집에서 생활하는 시간이 부쩍 많아진 요즘이다. 평소 밖에서 해결하던 많은 것을 집에서 하려다 보니 크고 작은 불편함이 필연적으로 생기게 마련이다. 밥이야 어찌어찌 먹을 수 있고 간식거리도 배달 서비스가 있어 크게 불편하지 않지만 커피는 아쉬움이 크다.종종 나름 정성 들여 원두를 갈고 드리퍼로 한 방울 한 방울 심혈을 기울여 커피를 내려 먹는다. 숙련된 바리스타가 내린 것에 비하면 보잘것없지만. 때론 그 과정이 굉장히 수고스럽게 느껴져 일회용 드립 티백의 힘도 빌린다. 급할 땐 이만큼 편한 게 또 없다. 셀프로 커피를 내려 마시면 겪는 문제는 사실 맛보다는 다른 데 있다. 너무 먹기 간편한 나머지 카페인을 과잉 섭취하게 된다는 점이다. 카페인은 적당량 섭취하면 중추신경계를 자극해 정신을 맑게 하거나 졸음을 쫓는 데 효과적이다. 그러나 과잉이 되면 사람에 따라 속이 쓰리거나 두통, 불안 등의 증세가 나타난다. 카페인이 문제라면 커피를 안 먹으면 되는 것 아닌가 할 수 있지만 이게 또 그렇지가 않다. 커피를 마셔야 일의 능률이 오르는 사람도 있기 때문이다. 흡연은 하지 않으니 담배를 놓지 못하는 이들의 심정을 알 길 없지만, 아마도 커피를 계속 찾게 되는 그것과 크게 다르지 않을 듯싶다.인류가 본격적으로 커피를 마시기 시작한 건 15세기 즈음부터다. 700년이 넘는 시간 동안 카페인은 부담스럽지만 커피를 계속 마시고 싶어 한 이는 분명 있었다. 카페인을 제거한 디카페인 커피가 존재한다는 게 그 증거다. 카페인 성분은 1819년 독일의 화학자 프리들리프 룽게가 처음 발견했다. 룽게는 커피콩에서 순수한 카페인 성분을 분리하는 데 성공했지만 곧바로 상업적인 결과물로 나타나지는 않았다. ‘디카페인 커피의 아버지’는 독일인 커피 상인 루트비히 로젤리우스다. 일설에 따르면 아버지의 이른 죽음이 생전 즐겨 마시던 커피의 카페인과 연관이 있다고 여긴 그는 카페인 성분을 제거한 커피를 개발하기 시작했고, 1906년 카페 하크란 회사를 만들어 상업적으로 판매했다. 로젤리우스 이후 많은 사람이 다양한 방식으로 디카페인 커피를 만들어 냈는데, 과정은 복잡해 보이지만 원리는 의외로 간단하다. 생두를 증기에 찌거나 뜨거운 물에 불린 후 화학 용매를 이용하거나 커피를 한 번 추출한 용액에 담그면 카페인 성분만 빠진다. 이 생두를 건조하면 디카페인 생두가 된다. 디카페인 생두도 일반 커피 생두처럼 열을 가해 한 번 볶은 후 추출하면 커피 한 잔이 완성된다. 디카페인 커피는 분명 역사에 한 획을 그은 새로운 커피였지만 한동안 환영받지 못했다. 로젤리우스가 처음 개발한 방식은 벤젠과 유기 염화물을 용매로 사용했는데, 세척 과정이 있는데도 인체에 유해할 것이란 우려가 끊이지 않았다. 이후 스위스에서 오로지 물과 활성탄소만으로 카페인을 제거하는 스위스 워터 프로세스가 개발돼 주목을 받았고, 화학 용매 공법의 대안으로 자리잡게 된다. 디카페인 커피가 업계에서 큰 비중을 차지하지 못한 이유는 일반 커피와 비교하면 맛이 현저하게 떨어진다는 점 때문이었다. 공정에서 생두를 물에 불려 씻어 내는 과정을 거치다 보니 유의미한 화학물질도 함께 빠져나가고, 결정적으로 커피의 쓴맛을 내는 카페인이 빠져 맛이 맹맹하다는 것이다. 이를 보완하기 위해 탄산수에 카페인을 녹이는 이산화탄소 방식 등 다양한 공법이 생겨났지만 공정이 하나 더 들어가는 디카페인 커피는 아무래도 풍미에 영향을 받을 수밖에 없다는 게 업계의 시선이기도 하다. 국내에선 커피 부흥을 이끄는 스페셜티 커피와 함께 디카페인 커피 시장도 조금씩 넓어지는 추세다. 스타벅스의 경우 지난해 디카페인 커피 판매량이 1년 만에 두 배나 늘었다. 커피를 즐기는 소비자가 더 많아지면서 생겨난 수요다. 커피는 마시고 싶지만 자주 마실 수 없거나 카페인 섭취를 하면 안 되는 이들에게는 사실상 유일한 대안이기 때문이다. 커피를 마시는 행위 자체를 갈망하는 이들에게 맛이 조금 떨어진다는 점은 그리 중요하지 않을 수 있다. 가까이 일본에서는 디카페인 커피는 맛이 떨어진다는 선입견을 깨려는 시도도 이어지고 있다. 이미 커진 디카페인 커피 시장의 수요와 함께 특별함을 원하는 소비자의 취향에 맞추려는 노력이다. 디카페인이지만 스페셜티처럼 맛있는 커피가 곧 나타나기를. 디카페인 커피를 마시며 글을 쓰는 이 순간 간절히 바라 본다.

