많은 에너지가 드나드는가를 전문적으로 다룬다. 들어오는 에너지의 대부분은 태양 복사의 형태이지만 나가는 에너지는 흰 구름으로 반사하는 일부 태양 복사를 포함해 다양한 형태를 취할 수 있다. 반면 아르고는 해양의 온도 상승률을 추정한다. 지구 시스템으로 흡수되는 에너지의 90%는 바다로 흡수되므로 심각한 에너지 불균형은 바다를 가열하는 것으로 간주한다. 두 감지 플랫폼의 데이터는 지구가 방출하는 에너지보다 더 많은 에너지를 흡수해 그 에너지를 바다에 저장하며 연간 에너지 저장량이 최근 급증했다는 동일한 결론을 보여준다. 이런 발견은 기후변화를 이해하고 대처해야 하는 미래에 중요한 의미가 있다. 첫째, 흡수한 열을 잠재적으로 줄이려면 흡수한 열을 늘리는 원인을 이해하는 것이 가까운 장래에 도움이 될 것이다. 현재 관련 연구자들은 에너지 불균형이 증가한 두 가지 주요 원인을 다음과 같이 들고 있다. 우선 지구의 알베도(행성이 반사하는 태양 광선의 비율)를 높여 우주로 반사되는 에너지양을 늘리는 흰색 표면인 해빙과 구름이 줄어들었다는 것이다. 이중 구름 범위의 감소 중 일부는 태평양 10년 주기 진동(PDO)으로 인해 발생한다. 조사 기간에는 양(+)주기 동안 구름이 광범위하게 줄어 알베도가 낮아졌다. 두 번째 원인은 인간의 배출과 수증기로 인한 온실가스 증가로 특정 종류의 방사선이 빠져나가는 것을 막을 수 있어 시스템 전체의 에너지량을 높인다. 그래서 우리 자신의 배출에 의해 열이 지구 밖으로 빠져나가는 것을 더 어려게 한다. 이런 에너지 불균형 변화의 결과는 기후 과학에서 많이 볼 수 있듯이 다소 명확하지 않다. 이처럼 열을 빠져나가지 못하게 하는 효과는 극지방 만년설이 녹는 속도를 높여 많은 과학자가 앞으로 100년 안에 발생할 것으로 우려하는 해수면 상승을 가속화할 가능성이 있다. 이밖에도 해양의 온도가 높아질수록 물이 산성화하는데 이는 해양 화학에 의존하는 생태계에 그 자체로도 영향을 준다. 결과가 어떻든 간에 이번 연구는 기후 변화가 현실이고 인간이 기후 변화의 원인이 되고 있다는 주장의 또 다른 증거를 더한다. 이는 또한 우리가 전 세계 기후 변화와 싸우기 위한 노력으로 잠재적으로 되돌릴 수 있다는 점을 시사한다. 따라서 가까운 미래에 전반적인 에너지 불균형을 주시할 가치는 있다. 자세한 연구 결과는 미국 지구물리학회(AGU)가 발간하는 학술지 ‘지구물리학연구회보’(Geophysical Research Letters) 최신호(6월 15일자)에 실렸다.