여름에 시원, 겨울에 따뜻한 수온 활용냉각탑 필요 없어 경제적이고 친환경환경부 2040년까지 1000㎽ 공급 계획춘천에 수열에너지 융복합 클러스터 하천수 활용의 관건은 배출수 안전성생태계 미치는 영향 아직 데이터 부족저류지 거쳐 방류 등 수온 영향 최소화사전 준비 미비하면 ‘제2의 태양광’ 우려‘그린뉴딜’의 대표사업으로 ‘수열에너지’가 급부상하고 있다. 수열에너지는 물의 온도가 여름에는 대기보다 낮고 겨울에는 따뜻한 물리적 특성을 냉난방에 활용하는 방식이다. 지난해 10월 ‘신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법’(신재생에너지법) 시행령 개정에 따라 하천수가 수열에너지에 포함돼 확장성의 계기를 맞게 됐다. 수열에너지는 연료 연소 과정 없이 물의 열원을 직접 또는 히트펌프를 통해 냉난방하기에 에너지 절감과 온실가스를 감축할 수 있는 친환경 에너지다. 대형 시설의 냉난방을 위해 건축물에 설치하는 냉각탑이 필요 없어 경제적인 데다 소음, 도시 열섬현상도 완화할 수 있다. 기존 해수에 하천수·댐용수·원수 등 가용 에너지원이 풍부해졌고 국내 기술력도 갖췄다는 평가다. 다만 ‘가 보지 않은 길’이다. 전문가들은 열원을 빼앗겨 더 따뜻해지고(여름), 더 차가워진(겨울) 물이 하천이나 댐으로 유입될 때 수 생태계에 미치는 영향을 우려한다. 산지 태양광에서 드러났듯 준비가 돼 있지 않은 사업은 ‘녹색 갈등’을 유발한다. 배출수와 관련한 체계적이고 다양한 연구가 선행돼야 소모적 논쟁을 피할 수 있다는 지적이 나오는 이유다. ●하천수·댐용수 풍부하고 국내 기술력 갖춰 15일 환경부에 따르면 수열에너지를 활용해 2030년 500㎽(발전설비용량 기준), 2040년까지 1000㎽ 공급 기반을 구축할 계획이다. 1000㎽는 석탄발전소 2기, 표준 원자력발전소 1기에 달하는 규모다. 1000㎽를 냉난방 부하로 환산하면 28만 7200RT(냉동톤)로 32평 아파트 9만 5000가구에 공급할 수 있는 에너지다. 1RT는 물 1t을 24시간 얼음으로 바꾸는 데 필요한 열량으로, 10평 공간에서 24시간 냉난방이 가능하다. 1RT 생산에는 물 17t이 들어가는데 28만 7200RT를 생산하려면 480만t 이상이 공급돼야 한다. 공급된 물은 그대로 회수돼 자원 낭비가 없다. 더욱이 냉난방에 필요한 약 100만㎽의 에너지를 줄일 수 있다. 해외에서 하천수를 수열에너지로 활용해 대형 건물에 공급하는 데 비해 국내에서는 한국수자원공사(수공) 정수장 등에서 소규모, 제한적으로 사용했다. 그러다가 2014년 11월 롯데월드타워에서 수도권 1단계 광역상수도를 통한 수열에너지를 공급하면서 존재가 드러났다. 롯데타워는 하루 5만t의 원수를 공급받아 전체 냉난방의 10%인 3000RT를 공급하고 있다. 현재 가동 중인 설비 중 국내 최대 규모다. 운영 결과 동일 용량의 흡수식 냉온수기 대비 연간 에너지 절감률이 35.8%, 이산화탄소 감축 효과가 37.7%(2340t)로 분석됐다. 탄소 감축량은 소나무 35만 그루를 심는 효과다. 냉각탑 설치 면적 180평과 연간 2만 6000t의 보충수가 불필요해졌다. 수공은 지난 6월 3일 삼성서울병원과 광역관로의 원수를 활용한 ‘친환경 수열에너지 도입 업무협약’을 체결했다. 하천수가 재생에너지인 수열에너지로 인정된 후 민간과 체결한 첫 번째 협약이다. 공급될 수열에너지는 국내 최대 규모인 1만 1390RT로 롯데타워의 3.8배에 달한다. 연간 3만 9000㎽의 에너지 절감과 온실가스 1만t 감축 등을 기대하고 있다. 환경부의 ‘친환경 수열에너지 활성화 방안’에 따르면 2027년까지 소양강댐을 활용해 강원 춘천 동면에 78만 5000㎡ 규모의 ‘수열에너지 융복합 클러스터’를 조성한다. 롯데타워의 5배가 넘는 1만 6500RT로 국내 최대 규모로 냉난방 수요가 큰 데이터센터 등을 유치해 공급할 계획이다. 또 부산 에코델타 스마트시티(평강천)와 인천 종합환경연구단지(아라천), 한강물환경연구소(북한강)에서는 하천수를 활용한 수열에너지 시범 사업도 진행한다. 정환진 환경부 물산업협력과장은 “수열에너지는 물이라는 공공재를 활용해 기후변화에 대응할 수 있는 효과적인 방안으로 지방자치단체와 민간으로 확산할 계획”이라면서도 “공급 목표를 정하기보다 친환경이면서 활용 가능한 재생에너지라는 인식 확산을 통해 물을 아껴쓰는 계기가 마련될 수 있을 것”이라고 강조했다. ●수공, 삼성서울병원과 롯데타워 3.8배 공급 협약 친환경에너지로 태양광에 대한 관심이 높아지자 무분별한 산지 개발이 진행되면서 나무가 사라져 이산화탄소의 자연 흡수량이 감소하고 생태계 파괴 및 재해 위험과 피해가 커지는 ‘반환경’을 경험했다. 수열에너지의 환경친화성은 상대적으로 우수하지만 확대를 놓고 반신반의하는 목소리도 나온다. 현재 국내에 가동 중이거나 계획 중인 대규모 설비는 대부분 광역원수나 댐 물을 활용하는 방식이다. 수열에너지 확산을 위해서는 하천수의 활용이 요구되지만 국내 하천은 수량이 많지 않고 수심도 얕아 온도 차가 크지 않기에 사용할 수 있는 하천이 많지 않을 것으로 분석됐다. 갈수기 취수 문제도 논란이 야기될 수 있는 ‘뜨거운 감자’다. 하천수 활용의 관건은 ‘배출수’의 안전성이다. 열원을 빼앗긴 물, 그래서 여름에는 뜨겁고 겨울에는 차가워진 배출수가 하천으로 들어가 수 생태계에 어떤 영향을 미칠지에 대한 과학적 데이터가 부족하다. 환경부는 취수와 배출수의 온도 차를 5℃로 제한했지만 안전성에 대해서는 다양한 검증이 필요하다. 화력이나 원자력발전소에서 배출되는 온수로 인근 해역 수산업에 피해가 발생하고 생태계에 영향을 준다는 연구 결과가 발표됐다. 해외에 하천수 운영사례가 있지만 특성이 다른 우리나라에 준용할 수 있는 자료는 빈약하다. 환경부는 이 같은 문제점을 인식해 한강물환경연구소 등 3개 시범 사업을 통해 배출수가 수 생태계에 미치는 영향에 대한 모니터링을 통해 사업지 선정 기준 등을 마련한다는 계획이다. 여기에 정수장 일부 시설처럼 소형에는 ‘물·냉매 방식’이 적용되지만 대형 사업장은 물을 순환시키는 데 오염수 유입 시 인체 유해성에 대한 의문이 제기되고 있다. 김영준 수공 수열에너지사업부장은 “댐과 정수장 원수는 수질 문제가 없고 체류시간이 길어 상대적으로 문제가 적지만 하천수는 직접 배출되기에 보수적인 접근이 요구된다”면서 “하천 및 유역에 부하(負荷)가 발생하지 않는 설계와 함께 저류지 등을 거쳐 방류하는 등 수온 영향을 최소화하는 배출 방안 마련이 필요하다”고 제안했다. 수열에너지는 입지적 여건도 중요하다. 광역원수 관로와 가깝거나 강(하천) 주변 지역이 우선사업 대상이다. 취수구와 수용가가 멀면 비용 부담이 커져 경제적 효과가 떨어진다. 더욱이 도심은 지하 매설물이 많아 설치가 복잡하고 어려운 데다 사고 위험도 높다. ●신도시·정수장 건설 시 반영… 활성화 ‘시동’ 윤린 한밭대 기계공학과 교수는 “한강과 낙동강 등 수량이 풍부한 적지가 있지만 수온에 미치는 영향에 대한 연구가 뒷받침돼야 실현 가능하다”며 “제로 에너지건축물 등 적용 가능성이 높기에 중장기 계획에 따른 차분한 육성 정책이 요구된다”고 강조했다. 환경부는 수열에너지 활용 확대를 위해 하천수와 댐 용수 등 각종 수열원과 관련된 사용료와 경제성 확보를 위해 물이용부담금 등을 감면하는 제도 개선을 추진한다. 수열에너지는 취수량 전체가 하천이나 댐으로 회귀돼 수량 손실이 없고 새로운 오염 물질을 유입하지 않는 특성을 반영한 조치다. 신도시와 산업단지, 정수장 등 대규모 수요처는 계획 단계에서 지자체 등과 협의해 수열에너지를 공급할 계획이다. 수열에너지 효율성 제고를 위한 열교환기·압축기 등에 대한 국가연구개발사업 추진 및 대용량 히트펌프에 대한 성능시험 기준 등도 마련하기로 했다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

5560만 년 전 대멸종은 심해에서 대규모 화산 활동이 일으킨 기후 변화 탓이라는 연구 결과가 나왔다. 미국립과학원회보(PNAS) 최신호(9월 14일자)에 실린 연구에 따르면, 이른바 ’팔레오세-에오세 최대온난기’(PETM)로 불리던 당시 치솟던 이산화탄소의 영향으로 지구 평균 기온은 약 5~8℃ 더 높았다. 이 때문에 여분의 탄소가 바다에 유입돼 산성화 반응이 일어나면서 많은 해양 생물이 멸종했다. 해저와 바로 그위에 사는 유공충(껍데기가 있는 근족충류) 역시 30~50%나 죽었다. 하지만 신생대 최대 지구온난화 사건인 당시(PETM) 동안 바다에 탄소가 유입된 속도보다 오늘날 인류의 화석연료 남용에 따른 탄소 배출에 의한 것이 8배 더 빠르다고 이들 연구자는 경고했다. 이에 대해 연구 공동저자로 뉴욕 컬럼비아대의 지구화학자 베르벨 호니시 박사는 “탄소가 천천히 유입되면 생물은 적응할 수 있다”면서 “만일 탄소가 매우 빨리 유입된다면 정말 큰 문제”라고 설명했다. 호니시 박사는 또 “당시에는 대멸종이라는 정말 끔찍한 결과가 나왔고 그것은 앞으로 우리가 닥칠 미래의 좋은 징조는 아니다”면서 “우리는 과거를 앞지르고 있으므로 그 결과는 매우 심각할 것”이라고 지적했다. 사실 과학자들은 지난 몇십 년간 PETM 당시 바다에 유입된 탄소량이 급증했다는 것을 알았지만, 명확한 원인을 알지 못했다.이들 연구자는 이 연구 중 실험실 환경에서 높은 산성의 해양 조건을 만들었고 거기서 유공충을 키웠다. 이들은 실험실에서 성장한 이 유기체들로부터 수집한 지질학적 정보를 PETM 당시 화석화한 유공충에 관한 자료와 비교 분석해 당시 바다에 들어간 탄소 양을 계산할 수 있었다. 결과는 약 5000년 동안 무려 14조9000억t에 달하는 탄소가 유입됐다는 것이다. 연구자들은 또 당시 바다의 탄소 공급원은 화산일 가능성이 크다고 보고 오늘날 아이슬란드 주변 지역에 해당하는 화산 지대에서 대규모 분화 활동에서 비롯했으리라 추정한다. 이산화탄소는 이 외에도 주변의 퇴적암 연소와 메탄 가스 상승에서 직접 배출됐을 것이다. 대기 중 탄소 농도는 1700년대 약 280ppm에서 오늘날 415ppm까지 치솟았으며 지금도 계속해서 빠르게 상승하고 있다고 이들 연구자는 밝혔다. 이들 바다가 과잉 이산화탄소를 계속해서 흡수함에 따라 결과적으로 빨라진 산성화는 해양 생물의 생존을 압박하고 있다. 연구 주저자로 뉴욕 바사르대의 지질학자 로라 헤인스 박사는 “우리는 지구의 시스템이 이산화탄소의 급속한 배출에 어떻게 반응할 것인지를 이해하고 싶다. PETM은 완변한 유사 환경은 아니지만, 우리 환경에 가장 가까운 것”이라면서 “오늘날 상황은 훨씬 더 빠르게 움직이고 있다”고 지적했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구와 비슷한 대기와 액체 상태의 물이 존재해 생명체가 살 가능성이 큰 외계행성을 천문학자들이 무려 45개나 발견했다. 스웨덴 룰레오공대 연구진은 잠재적으로 거주할 수 있는 외계행성들의 대기 조성을 연구함으로써 이런 ‘먼 세상’에서 거주할 수 있는 가능성을 정하는 새로운 분석 기술을 만들었다. 이들 연구자는 대기 중의 화학 물질인 ‘대기 종류’에 관한 정보와 이런 물질이 우주로 얼마나 빨리 탈출하는지(대기 탈출)를 알아내 지구와 비교했을 때 기온과 대기 조성면에서 얼마나 비슷한지를 추정할 수 있었다.그러고 나서 이들은 자신들이 만든 새로운 모형을 기존 외계행성 목록에 있는 잠재적으로 거주할 수 있는 후보 행성 55개에 적용했다. 기존 목록은 주성과의 거리에만 초점을 맞춘 것이었다. 그 결과, 기존 목록에 수록된 후보 행성 55개 중 17개만이 이번 연구에서 정의한 기준을 충족해 지구와 비슷한 것으로 나타났다. 연구자들은 또 이보다 좀 더 범위가 넓은 외계행성 목록에서도 28개의 행성이 지구와 비슷하다는 것을 발견해 지구와 비슷한 행성을 총 45개까지 끌어올렸다. 이에 따라 현재 외계행성을 탐사하기 위해 지구와 우주에 기반을 두고 있는 첨단 망원경들을 이용한 임무들을 수행하는 연구자들은 이번 연구에서 확인된 자료를 사용해 자신들의 탐사 연구에 활용할 수 있을 것이다. 이에 대해 연구자들은 “거주할 수 있는 외계행성을 찾는 것은 어려운 도전”이라면서 “이유는 별들 사이라는 그 먼 거리까지 우리가 탐사선을 보낼 수 없기 때문”이라고 설명했다. 실제로 잠재적으로 거주할 수 있는 대기를 지닌 가장 가까운 외계행성인 프록시마b도 무려 4.22광년 또는 40조㎞나 떨어져 있다. 미국항공우주국(NASA)의 주노 탐사선이 목성에 접근할 때 시속 26만5000㎞까지 도달했는데 이런 속도로 프록시마b에 간다면 1만7000년이 넘게 걸린다.따라서 현재 외계행성이 생명체를 수용할 능력을 정하는 분석 기술은 대기 조성에 관한 저해상도 공간 및 스펙트럼 정보에 의존해야 한다. 그래서 이번 연구에서는 거주할 수 있는 외계행성의 최종 후보 목록을 만들기 위해 기체가 대기에서 어떻게 움직이는지에 관한 ‘기체 운동론’과 지금까지 확인된 외계행성의 대기에 남아있을 수 있는 화학 물질에 관한 목록을 사용했다고 이들 연구자는 설명했다. 이를 통해 이들은 탐지된 외계행성들에 관한 현재 지식을 바탕으로 그중 45개가 거주가능성 연구의 좋은 후보들이라고 결론지을 수 있었다고 밝혔다. 연구자들은 또 이런 외계행성은 지구와 같은 대기를 가질 수 있고 안정적인 액체 상태의 물을 유지할 수 있어야 한다고 언급했다. 이번 연구의 일부분으로 연구자들은 또 태양계에 있는 행성들의 진정한 대기 조성을 참고 자료로 사용했다. 그러고 나서 이들은 수소와 산소, 이산화질소 그리고 이산화탄소의 대기를 지닌 외계행성들을 지구와 비슷한 외계행성 목록에 후보로 올렸다. 연구자들은 “우리는 또 거주가능성에 관한 추가적인 연구를 위해 외계행성들의 대기에서 생명과 관련한 필수적 기체를 유지하는 능력과 같이 바람직한 조건을 지닌 45개의 행성 목록을 제안한다”고 명시했다. 이들 연구자는 행성이 생명을 수용할 수 있는지를 고려할 때 모항성 주위의 거주가능영역(HZ)에 관한 현재 정의를 다시 검토할 것을 권고했다.이들은 액체 상태 물 분자의 안정성을 지탱할 수 있는 지구와 같은 대기를 수용하는 행성의 능력은 거주가능성을 위해 필요한 조건에 추가돼야 한다고 말했다. 연구진은 “대기 중에 유지할 수 있는 기체(화학물질)에 기반을 둬 외계행성을 구별하는 것은 잠재적인 거주가능성을 위한 가장 가능성 있는 후보들을 정하는 데 도움이 될 것”이라면서 “미래의 이런 임무들은 더 많은 대기 조성 연구와 광화학 모형을 찾을 수 있을 것”이라고 설명했다. 이번 연구의 주요한 학문적 발전 중 하나는 외계행성의 거주가능성을 확보하기 위해 필요한 정보의 양을 줄이는 것이다. 연구자들은 연구논문에 “우리는 쉽게 구할 수 있거나 추정할 수 있는 매개변수를 사용하고 최소한의 가정으로 외계행성 대기권의 그럴듯한 조성을 추정할 수 있는 대기 모형을 제시한다”면서 “우리 모형은 질량이 적어 방사선이 적게 나오는 외계행성들을 위해 설계됐다. 이런 외계행성에서는 고전적인 열적 탈출(thermal escape, 대기 탈출의 일종)에 의해 움직이는 대기 진화가 이뤄지고 있다”고 썼다. 이들 연구자는 실제 기온의 개요와 반사율(albedo) 그리고 원소 존재비를 포함한 미래의 관측 자료들은 연구자들이 그들 자신의 모형을 더욱 정교하게 다듬고 그들의 진짜 대기 조성을 파악하는 데 도움이 될 수 있다고 말했다. 연구자들은 새로운 외계행성이 발견되는 대로 연구함으로써 잠재적으로 지구와 비슷한 외계행성의 목록을 계속해서 업데이트할 계획이다. 자세한 연구 결과는 ‘영국 왕립학회보A’(Proceedings of the Royal Society A) 최신호(9월 9일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