미국 일간 뉴욕 타임스(NYT)의 13일자 기사 제목이다. 프랑스 알프스의 아름다운 산군을 덮어야 할 흰 눈 대신 핑크빛 눈이 덮고 있다. 한 남성이 손으로 눈을 파내자 지표면에서 족히 10㎝까지 붉은 물이 든 현상이 관찰된다. 사람이나 동물이 사고를 당해 흘린 핏자국도 아니다. 프랑스 그르노블 알프스대학 연구진이 지난주 국제학술지 ‘프런티어스 인 플랜트 사이언스’를 통해 ‘미세조류’를 원인으로 지목했다. 미세조류는 현미경으로 관찰해야만 형태가 확인되는 수십㎛(마이크로미터) 크기의 작은 생물이다. 식물처럼 뿌리나 잎은 없지만 광합성을 한다. 주로 물에서 사는데 뜬금없이 눈 위에서 자라나는 것이다. 과학자들은 ‘빙하의 피(Glacier blood)’라고 부른다. 일반 관광객은 그냥 ‘수박눈’이라고 부른다. 이런 일이 최근 계속 관찰되자 연구진은 알프스 산맥의 고도 1250m부터 2940m까지 지표 158곳을 선정해 샘플을 검출했다. 연구를 이끈 에릭 마르샬 그르노블 알프스대학 교수는 “사람들은 바다에 미세조류가 살고 있다는 점에 대해선 잘 안다. 하지만 산 정상의 토양과 눈 속에 이런 미생물이 산다는 데 대해선 생소함을 느낀다”고 말했다. 알프스에서 미세조류가 번성한 이유로는 대기 중 이산화탄소 농도가 늘었기 때문일 것으로 추정한다. 조류는 기본적으로 꾸준한 햇빛과 함께 풍부한 이산화탄소가 주어지면 무럭무럭 자라난다. 실제로 미국 해양대기청(NOAA)에 따르면 지난달 지구 대기 중 이산화탄소 농도는 419으로 사상 최고치였다. 코로나19 확산으로 인한 봉쇄와 산업활동 위축으로 이산화탄소 농도가 많이 옅어질 것이라고 짐작하는데 이를 비웃듯 좀처럼 브레이크가 걸리지 않은 것이다. 그런데 미세조류는 엽록소를 갖고 있는 녹조류인데 왜 녹색으로 바뀌지 않고 붉게 변했을까. 미세조류에는 엽록소 외에 ‘카로티노이드’란 색소가 다량 들어 있는데 당근을 불그스름하게 만드는 성분이다. 연구진은 카로티노이드가 강렬한 햇빛, 특히 자외선으로부터 미세조류를 보호하는 역할을 한다고 분석했다. ‘빙하의 피’는 미세조류의 생존 본능이 만들어낸 환경 참극인 셈이다. 문제는 붉게 변한 눈이 ‘이채로운 볼거리’에만 그치지 않고 환경에 좋지 않은 영향을 끼친다는 점이다. ‘알베도(albedo) 효과’인데 하늘에서 쏟아지는 햇빛은 흰색에서 가장 많이, 검정색에 가까울수록 적게 반사된다. 여름에 되도록 흰옷을 입어야 시원한 이유다. 북극 빙하가 하얗게 녹는 빙하는 햇빛의 90%를 반사하고, 검푸른 바다는 6%를 반사하는 데 그친다. 연구진은 알프스에서도 붉은색을 띤 눈이 많아질수록 더 많은 햇빛이 흡수될 가능성이 높다고 봤다. 완벽한 흰색 눈보다 더 많은 햇빛을 빨아들이기 때문이다. 영국 리즈대 연구진이 북극에서 일어난 비슷한 현상을 분석해 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표한 내용을 보면 붉은색 눈은 흰 눈보다 알베도를 13% 낮췄다. 알베도가 감소하면 지표면 온도가 높아지고 눈이 녹는 속도도 빨라진다. 결론적으로 ‘빙하의 피’는 이산화탄소 증가란 기후변화의 결과물이면서 동시에 기후변화를 더 악화시킨다. 연구진은 논문을 통해 “산속 생태계에서 미세조류가 미치는 영향에 대한 정밀 분석이 필요하다”며 “미세조류의 분포와 움직임에 대처할 지침도 논의해야 한다”고 강조했다. 이번 연구에 참여하지 않은 미국 뉴저지주의 로닌 연구소의 미생물학자이자 연구원인 헤더 모건은 “우리가 알아낸 것은 얼마 되지 않는다. 우리는 더 깊이 파봐야 한다”고 말했다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