경희대 화학공학과 연구팀은 대표적인 온실가스인 메탄으로 식품 소재와 바이오플라스틱 원료를 만드는 데 성공했다고 9일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 환경 분야 국제학술지 ‘녹색 화학’에 실렸다. 최근 메탄이나 이산화탄소 같은 온실가스를 환경적, 산업적으로 유용한 물질을 바꾸는 기술들이 연구되고 있다. 특히 메탄을 에너지원으로 해 알코올, 유기산, 바이오고분자 물질을 만들어 내는 메탄자화균 연구가 활발하다. 연구팀은 시스템 생물학, 합성생물학, 대사공학적 방법으로 메탄뿐만 아니라 이산화탄소까지 동시에 활용해 유용한 물질로 바꿀 수 있는 메탄자화균을 만들었다. 연구팀은 새로운 메탄자화균으로 식품이나 사료로 사용되는 아미노산인 라이신과 바이오나일론 원료인 카다베린을 합성하는 데 성공했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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

경제가 멈춰 선다. 자영업자의 비명이 거리를 메운다. 사회는 급속히 비대면 체제로 전환되고 있다. 보이지도 않는 바이러스 때문에 맞게 된 이 상황이 언제까지 이어질 것인가? 세계보건기구 백신 개발 목록의 29종이 임상시험 중이고, 국가 간, 기업 간 개발 경쟁이 불붙었으니 기대하며 기다려 보자. 인류의 생명을 위협하는 사건들 중에서도 질병의 살상력은 늘 전쟁이나 자연재해의 규모를 훌쩍 뛰어넘어 왔다. 20세기만 보더라도 홍역, 인플루엔자, 천연두 이 세 개의 질병 사망자 수가 전쟁 사망자 수의 5배에 달했다고 한다. 제대로 된 생명체도 아닌, 유기물과 무기물 상태를 오가는 이 바이러스란 녀석은 실로 고약한 존재다. 그런데 지구촌 전체를 이렇게 힘겹게 만드는 바이러스 ‘코로나19’가 인류를 습격할 마지막 바이러스일 것인가? 문제는 전혀 그렇지 않다는 데 있다. 무증상 감염이 가능한 잠복기, 전파력, 치사율 등에서 코로나19와 유사하거나 더 강력한 바이러스가 나타나지 않을 것이라는 보장은 아무도 할 수 없다. 단지 운 나쁘게 이번에 인류가 코로나19와 접촉하게 됐던 것이다. 2010년대 미국 정부가 진행한 동물 바이러스 발견을 위한 프로젝트 ‘프리딕트’(PREDICT)는 35개국에서 수집한 16만종의 인간 및 동물 조직 샘플을 분석해 949개의 새로운 바이러스 종을 찾아냈다. 이들은 한 발 더 나아가 자연계에 존재하는 모든 바이러스를 찾아내는 것을 목표로 ‘글로벌 비롬(Virome) 프로젝트’를 추진 중이다. 즉 인수공통 감염 바이러스의 병원소(病原巢)로 추정되는 포유류 및 물새 7400여종에 서식하는 약 150만 종의 바이러스를 파악할 것으로 예상되고, 그중 약 70만종은 인간도 감염시킬 수 있는 종류의 바이러스일 것으로 예상된다고 한다. 코로나19는 그중 하나에 불과한 것이다. 20세기에만 최대 5억명의 목숨을 앗아간 천연두 바이러스를 1979년에 완전 박멸했듯 앞으로도 바이러스는 퇴치의 대상으로 남을 것이다. 그러나 최근 이어지는 생물학 연구 결과들은 놀라운 반전을 보여 주기도 한다. 포유류 일부 종에서 모체와 태아 간에 산소 및 영양분, 이산화탄소 및 노폐물의 교환 통로 역할을 하는 기관인 ‘태반’이 바이러스 유전체에서 유래했다는 것이다. ‘뇌’ 발달 과정에 관여하는 유전체도 그렇다고 한다. 인간 게놈 중 이렇게 바이러스에서 유래한 것의 비중이 적게는 8%, 많게는 25%까지 차지한다고 한다. 즉 진화 과정에서 바이러스 유전체가 인간 유전체 일부로 편입돼 우리 몸의 일부가 되면서 사실상 이들과 공존해 온 것이다(칼럼의 통계 및 연구 결과는 이코노미스트지 8월 22일자 ‘에세이’ 참조). 그럼 눈길을 자연계에서 우리 사회로 돌려 보자. 바이러스와도 공존해 온 것이 인류 역사인데, 왜 우리는 우리 안에서 공존을 받아들이지 못하는가. 다름을 적으로 규정하는 무자비한 폭력이 가해지고 있다. 과거 국가권력에 의한 위압도 당연히 안 될 일이지만, 요즘은 기자들도 신상털기에 두려움을 느껴 기사 작성 시 자기검열을 할 정도라 하고, 5공 때도 허용되던 코미디 정치 풍자도 지금 시대의 개그맨들은 감히 엄두를 못 낸다고 한다. 언론의 자유에 실질적인 제약이 가해지는 것이다. 내가 완전무결한 존재가 아니라는 자각과 내가 틀릴 수도 있다는 것을 인정하는 양심과 용기가 필요하다. 어느 집권세력도 권력을 쥐고 나면 예외 없이 권위주의적 경향을 보여 왔다. 이제 그런 후진적 상태에서 졸업할 때가 됐다. 어느 때보다 공존에 대한 시민들의 각성과 위정자들의 자성이 필요하다. 공존은 균형에서 온다. 서로 다른 주체들 간의 인정과 협력이 필요하다. 헌법상 삼권분립이 제대로 작동하고 있는지부터 살펴야 한다. 국가권력의 분립을 통한 견제와 균형은 국민의 기본권 보장을 위한 방법인데, 이 원리가 지금 제대로 작동하고 있는지 의문이다. 입법부가 행정부를 견제, 감독하는 역할을 제대로 하지 못하고 있다. 마침 더불어민주당 이낙연 대표가 교섭단체 대표연설에서 ‘우분투’ 정신을 강조하며 협치를 언급했다. 이를 진정으로 실천하는 길은 행정부를 견제하는 입법부 본연의 역할을 회복하는 것임을 자각하고 꼭 실천해 주기를 기대한다.

현대·기아자동차와 SK이노베이션이 전기차 배터리 산업 생태계 발전을 위한 협력을 구체화한다. 정의선 현대차그룹 수석부회장과 최태원 SK그룹 회장이 지난 7월 충남 서산 SK이노베이션 배터리 공장에서 회동한 이후 2개월 만에 가시적인 성과가 나온 것이다. 국내 완성차 업체와 배터리 제조사가 미래 모빌리티와 관련해 구체적인 협업에 나선 건 처음이다. 양사는 8일 리스·렌털 등 전기차 배터리 판매, 배터리 관리 서비스, 배터리 재사용·재활용 등에서 협력 체계를 검증해 나갈 계획이라고 밝혔다. 정 수석부회장과 최 회장이 전기차 배터리의 부가가치를 창출하고 친환경성을 강화해야 한다는 데 공감대를 이루면서 협업이 성사됐다. 양사 관계자는 “기존 ‘배터리 공급’이라는 단편적인 협업에서 한 걸음 더 나아가 배터리 생애주기를 고려한 선순환적 활용을 목표로 한다는 점에서 의미가 크다”고 설명했다. 이번 협업의 핵심은 전기차 배터리의 재사용 및 부품 재활용 사업으로 요약된다. 양사는 앞으로 배터리의 제조에서 재사용, 재활용으로 이어지는 자원 선순환 체계 구축에 나선다. 이산화탄소 배출량을 줄인 친환경 배터리를 생산할 뿐만 아니라 배터리의 재사용을 고려한 최적 설계를 통해 부가가치를 높일 계획이다. 현재 양사는 기아차의 전기차 ‘니로 EV’에 탑재되는 배터리팩을 수거해 재사용을 위한 검증을 진행하고 있다. 특히 차량용으로 사용하기 어려운 배터리를 에너지저장장치(ESS) 등에 재사용하고, 차량 배터리에서 리튬·니켈·코발트 등 경제적 가치가 있는 금속을 90% 이상 추출해 재활용하는 방안도 모색 중이다. 전기차에 한 번 사용된 배터리를 수집해 차량에 ESS 형태로 구축하면 움직이는 전기차 충전소로 활용할 수 있다. 양사는 앞으로 각자 계열사가 보유한 다양한 사업 인프라와 역량을 결합해 전기차 배터리뿐만 아니라 다른 관련 산업으로까지 협업을 확대해 나갈 방침이다. 지영조 현대차 전략기술본부장은 “내년부터 적용되는 전기차 전용 플랫폼 ‘E-GMP’에 탑재될 배터리 1차 공급사인 SK이노베이션과의 협력은 모빌리티사와 배터리사의 시너지 극대화를 위한 첫걸음이라는 점에서 의미가 있다”고 밝혔다. 지동섭 SK이노베이션 배터리사업 대표는 “현대차와 SK이노베이션이 긴밀한 협력 체계를 구축해 궁극적으로 그린 뉴딜과 미래 모빌리티 산업의 경쟁력 향상에 기여할 것”이라고 말했다. 이영준 기자 the@seoul.co.kr

올 여름은 이례적으로 긴 장마와 장마가 끝나자마자 강력한 태풍 3개가 한반도를 잇따라 내습했다. 원인에 대해서는 여러 분석이 있지만 지구온난화로 인한 기후변화가 주요 요인 중 하나라는 지적이 있다. 국내 연구진이 지구온난화를 일으키는 물질로 산업적으로 유용한 물질로 전환시킬 수 있는 방법을 찾아 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST), 포스텍, 미국 펜실베니아대 공동 연구팀은 지구온난화를 촉진시키는 주범으로 지목받고 있는 온실가스인 메탄, 이산화탄소를 수소와 일산화탄소처럼 유용한 물질로 바꿀 수 있는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 기존에도 온실가스를 이용해 친환경 에너지원으로 쓰이는 수소나 산업용으로 다양하게 활용되는 일산화탄소를 만드는 메탄건식 개질반응이라는 방법이 있었다. 주로 니켈을 활용한 촉매가 사용됐는데 오래 사용할 경우 성능이 떨어지고 수명이 짧다는 단점이 있었다. 이에 연구팀은 니켈 금속 복합체 촉매 표면에 철 나노입자를 얇게 입히는 비교적 간단한 방식으로 새로운 촉매를 만들었다. 연구팀은 철 박막을 20회 반복해 입혔을 때 수소 전환효율이 가장 높은 것으로 확인했다. 이번에 개발한 촉매 기술을 활용하면 기존 촉매보다 이산화탄소나 메탄을 수소에너지로 전환하는 변환효율이 2배 이상 우수하다는 점도 확인했다. 김건태 UNIST 에너지화학공학과 교수는 “이번 기술은 메탄 가스 전환 뿐만 아니라 고체산화물 연료전지, 저온 전기화학 반응 등 대부분 에너지 변환 기술 분야에서 다양하게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

항상 얼어 붙어있는 동토의 땅 북극도 불타고 있다. 최근 유럽연합(EU) 관측 프로그램인 코페르니쿠스 대기 모니터링 서비스(Copernicus Atmosphere Monitoring Service, 이하 CAMS)는 17년 전 신뢰할 만한 북극 조사가 시작된 이래 올해 북극에서 사상 최악의 산불이 일어났다고 밝혔다. CAMS에 따르면 지난 6월 초부터 북극 전역에서 발생한 화재만 100건에 달한다. 특히 올 여름 북극을 태운 화재로 인해 발생한 탄소배출량도 지난해보다 3분의 1 이상 증가했다. CAMS 측은 "지난 1월부터 8월까지 북극의 화재로 인한 이산화탄소 배출량이 222메가톤에 달한다"면서 "이는 엄청난 수치인데 예를들면 말레이시아와 비슷한 수준"이라고 밝혔다. 전문가들에 따르면 화재로 인해 생기는 북극에서의 엄청난 양의 이산화탄소 배출은 지구 상에 여러가지 심각한 문제를 남긴다. 먼저 이산화탄소 배출로 인해 지구온난화를 가중시키는 것은 물론 화재까지 더해지면 가뜩이나 녹고있는 영구동토층도 파괴할 수 있다. 영구동토층은 강력한 온실가스인 메탄의 거대한 천연 저수지로, 특히 오랜시간 잠자고 있는 수많은 바이러스와 박테리아도 품고있다.이처럼 북극에서 유난히 화재가 많이나는 이유는 기록적인 고온에 의해 촉발된 영향이 크다. 북극과 인접한 그린란드의 올 초 평균 기온은 관측 역사상 최고치를 기록했다. 시베리아 베르호얀스크의 경우도 지난 6월 20일 38℃라는 역대 최고 기온 기록을 세웠다. 여기에 좀처럼 꺼지지 않는 일명 ‘좀비 불’(Zombie Fires)도 골칫거리다. 마치 좀비처럼 불이 죽은듯 보이지만 땅속 깊은 곳에 계속 살아 남아있다가 어느순간 다시 표면 위로 불타오르기 때문이다. 알래스카를 모니터링하는 과학자들도 비슷한 예측을 내놓은 바 있다. 알래스카 소방과학컨소시움 연구진이 올해 봄에 내놓은 보고서에 따르면, 날씨가 춥고 습해져도 불씨가 계속 살아남는 화재의 발생 사례가 늘고 있다. 연구진은 지난해 북극에서 발생한 엄청난 화재는 기록적인 고온에 의해 촉발됐으며, 시베리아와 알래스카 일부 지역이 몇 주 동안 평소보다 섭씨 10℃까지 따뜻했던 것이 화재의 원인이라고 분석했다.　 CAMS의 수석과학자 마크 패링턴은 "북극에서의 화재 발생률은 우리 모두를 놀라게 할 정도로 분명히 매우 우려되는 일"이라면서 "인간이 만들어 낸 기후변화가 직접적인 화재의 원인은 아니지만 기온 상승이 화재가 발생할 가능성을 더욱 높이고 있다"고 밝혔다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구온난화에 대한 항공산업의 기여율이 지난 20년간 2배로 증가했다. 영국 맨체스터 메트로폴리탄대학 연구진은 1940~2018년 항공산업이 지구 온난화에 미친 영향을 분석하기 위해 독일 대기물리학 연구소가 개발한 컴퓨터 모델링 프로그램을 이용했다. 분석 결과, 2000~2018년 약 20년 동안 항공산업이 지구온난화에 미친 영향은 약 3.5% 정도로 확인됐다. 이중 3분의 2는 비행기 운항 중 발생하는 비행운(항공기 엔진 연료 연소 과정에서 배출되는 배기가스)과 이산화탄소 기체로 분석됐다. 또 약 80년 동안 전 세계 항공산업이 260억t의 이산화탄소를 생성했으며, 이중 절반은 지난 20년 동안 배출된 것으로 알려졌다. 연구진은 특히 비행운이 지구온난화에 적지 않은 영향을 미쳤다고 보고 있다. 제트엔진에서 분출되는 그을음과 배기가스로 형성된 비행운은 온도와 습도에 따라 짧게는 수 초에서 길게는 수 시간까지 상공에 머무를 수 있다.이렇게 상공에 형성된 비행운은 태양의 복사열이 우주로 빠져나가지 못하게 하고, 이 때문에 지구온난화가 가속화되는 악순환을 야기한다. 일각에서는 비행기가 일으키는 전체 온실효과에서 비행운으로 인한 효과가 이산화탄소를 배출해 일으키는 온실효과보다 2~4배 클 것이라는 추정도 나온다. 문제는 과학자들이 현재까지도 지구온난화에 영향을 미치는 비행운을 별로 심각하게 다루고 있지 않다는 것이다. 실제로 2021년부터 시작되는 파리기후변화협약에는 비행운에 포함돼 있는 산화질소 등 비이산화탄소 배출이 포함되어 있지 않다. 코로나19 팬데믹으로 항공기 운항이 눈에 띄게 줄었지만, 이미 배출된 이산화탄소의 영향은 장기간 이어질 것으로 보인다고 예측했다. 또 코로나19 팬데믹이 종료된 뒤에는 이전 수준 이상으로 회복될 가능성도 높다는 것이 연구진의 설명이다. 연구진은 “비행운이 만들어지는 구역을 피해 비행하는 방법도 있지만, 이 경우 연료가 더 많이 소모된다는 단점이 있다”면서 “신재생에너지를 사용하는 것이 오염물질 배출을 줄이는 방법이 될 수 있지만, 기업들이 이윤을 포기하고 값비싼 합성연료를 사용하기에는 무리가 있다. 오염물질 배출 연료를 사용하지 못하는 날을 정하는 등의 정책이 필요하다”고 강조했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 대기환경(Atmospheric Environment) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