과학자들은 지금까지 수천 개 이상의 외계 행성을 찾아냈다. 이 가운데 2008년 발견된 'WASP-12b'는 뜨거운 목성형 가스 행성으로 많은 연구를 통해 흥미로운 사실이 알려져 있다. WASP-12b와 모항성과의 거리는 343만㎞ 정도로 공전 주기도 26시간에 불과하다. 따라서 표면 온도는 섭씨 2,600도에 달한다. WASP-12b는 모항성에 너무 가까워서 뜨거워진 뜨거운 목성형 행성의 대표적인 사례다. 후속 연구를 통해서 밝혀진 놀라운 사실은 목성 질량의 1.4배 정도 되는 가스 행성임에도 불구하고 목성과 달리 매우 어둡다는 것이다. 이는 표면에 풍부한 탄소 때문으로 산소보다 탄소가 훨씬 풍부한 것으로 밝혀진 첫 번째 외계 행성이기도 하다. 이 행성의 알베도(Albedo·행성 등 천체 빛의 반사율)는 0.064로 들어온 빛의 6.4%만을 반사해 아스팔트처럼 어두운 표면을 갖고 있다. 미국 프린스턴 대학 천체 물리학자들은 WASP-12b의 불안한 미래를 예측했다. 연구팀은 이 행성이 모항성과의 중력과 조석 작용에 의한 마찰력으로 점점 가까워져 천문학적인 관점에서 짧은 시간인 300만 년 이내에 파괴될 것으로 예측했다. 행성이 모항성의 중력에 의해 파괴되는 로슈 한계(Roche limit)에 도달하기 때문이다. 행성에 작용하는 별의 중력은 당연히 가까운 쪽이 더 크고 멀어질수록 작아진다. WASP-12b는 지구와 달처럼 행성의 한쪽 면만 별을 향한다. 별에 가까운 부분에 작용하는 중력과 반대쪽에 작용하는 중력의 차이가 점점 커지면 결국 행성을 양쪽으로 잡아당기는 힘이 된다. 이 힘이 너무 커지면 행성이 산산조각이 나는데, 그 거리가 바로 로슈 한계다. 파괴된 행성의 잔해는 고리 모양으로 별 주변에 존재했다가 시간이 지나면 서서히 사라진다. 이런 식으로 행성 혹은 위성이 파괴되는 일은 생각보다 흔하다. 비록 태양계에는 가까운 미래에 파괴될 행성은 없지만, 앞으로 파괴될 위성은 존재한다. 화성의 위성 포보스의 경우 3000~5000만 년 후에는 결국 파괴되어 고리를 형성할 것으로 예상된다. 토성의 고리 역시 과거 파괴된 위성의 잔해 중 일부라는 가설이 있다. 생자필멸의 법칙은 누구도 벗어날 수 없다. 모항성에서 안전하게 멀리 떨어진 행성이라도 별의 수명이 다해 적색거성이 되어 부풀어 오르는 과정에서 모항성으로 흡수되거나 혹은 본래 궤도에서 밀려나서 떠돌이 행성이 될 수 있다. 우리 지구도 예외는 아니지만, 다행히 300만 년 후가 아닌 50억 년 후의 미래의 일이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

외로이 떠있는 일엽편주(一葉片舟) 같은 얼음 위에 위태로이 서 있는 북극곰의 모습은 지구온난화로 인한 위기를 보여주는 대표적인 이미지가 됐다. 이처럼 북극 바다에 떠다니는 얼음인 북극해빙이 점점 줄어들고 있다. 해빙이 줄어들면 햇빛 반사량이 적어지면 지구가 점점 뜨거워지고 그럴수록 해빙은 더 많이 녹게 된다. 한·미 공동연구진이 북극해빙이 녹는 속도를 빠르게 만드는 원인을 분석해냈다. 울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학부, 미국항공우주국(NASA) 고다드우주비행센터 기후·방사선연구소, 글로벌 모델링·흡수연구부 공동연구팀은 북극 해빙이 녹고 어는데 영향을 주는 대기 순환 시스템을 분석한 결과 기후변화에 따라 달라진 대기순환양상이 북극해빙에 주는 영향이 점점 커지고 있다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 기후분야 국제학술지 ‘크라이오스피어’에 실렸다. 보통 대기순환은 기압차로 인해 발생한다. 지금까지는 북극 대기순환에서 찬 공기 소용돌이가 강약을 반복하는 북극진동을 주로 관찰해왔는데 연구팀은 날짜변경선을 기준으로 북극의 동쪽과 서쪽에서 고기압과 저기압 순환이 번갈아 생기는 북극쌍극자 진동 현상에 주목했다. 