폴터/빌 매키번 지음/홍성완 옮김/생각이음/412쪽/1만 9000원급격한 기후변화로 인한 피해 규모와 성격이 갈수록 크고 다양해지는 추세다. 곳곳에서 예기치 못한 폭염과 홍수로 재앙 수준의 이재가 생기고 동물이 떼죽음당한 소식이 자주 들려온다. 그럼에도 사람들은 `내 일 아니니 상관없다´며 데면데면 살아간다. 1989년 `자연의 종말´을 통해 지구온난화 위험을 처음 알린 뉴요커 기자 출신 국제환경운동가 빌 매키번이 30년 만에 심각성을 다시 주장하고 나섰다. `휴먼 게임의 위기, 기후변화와 레버리지´라는 부제의 책 `폴터´(FALTER)를 통해서다. 30년 전보다 기후변화가 훨씬 더 심각해지고 빨라졌지만 실천적 관심은 여전히 냉랭하다며 다소 암울한 시선을 이어 간다. “이제 우리는 정말로 미지의 세계에 있다.” 2017년 봄 세계기상기구 책임자가 이전의 모든 온도 기록을 깬 데이터를 공개하면서 던진 말이다. 빌 매키번은 이 대목에서 `우리는 실제 아는 것을 벗어났다´며 예측불허의 이상 현상들을 늘어놓는다. 그해 여름만 하더라도 대서양 허리케인이 이전엔 전혀 발생하지 않았던 동부 쪽으로 뻗어갔고 멕시코와 루이지애나, 플로리다 대신 아일랜드와 스코틀랜드에서 맹위를 떨쳤다. 허리케인 말고도 예상을 뒤집는 기후변화의 실상은 도처에 흔하다. 인류 역사상 가장 치명적인 열 번의 더위 중 아홉 번은 2000년 이후 발생했다. 시원한 태평양 연안의 북서부마저 기온이 40도 가까이 치솟아 이제는 포틀랜드 가정의 70%가 냉방을 한다. 1960년대부터 평균기온이 꾸준히 상승한 인도에선 폭염 관련 사망률이 150%나 증가했다.그렇다면 30년 전부터 제기돼 온 기후변화의 위협은 왜 나아지지 않는 것일까. 기후변화를 몰고 온 지구 대기 변화의 주범은 이산화탄소다. 저자는 기후변화에 대처하지 못하도록 지난 30년간 방해 공작을 일삼은 `레버리지´(모든 인간 삶인 `휴먼 게임´을 위협하는 세력이나 힘)로 세계적인 화석 연료산업의 횡포를 든다. 미국 로널드 레이건 전 대통령 집권 시기부터 권력을 거머쥔 많은 이들이 석유나 가스산업과 직접적으로 연결돼 있다. 이들은 1990년 이후 각종 싱크탱크와 위장 단체를 만들어 이전 수십 년간을 합한 것보다 더 많은 이산화탄소를 전 세계에 배출한 사실을 숨긴다. 저자는 이 시기에 배출된 이산화탄소가 문제의 핵심이라고 단언한다. 책에서 눈길을 끄는 대목은 인류의 미래를 위협하는 또 다른 레버리지로 컴퓨터 발달이 불러온 인공지능(AI)과 로봇, 배아복제, 극저온 같은 신기술을 든 점이다. 저자는 월가에선 다양한 기술 제한을 통해 AI 거래자의 시장 붕괴 시도를 저지한다면서, AI가 과도하게 스마트해지지 않도록 하는 게 우리 시대의 가장 공학정책적 과제라고 주장한다. 저자는 기후변화와 신기술이 불평등을 더욱 심화시킨다고 봤다. 시리아 국민은 오랜 가뭄을 벗어나려 유럽 난민이 되는 길을 선택하고, 미국에서 흑인은 폭력의 대상이 된다. 코로나19로 사회적 취약계층이 타격을 받는 것도 그 연장선이다. “여러 해 동안 힘과 체격, 부와 지능을 향상시켜 온 사람이 암이나 버스처럼 보다 큰 힘에 쓰러질 수 있는 것처럼 문명도 그럴 수 있다”고 말한 저자는 역설적인 말로 책을 마무리한다. “인간 연대의 또 다른 이름은 사랑이다. 황혼에서조차 `휴먼 게임´은 우아하고 매력적이다.” 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr

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

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

1000만 년 전, 지구에 뿌리를 내리고 서식했던 고대 나무의 화석이 페루에서 발견됐다. CNN 등 해외 언론의 30일 보도에 따르면, 미국 스미소니언열대연구소(STRI) 연구진이 페루 안데스산맥에서 발견한 이 화석은 기온이 낮은 초원에 묻힌 채 1000만 년을 보냈다. 분석에 따르면 1000만 년 전 안데스산맥의 기후는 기존 예측보다 습도가 훨씬 높았던 것으로 파악됐다. 이번에 발견된 나무 화석의 특징이 오늘날 저지대의 열대우림에서 발견되는 나무의 구성 성분과 훨씬 유사했기 때문이다. 연구진에 따르면 당시 이 나무는 해발 약 2000m의 고도에서 자랐지만, 나무 화석이 발견된 현재의 고도는 약 4000m에 달한다. 이는 1000만 년 전 이 나무가 자란 산맥의 고도가 현재보다 낮았다는 것을 의미하며, 온도와 습도는 더욱 높았다는 것을 보여준다고 연구진은 설명했다.연구진은 “이 나무 화석이 1000만 년 전 퇴적층에 갇힐 무렵은 이 지역 온도가 현재보다 더 높았을 것”이라면서 “이 화석은 안데스산맥 고지대의 환경에 어떤 변화가 있었는지를 알려준다”고 설명했다. 연구진은 또 같은 장소에서 약 500만년 전 화석들도 발견했다. 양치류와 허브 및 관목 등으로 추정되는 이 화석들 역시 해당 지역이 시간이 흐르면서 현재의 고도로 상승했음을 보여준다. 안데스산맥의 융기가 남아메리카의 기후를 형성하는데 매우 중요한 역할을 했다는 사실은 익히 알려져 있었지만, 안데스산맥의 상승과 해당 지역의 기후 및 초목 사이의 관계는 명확히 밝혀진 바가 없었다. 연구진은 “이번 세기말까지 꾸준히 기온이 상승하고, 대기 중 이산화탄소 농도가 변화한다면, 이 지역은 다시 1000만 년 전 기후 상태로 되돌아갈 가능성이 있다”고 전했다. 자세한 연구결과는 세계적인 학술지 사이언스의 자매지인 사이언스 어드벤시스(Science Advances) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

서울시는 구청 민원실, 동주민센터 등 시민이 자주 방문하는 공공시설에 공기정화식물을 활용한 ‘그린힐링오피스’를 시범 조성했다고 27일 밝혔다. 시가 지난 5월부터 추진한 이 사업은 ▲영등포구청 푸른도시과 사무실 ▲광진구청 민원여권과 ▲서초구청 오케이(OK)민원센터 여권민원실 ▲관악구 은천동주민센터 ▲강동어린이회관 등 5곳에 설치됐다. 그린힐링오피스는 공기정화식물을 활용해 바이오월(식물공기정화시스템)과 칸막이 화분 등을 설치해 실내 공기오염물질인 휘발성유기화합물, 초미세먼지 등의 농도를 낮춰 공기 질을 개선하는 효과를 본다. 실제로 그린힐링오피스 조성 전후의 공기 질과 이용자들의 스트레스 지수 등을 조사한 결과 총휘발성유기화합물, 초미세먼지, 이산화탄소 수치가 낮아지고 소음이 줄어든 것으로 나타났다. 또 실내 습도가 50~60%로 쾌적한 상태로 유지됐고, 공간에 있는 사람들의 스트레스 대처 능력이 높아진 것으로 확인됐다. 조상태 서울시농업기술센터 소장은 “청정한 실내 환경을 만드는 그린힐링오피스 조성 시범사업을 정착시켜 점차 확대 보급해 나가겠다”고 말했다. 문경근 기자 mk5227@seoul.co.kr

박테리아로 흔히 부르는 세균은 질병의 원인이 되거나 비위생적인 곳에서 발생하는 종들이 있어 대개 나쁘다는 인식이 있지만, 동식물이 살아가는 데 꼭 필요한 존재이기도 하다. 장내 소화를 돕는 것도, 나무가 땅속에서 얻는 질소를 공급하는 것도 바로 이들 박테리아이기 때문이다. 즉 박테리아는 지구의 영양분을 순환하도록 하는 데 큰 역할을 하고 있는 것이다. 그런데 이런 박테리아는 놀라울 정도로 극한인 환경에서도 살아나갈 힘을 지녔다. 남극의 토양에서 발견됐던 한 박테리아는 영양분이 없는 곳에서도 공기만으로 생존할 수 있다. 특히 이들 박테리아는 현재 인류의 가장 큰 고민거리인 지구 온난화 문제를 해결하는 데 큰 도움이 될 수 있는 것으로 밝혀졌다.공기를 먹이로 삼는 이 박테리아가 몇 년 전 발견된 남극의 토양은 영양분이 극단적으로 적은 환경이다. 이에 따라 호주 뉴사우스웨일스대(UNSW)의 미생물학자 벨린다 페라리 박사가 이끄는 연구진은 이 새로운 미생물의 탄소 고정(carbon fixation) 과정에 의존하는 생태계가 존재하리라 추정했다. 연구 결과, 이들 박테리아는 대기 중의 수소 가스를 받아들여 산화함으로써 대기 중의 이산화탄소를 탄소로 바꾸는 능력을 갖고 있는 것으로 나타났다. 즉 이들 미생물이 유발하는 대기 화학합성(atmospheric chemosynthesis)이라고 불리는 과정은 광합성이나 지열 화학합성(geothermal chemotrophy)을 조합해 무기물에서 생명체에 꼭 필요한 유기물을 생성하는 것이었다. 이는 얼음에 갇힌 열악한 환경 속에서 몇 안 되는 생물에게 에너지를 공급하는 중요한 역할을 하는 것으로 생각할 수 있다. 그리고 이번 새로운 연구에서는 이 박테리아가 남극 외에도 북극이나 티베트 고원 등 두꺼운 얼음층에 갇혀 있는 땅이 존재할 가능성이 제기됐다.이들 연구자는 얼음으로 덮여 있지 않은 14개의 장소에서 122개의 토양 표본을 수집해 분석했다. 이들의 조사 목적은 대기 화학합성에 연관성 있는 유전자를 찾아내는 것이다. 이곳은 정기적인 동결과 융해라는 주기를 갖고 있어 자외선이 강하고 수분과 탄소 그리고 질소가 극단적으로 낮은 환경이다. 이런 장소에서는 광합성을 하는 미생물마저 존재하는 사례는 매우 드물다. 그런데도 이들 연구자는 이런 모든 장소에서 원하는 유전자를 풍부하게 발견할 수 있었다. 따라서 연구진은 대기 중의 탄소를 직접 영양원으로 바꾸는 이들 미생물의 식사법은 우리가 생각하는 것보다 훨씬 널리 대중적일 수 있다고 보고 있다. 즉 우리가 아직 모르는 잠재적인 탄소 흡수원이 극한의 환경 아래 존재하고 있을지도 모르는 것이다. 이 연구는 또 이들 미생물의 대기 화학합성이 지구 규모의 탄소 평형에 공헌하고 있는 것을 보여준다. 이에 대해 연구진은 지구 온난화의 영향으로 영양분이 부족한 혹한의 땅에서 이런 미생물이 증가하고 있을 가능성이 있다고 설명했다. 다만 연구는 아직 일부 토양 조사에만 한정돼 있고, 이들 미생물이 전 세계적으로 활동하는 존재인지 아닌지를 확인한 것은 아니다. 따라서 이를 밝히려면 앞으로 추가 연구가 필요하다고 이들 연구자는 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘프론티어스 인 마이크로바이올로지’(Frontiers in Microbiology) 최신호(8월 12일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

서울 송파구는 20일 신천빗물펌프장에서 ‘송파나눔발전소 5호’ 준공식을 개최한다고 19일 밝혔다. 송파구는 2009년부터 나눔발전소 4곳의 운영 수익금 9억 2000만원으로 에너지 빈곤층을 지원해 왔다. 이번 나눔발전소의 추가 준공으로 송파구의 에너지 취약계층에 대한 지원은 더욱 확대될 전망이다. 송파나눔발전소 5호는 신천빗물펌프장 지붕 위에 63㎾급 태양광발전소로 지어졌다. 연간 87.3㎿h의 전력을 생산하며 20년간 804t의 이산화탄소를 감축하고, 1억 4000만원의 발전수익금이 발생할 것으로 예상한다. 송파구는 전력 판매를 통해 얻은 이익 100%를 에너지빈곤층 지원과 제3세계 빈곤국가 지원, 후속 나눔발전소 건립 등에 사용한다. 구는 현재 ▲전남 고흥(1호) ▲경북 의성(2호) ▲송파자원순환공원(3·4호) 등 총 4개의 나눔발전소를 운영하고 있다. 나눔발전소를 통해 생산한 전력은 지난해 말 기준 1780만㎾h로, 5384가구가 1년간 쓸 수 있는 양이다. 박성수 송파구청장은 “나눔발전소를 통한 이산화탄소 감축 효과는 소나무 약 152만 그루를 심은 것과 같다”면서 “앞으로도 신재생에너지 확대 정책을 펼 것”이라고 말했다. 김동현 기자 moses@seoul.co.kr