실제로 북극쌍극자 진동이 서쪽에 고기압, 동쪽에 저기압 순환이 위치한 음(-)의 상태가 되면 북극을 관통하는 북극횡단해류가 강해지는데 이렇게 되면 북극해빙이 더 많이 녹게 되는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 인공위성 관측자료와 이를 재분석한 자료를 바탕으로 기후변화가 뚜렷해지기 시작한 1990년대 중반을 기준으로 1982~1997년, 1998~2017년 기간으로 나눠 북극해빙 면적과 북극 쌍극자 간 상관관계를 분석했다. 그 결과 최근들어 북극 쌍극자의 공간양상이 바뀌었으며 북극횡단해류를 더 강하게 만든다는 사실을 밝혀냈다. 또 북극쌍극자에 의해 해빙이 감소하면 해당 지역에서 햇빛반사율이 감소하면서 해빙감소가 가속화되는 ‘얼음-알베도 피드백’ 과정이 강해진다. 또 이번 연구를 통해 기후변화 주원인은 태평양십년주기변동(PDO) 현상에 의한 대기순환 때문이라는 것도 밝혀냈다. POD는 태평양 해수면 온도가 약 10년 주기로 변동하는 현상이다. 이명인 UNIST 교수는 “이번 연구는 북극대기순환에서 주로 고려됐던 북극진동 이외에 북극쌍극자 현상도 중요하다는 것을 보여줬다는데 의미가 크다”라며 “이번에 규명한 결과를 활용하면 향후 북극 해빙의 크기 예측력을 높이고 폭염이나 꽃샘추위 등 북극해빙으로 인한 계절변동 연구에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

북극에서 분홍빛 눈 조류의 개체수가 급속하게 늘면서 학계의 우려가 쏟아지고 있다. 눈 조류(Snow algae)란 눈의 표면에서 자라는 조류를 뜻하며, 남극이나 북극의 눈 위에 붙어 자라나는 일종의 녹조류다. 늦은 봄에는 눈을 녹색으로 물들이며, 여름으로 가면서 분홍색 또는 붉은색을 띤다. 전문가들은 최근 범유럽 북극권에서 얼음 표면 빛깔이 어두워지는 현상과 함께 분홍빛을 띤 눈 조류의 개체수가 급속도로 많아지고 있다고 판단하고 조사에 착수했다. 특히 이러한 현상은 북극의 따뜻한 계절에 더욱 눈에 띄게 관찰됐다. 독일지질학연구소(GFZ)와 영국 리즈대학교와 공동연구진은 덴마크령의 그린란드와 아이슬란드, 노르웨이령의 스발바르제도와 스웨덴 등지의 빙하 21개에서 눈 조류를 포함한 총 40개의 식물 및 조류의 샘플을 채취해 분석했다. 그 결과 분홍빛의 눈 조류가 얼음이 녹아 생긴 물에 의존해 빠르게 성장·번식하고 있다는 사실이 밝혀졌다. 날씨가 극저온이 되는 북극의 겨울철에는 이러한 눈 조류가 동면하고 있다가 늦은 봄이나 여름에 눈 혹은 빙하 표면이 녹기 시작하면 급속도로 번식을 시작한다는 것. 문제는 이 눈 조류가 일명 ‘알베도 효과’(Alvedo effect)에 영향을 미치면서 지구 대기를 더욱 뜨겁게 만들고 있다는 사실이다. 알베도란 태양으로부터 복사된 빛 에너지가 지구에 도달해 대기 중 또는 물체나 지표면에 반사되는 비율을 수치로 나타낸 것이며, 알베도가 높으면 에너지를 흡수하는 것보다 반사하는 에너지가 많아져 기온이 내려가는 효과가 있다. 하지만 분홍빛의 눈 조류가 눈 표면을 덮고 있는 경우 빛 에너지의 흡수량이 높아지면서 기온이 올라가는 현상이 나타나고, 이것이 얼음과 눈을 빠르게 녹이면서 눈 조류의 번식을 돕는 악순환이 계속되는 것으로 분석됐다. 연구진은 북극의 따뜻한 계절에 눈 조류의 무리가 알베도 효과, 즉 빛 에너지를 반사하는 효과를 13% 가량 떨어뜨리는 것을 확인했으며, 현재 이같은 현상은 한계를 벗어나 통제가 불가능한 상황에까지 이르렀다고 우려했다. 연구를 이끈 독일지질학연구소의 리아네 G. 베닝 박사는 “이번 연구는 최초로 눈 조류의 유전적 분석과 미생물학적 분석을 병행했다는 점에서 의미가 있다”면서 “문제는 이러한 현상이 지구 온난화를 더욱 가속화 시킨다는 것이며, 전 세계는 이와 관련한 대책을 마련해야 할 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 ‘네이처’ 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 게재됐다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