코로나19의 확산을 막기 위해 전 세계적으로 마스크 착용을 의무화하고 있지만, 미국에서는 여전히 많은 사람이 마스크를 쓰지 않는다. 이 중에는 그 효과에 의문을 제기하거나 이 때문에 숨을 쉴 수 없다고 주장하는 이들부터 그저 불편하거나 귀찮다는 이유로 마스크를 거부하는 이들도 있다.그런데 최근 미국의 한 유명 유튜버가 미국의 이런 문제에 경각심을 주기 위해 마스크 거부자에게 마스크를 발사해 강제로 착용하게 할 수 있는 발사 장치를 만들어 공개해 화제가 되고 있다. 17일(현지시간) 시넷 등 현지매체에 따르면, 유튜브 채널에서만 100만 명이 넘는 구독자를 보유한 유튜버 앨런 판은 “미국의 코로나 유행 문제는 미국만의 문제로 해결할 수 있다”고 말했다. 여기서 그가 말한 미국만의 문제는 바로 총이다.미국의 대중과학 TV 프로그램인 ‘호기심 해결사’(Myth Busters: The Search)의 출연자로도 알려진 그는 페인트 스프레이 용기에 부착되는 권총 모양의 그립과 이산화탄소 저장용기 그리고 자동차의 브레이 장치 부품 등을 사용해 이른바 ‘마스크 건’(MASK GUN)이라고 부르는 발사 장치를 만들었다. 그는 콜린 퍼즈라는 이름의 한 유튜버가 발명한 휴대용 그네 세트에 영감을 얻어 이 장치를 개발했다. 그네 세트는 끈 부분을 나무에 발사해 감을 수 있게 돼 있다. 이는 무게를 지탱할 나무가 있다면 어디든 그네를 매달 수 있다는 것이다. 즉 이와 비슷한 원리로 앨런 판은 마스크를 발사하는 데 스트랩에 무게추를 달아놔서 이 부분이 대상자의 머리에 휘감기며 마스크를 쓰게 하는 것이다.그는 자택에서 마네킹은 물론 자기 자신에게도 이 발사 장치를 실험했다. 그러고 나서 이를 밖으로 들고 나가 다른 사람들의 도움으로 이를 자기 자신의 얼굴에 발사했다. 하지만 바람 등의 영향으로 마스크는 제대로 착용되지 않는 것으로 나타났다. 한편 미국에서는 마스크 착용 문제를 놓고 크고 작은 문제가 끊임없이 일어나고 있다. 한 와플 가게의 직원은 고객에게 마스크를 써 달라고 요청했다가 총격을 당했고, 같은 이유로 한 스타벅스 점원은 폭행을 당하기도 했다. 사진=앨런 판/유튜브 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

2019년 12월 스페인 마드리드에서 개최된 제25차 기후변화협약 당사국총회(COP 25)는 회기 연장 끝에 온난화 대책 강화에 대해서는 합의했지만 전 세계 초미의 관심사였던 파리협정을 시행하기 위한 규칙 합의에는 실패했다. 기후변화 대응을 위한 재원 조달을 두고 선진국과 개도국 간에 극심한 이견이 노정되고 있기 때문이다. 중국을 비롯한 개도국들은 선진국의 역사적 책임과 더불어 더 많은 역할 분담을 요구하고 있는 데 비해 선진국들은 개도국 역시 온실가스 배출 감축에 대한 의무를 이행해야 한다고 맞서고 있다. COP 25 개최에 앞서 미국 도널드 트럼프 대통령은 미국 연방법률에 근거해 최근 13개 정부기관이 발표한 ‘제4차 국가 기후 평가’ 보고서에 대해 “난 믿을 수 없어”라는 말로 자신의 입장을 표명했다. 이에 따라 트럼프 행정부는 공식적인 파리협정 탈퇴서를 작년 11월 유엔기후변화 사무국에 제출했다. 파리협정의 출범과 발효에 결정적 역할을 한 초강대국 미국의 입장 변화를 보고 우리나라 정부가 향후 기후변화에 대한 정책 방향을 잘못 설정한다면 국가 재앙으로 발전할 수 있다. 인류가 배출하는 온실가스가 기후변화를 가속화시킬 수 있다는 사실은 1980년대 들어 정부간패널(IPCC)을 통한 과학적 연구가 이루어지면서 증명되고 있다. 한 예로 세계기상기구(WMO)가 2019년 11월 발표한 대기중 온실가스 농도는 1800년대에 280※ 수준이었으나 꾸준히 증가했다. 1958년에는 315※, 2018년에는 408※으로 증가해 2018년 기준으로 이산화탄소 농도는 산업화 이전(1750년 기준)보다 1.47배 증가했고, 이로 인해 지구 평균기온은 1850~1900년대에 비해 약 1℃ 증가했다. 환경 부문에서 미국의 오판은 1980년에 대통령으로 취임한 레이건 행정부에서 처음 이루어졌다. 그 당시 레이건 대통령은 개발과 환경오염 사이의 인과성은 아직 완전히 입증되지 않았다고 주장하고 개발론자들을 대거 행정부 고위관료에 포진시켰다. 하지만 얼마 가지 않아 의회의 거센 반발에 직면하고 이들 중 대부분은 탄핵을 받고 사임했다. 그 이후로도 미국의 환경정책은 환경보호청(EPA)을 중심으로 매우 엄격하게 시행돼 왔기 때문에 트럼프 행정부의 일탈된 기후변화 대응 정책도 해프닝으로 끝날 가능성이 크다고 본다. 왜냐하면 기후변화를 보는 전 세계적 시각이 매우 단호해졌기 때문이다. 유럽연합(EU) 집행위원회는 최근 2050년 탄소 중립 목표 달성을 위한 정책 이니셔티브인 ‘유러피안 그린 딜’(European Green Deal)을 발표했는데 주요 내용에는 2020년 3월 탄소 중립 목표 달성을 위한 기후법 발의, 배출권거래제 적용 범위를 선박 부문에서 향후 수송, 건설 부문까지 확대하는 안들이 포함돼 있다. 특히 중국을 포함한 개도국들은 파리 기후변화협약 당사국 총회에서 합의한 감축안보다 더 강도 높은 감축안을 마련해야 한다고 주장하면서 선진국들의 온실가스 감축에 대한 적극적인 대응을 요구하고 있다. 이런 여러 가지 징후를 볼 때 앞으로 기후변화에 대비해 강도 높은 온실가스 감축 노력이 경주될 것은 불을 보듯 뻔하다. 그런데도 우리나라는 올해도 저먼워치, 뉴클라이밋연구소, 기후행동네트워크가 발표한 기후변화대응지수(CCPI)에서 전체 61개 국가 가운데 58위로 기후악당 국가에 이름을 올리는 불명예를 안았다. 지금부터라도 우리나라는 기후변화 대응과 관련해 이러한 오명을 벗고 오히려 기후변화 대응을 주도해 가는 국가로 자리매김할 필요가 있다. 그렇게 하기 위해서는 온실가스를 유발하는 요인들을 산업, 발전, 수송, 가정 부문별로 철저히 진단하고 이를 줄일 수 있는 에너지 혁신 효율 전략 로드맵을 과감하게 추진해 나가야 한다. 특히 정부 차원에서 정책 수단으로 명령통제(command & control) 방식에 지나치게 의존하는 것보다는 시장유인(market incentive) 방식을 적극적으로 도입하는 방안을 강구해야 한다. 이에 실패할 경우 우리나라 기업들이 구입해야 하는 탄소배출권 규모는 매년 10조원 안팎인 것으로 추정된다. 기후변화에 슬기롭게 대처해 나가는 것은 미래 우리나라의 국가경쟁력을 제고해 나가는 데도 크게 기여할 수 있을 것이다.