북극에서 분홍빛 눈 조류의 개체수가 급속하게 늘면서 학계의 우려가 쏟아지고 있다. 눈 조류(Snow algae)란 눈의 표면에서 자라는 조류를 뜻하며, 남극이나 북극의 눈 위에 붙어 자라나는 일종의 녹조류다. 늦은 봄에는 눈을 녹색으로 물들이며, 여름으로 가면서 분홍색 또는 붉은색을 띤다. 전문가들은 최근 범유럽 북극권에서 얼음 표면 빛깔이 어두워지는 현상과 함께 분홍빛을 띤 눈 조류의 개체수가 급속도로 많아지고 있다고 판단하고 조사에 착수했다. 특히 이러한 현상은 북극의 따뜻한 계절에 더욱 눈에 띄게 관찰됐다. 독일지질학연구소(GFZ)와 영국 리즈대학교와 공동연구진은 덴마크령의 그린란드와 아이슬란드, 노르웨이령의 스발바르제도와 스웨덴 등지의 빙하 21개에서 눈 조류를 포함한 총 40개의 식물 및 조류의 샘플을 채취해 분석했다. 그 결과 분홍빛의 눈 조류가 얼음이 녹아 생긴 물에 의존해 빠르게 성장·번식하고 있다는 사실이 밝혀졌다. 날씨가 극저온이 되는 북극의 겨울철에는 이러한 눈 조류가 동면하고 있다가 늦은 봄이나 여름에 눈 혹은 빙하 표면이 녹기 시작하면 급속도로 번식을 시작한다는 것. 문제는 이 눈 조류가 일명 ‘알베도 효과’(Alvedo effect)에 영향을 미치면서 지구 대기를 더욱 뜨겁게 만들고 있다는 사실이다. 알베도란 태양으로부터 복사된 빛 에너지가 지구에 도달해 대기 중 또는 물체나 지표면에 반사되는 비율을 수치로 나타낸 것이며, 알베도가 높으면 에너지를 흡수하는 것보다 반사하는 에너지가 많아져 기온이 내려가는 효과가 있다. 하지만 분홍빛의 눈 조류가 눈 표면을 덮고 있는 경우 빛 에너지의 흡수량이 높아지면서 기온이 올라가는 현상이 나타나고, 이것이 얼음과 눈을 빠르게 녹이면서 눈 조류의 번식을 돕는 악순환이 계속되는 것으로 분석됐다. 연구진은 북극의 따뜻한 계절에 눈 조류의 무리가 알베도 효과, 즉 빛 에너지를 반사하는 효과를 13% 가량 떨어뜨리는 것을 확인했으며, 현재 이같은 현상은 한계를 벗어나 통제가 불가능한 상황에까지 이르렀다고 우려했다. 연구를 이끈 독일지질학연구소의 리아네 G. 베닝 박사는 “이번 연구는 최초로 눈 조류의 유전적 분석과 미생물학적 분석을 병행했다는 점에서 의미가 있다”면서 “문제는 이러한 현상이 지구 온난화를 더욱 가속화 시킨다는 것이며, 전 세계는 이와 관련한 대책을 마련해야 할 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 ‘네이처’ 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 게재됐다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

태양계의 위성 가운데도 역주행하는 위성들이 있다. 보통 위성은 행성의 자전 방향과 같은 방향으로 공전하지만, 역행성 궤도(retrograde orbit) 위성들은 삐딱하게 반대 방향으로 공전한다. 대개 이런 역행성 궤도 위성은 달처럼 행성과 같이 탄생한 위성이 아니라 지나가던 소행성이 포획되어 위성이 된 경우다. 이런 역주행 위성 가운데서 가장 흥미로운 대상은 바로 토성의 위성 포이베(Phoebe)다. 이 위성은 1898년 처음 발견된 이래 2000년대에 새로운 위성들이 밝혀지기 전까지 토성에서 가장 먼 거리를 공전하는 위성이었다. 그 거리는 평균 1,295만km에 달한다. 공전 주기도 550일에 달해 지구의 공전 주기보다 더 길다. 본래 토성의 위성이 아니었다가 우연히 포획되어 위성이 되었다고 생각하면 이해가 되는 거리다. 그런데 정말 흥미로운 이야기는 2004년 미국항공우주국(NASA)의 카시니 우주선이 포이베에 2,000km 정도 떨어진 거리까지 근접해 관측한 이후다. 포이베는 약 200km 조금 넘는 지름을 가진 감자처럼 생긴 위성인데, 그 표면이 극단적으로 검었다. 이 위성의 알베도(빛을 반사하는 정도)는 0.06으로 석탄보다 더 어두운 위성이었다. 여기에 표면에는 수많은 거대 크레이터가 있어 많은 충돌을 겪었다는 사실을 알 수 있었다. 한편 2009년, 다른 과학자팀은 NASA의 스피처 적외선 우주 망원경을 이용해서 한 가지 놀라운 사실을 밝혀냈다. 그것은 토성의 주변에 아주 어두운 작은 입자로 구성된 거대한 고리가 있다는 것이다. 이 고리의 최대 지름은 토성 지름의 200배가 넘는 엄청난 크기였다. 본래 우리가 아는 토성의 고리는 전체 고리에 일부에 불과하다. 예를 들어 토성의 E 고리의 경우 너비가 무려 30만km에 달하는 큰 고리지만, 입자의 밀도가 낮아 잘 보이지 않는다. 그런데 새롭게 발견된 고리는 E 고리마저 작게 보일 만큼 거대한 고리였다. 과학자들은 카시니의 포이베 관측 결과와 스피처 망원경의 관측 결과를 종합해 이 고리가 포이베가 다른 천체와 충돌하면서 생성된 것이라는 결론을 내렸다. 따라서 새로운 고리의 이름은 포이베 고리(Phoebe ring)이라고 명명되었다. 아마도 포이베의 독특한 궤도가 잦은 충돌의 이유가 되었을지 모른다. 그리고 그 충돌 파편들이 검은 입자가 많은 포이베 고리의 기원이 된 것으로 보인다. 최근 메릴랜드 대학 및 버지니아 공대의 과학자들은 NASA의 다른 적외선 관측 위성인 WISE의 데이터를 이용해서 포이베 고리가 생각보다도 더 거대하다는 사실을 밝혀냈다. 이들의 새로운 관측 결과에 의하면 고리의 범위는 토성에서 640만km에서 1,600만km까지 펼쳐져 있다고 한다. 물론 포이베 고리는 대부분 작고 어두운 입자로 구성되어 있으며 밀도가 낮아서 적외선 영역에서만 관측할 수 있다. 아무리 좋은 광학 망원경이라도 인간이 볼 수 있는 파장인 가시광 영역에서는 이 고리를 보기 어렵다. 그래서 이제야 발견이 된 것이다. 종종 눈으로 보이는 것이 전부가 아닐 때가 있다. 토성의 고리에서 이 말은 전적으로 옳다. 이 발견 전까지 우리가 아는 토성의 고리는 정말 눈으로 보이는 극히 일부에 불과했다. 아마도 이 점은 토성의 고리뿐 아니라 다른 우주의 신비도 마찬가지일 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com　

야간 자전거 운전자를 위한 보호용 스프레이가 개발돼 화제다. 1일 허핑턴포스트코리아는 최근 세계적인 명차로 알려진 스웨덴 자동차 제조사 볼보(Volvo)가 야간 자전거 운전자를 위한 보호용 스프레이 ‘라이프페인트’(LifePaint)를 개발했다고 보도했다. ‘라이프페인트’는 자전거·옷·헬멧·가방 등에 뿌리면 한밤중에도 빛을 반사해 야광으로 빛나게 해주는 스프레이다. ‘라이프페인트’의 성분은 수용성이며 무색투명한 물질로 구성돼 있다. 따라서 낮에는 의류나 가방 등에 영향을 주지 않아 일상적인 생활이 가능하며 한 번 뿌린 스프레이는 일주일간 지속된다. 스프레이 제거는 간단한 물세탁만으로 가능하다. ‘사고에서 살아나는 가장 좋은 방법은 사고를 당하지 않는 것’이라는 슬로건을 내걸고 만든 이 제품은 볼보사가 반사 스프레이를 개발하는 알베도100(Albedo100)과 협력해 만든 것으로 알려졌다. 한편 지난 3월 26일 유튜브에 게재된 이 영상은 현재 128만 7700여 건의 조회수를 기록 중이다. 사진·영상= Volvo LifePaint youtube 손진호 기자 nasturu@seoul.co.kr

야간 자전거 운전자를 위한 보호용 스프레이가 개발돼 화제다. 1일 허핑턴포스트코리아는 최근 세계적인 명차로 알려진 스웨덴 자동차 제조사 볼보(Volvo)가 야간 자전거 운전자를 위한 보호용 스프레이 ‘라이프페인트’(LifePaint)를 개발했다고 보도했다. ‘라이프페인트’는 자전거·옷·헬멧·가방 등에 뿌리면 한밤중에도 빛을 반사해 야광으로 빛나게 해주는 스프레이다. ‘라이프페인트’의 성분은 수용성이며 무색투명한 물질로 구성돼 있다. 따라서 낮에는 의류나 가방 등에 영향을 주지 않아 일상적인 생활이 가능하며 한 번 뿌린 스프레이는 일주일간 지속된다. 스프레이 제거는 간단한 물세탁만으로 가능하다. ‘사고에서 살아나는 가장 좋은 방법은 사고를 당하지 않는 것’이라는 슬로건을 내걸고 만든 이 제품은 볼보사가 반사 스프레이를 개발하는 알베도100(Albedo100)과 협력해 만든 것으로 알려졌다. 한편 지난 3월 26일 유튜브에 게재된 이 영상은 현재 128만 7700여 건의 조회수를 기록 중이다. 사진·영상= Volvo LifePaint youtube 손진호 기자 nasturu@seoul.co.kr

북극이 지구의 기상, 기후, 해류의 순환 등 지구의 환경에 중요한 역할을 하는 것은 북극해에 떠 있는 해빙(海氷)과 밀접한 관련이 있다. 그런데 최근의 연구결과 북극해의 얼음이 급격히 줄어들고 있는 것으로 나타났다. 미국 콜로라도대학의 국립빙설데이터센터(NSIDC)에서는 위성 이미지로 북극해의 빙하 변화를 관찰한다. 관측 결과 1980년 780만㎢이던 북극 빙하 면적은 1990년 620만㎢에서 2005년 532만㎢로 줄었고 2007년에는 413만㎢에 불과했다. 과학자들이 특히 우려하는 것은 얼음의 두께가 빠르게 얇아지고 있다는 점이다. 기록적인 해빙이 관찰된 2007년 여름 이후 이런 현상은 두드러진다. 런던대학교 북극관찰 모델링센터 연구 결과 2008년 겨울 얼음두께는 전년보다 19%나 줄었다. 북극빙하 전문가인 케임브리지 대학의 피터 웨드햄즈 교수 연구팀은 2007년 겨울 해군잠수함을 타고 수중음파탐지기의 도움으로 북극해의 빙하 두께를 측정한 결과 1976년의 절반에 불과하다는 사실을 확인했다. 결론적으로 북극의 얼음은 지금 무너지기 일보직전이다. 북극의 해빙이 빠르게 진행되는 이유를 과학자들은 ‘빙하 알베도(태양열의 지표반사율) 순환효과’로 설명한다. 지구의 온도 상승으로 빙하가 녹으면 빙하의 반사율은 그만큼 줄어든다. 빛을 흡수한 바닷물은 더욱 따뜻해져 얼음을 빨리 녹이는 것이다. 극지의 빙하가 녹으면 극지에서 해양심층수가 만들어지지 않아 해류 순환작용이 중단될 수밖에 없고 지구의 온도가 높아져 지구 온난화는 더욱 가속화된다. 북극 툰드라 지역의 기온이 올라가면 그곳에 매장된 엄청난 양의 메탄가스가 공기중에 다량방출돼 온실효과를 극대화시킨다. 메탄은 이산화탄소보다 20배나 강한 온실가스다. 지난 10년 동안 북극의 여름을 관찰해 온 캐나다 라발대학 노던연구소의 워릭 빈센트 국장은 캐나다의회 보고에서 “북극해 얼음이 가장 비관적인 예측모델에 가까워지고 있다.”면서 오는 2013년 북극의 빙산이 사라질 수 있다고 경고했다. 북극의 빙산이 사라지면 그 결과는 누구도 예측할 수 없다. 북극곰이 사라지는 정도가 아니라 인류생존이 위협받을지도 모른다. 함혜리 논설위원 lotus@seoul.co.kr

지구 역사상 6번째로 대규모 생물의 멸종이 진행되고 있다는 ‘제4회 지구환경 전망’ 보고서가 최근에 나왔다. 이 보고서는 유엔환경계획(UNEP)이 390명의 전문가로 하여금 지난 20년에 걸쳐 실시한 관찰과 통계 조사를 바탕으로 작성된 것이다. 그런데 문제는 이런 대규모 멸종이 자연현상으로 인해 초래되는 것이 아니라 바로 인간에 의해 빚어지고 있다는 점이다. 가이아 가설로 유명한 대기 과학자 제임스 러브록에 의하면, 지구는 45억 년 전에 탄생했고, 최초의 생명체는 35억 년 전에 나타났다. 그 이후 꾸준히 진화를 진행하면서 여러 형태의 부침도 겪었다. 지구가 탄생할 무렵 태양은 어렸기 때문에 지금보다 빛의 밝기가 적었다가 점차 늘어나는 추세를 보임으로써 지구상의 대기 변화는 무쌍했다. 또한 여러 형태의 기상이변이 닥쳐서 지구 생물들은 온갖 시련을 겪어야 했다. 그럼에도 불구하고 오늘날의 지구가 참으로 아름다운 자태를 간직할 정도로 지구 생물들은 생명체가 살기 알맞도록 조성해 왔다. 그래서 러브록은 지구를 살아 있는 생명체라고 표현하면서 그리스 신화 속의 대지의 여신 가이아라고 명명했던 것이다. 지구 가이아에 핵심적으로 가장 중요한 것이 있다. 그것은 다름 아니라 자연적으로 형성된 생물 종의 다양성이다. 그는 컴퓨터 모의실험을 통해 이를 입증한 바 있다. 예컨대 원시 지구에 처음으로 데이지라는 국화과 식물 가운데 짙은 색과 옅은 색 두 종이 탄생했다고 하자. 대략 지금보다 30% 정도 빛의 밝기가 적은 상태였기 때문에 매우 추웠을 것이다. 이럴 때는 알베도 효과에 의해 빛을 끌어 안는 짙은 색 국화과 종이 생존에 유리하여 번성하게 되는 반면, 옅은 색 종은 적도 근처로 쫓겨 가게 된다. 그런데 짙은 색의 종이 지구에 너무 많이 퍼지면, 빛을 많이 품고 있는 탓에 지구 기온이 너무 높아 씨앗을 맺지 못하는 상황이 오게 된다. 이때 짙은 색 종은 점차 적도 인근에서 밀려나면서 그 자리를 빛을 반사하는 속성을 지닌 옅은 데이지 종이 차지하게 된다. 또 계속 지속되면 다시 역전될 것이다. 어쨌든 두 종으로도 외부 여건의 변화에 주거니 받거니 대응해 왔다. 여기에 초록식물을 뜯어 먹는 토끼라는 종이 있고 이를 잡아 먹는 여우라는 종을 상정할 경우, 더 잘 맞물리면서 지구는 생명체가 살기 좋은 곳으로 변모하게 된다. 러브록은 모의실험을 통해 지구에 자연적으로 생물 종의 다양성이 조성될 때, 지구는 안정적으로 생명 유지에 알맞은 항상성을 갖게 되고, 설혹 불의의 피해를 입게 되더라도 빠른 시일 안에 회복하는 탁월한 복원력을 갖는다고 설파했던 것이다. 이와 같이 생물 종의 다양성은 지구 생명체의 건강에 최우선의 가치를 지니는 것이다. 그런데 유엔환경계획이 밝힌 보고서는 인간의 문명적 행위가 인위적으로 자연의 생물 종을 대거 소멸시키는 방향으로 진행되고 있음을 경고하고 있는 것이다. 과거 100년간 평균기온 0.74도가 올라서 지구가 몸살을 앓고 있는데, 같은 속도일 경우 2100년에는 1.8도가 올라 거의 재앙이 닥칠 것이라고 보고 있다. ‘세계자원보고서 2000∼2001’에 따르면, 우리나라의 경우에 급속한 산업화로 인해 국토 1만㎢당 식물의 종수는 1359종으로서 155개 나라 가운데 중간인 77위이고, 야생동물의 종수는 전체 평균치 231종에 크게 못 미치는 95종으로서 131위였다. 생물 다양성에 관한 한 빈국에 속하는 셈이다. 자연은 인간 문화의 생명의 원천이다. 그것이 인위적 요인으로 인해 현존하는 생물 종이 대거 소멸되고, 그래서 지구의 항상성과 복원력이 취약해지면, 부메랑이 되어 인류의 생존도 위협을 받을 수밖에 없다. 오늘의 우리는 진화의 오디세이 호에 함께 타고 있는 현존 생물과 미래세대 인류를 위해 생물 종의 다양성을 유지할 수 있는 비상한 수단을 강구해야 할 때이다. 한면희 녹색대 교수