미국 버지니아 공립공과대(버지니아텍) 지구과학과 연구진이 오클라호마와 캔사스 남부 지역에서 발생하는 지진들을 분석해 유정 속에 물을 주입하는 행위가 지진을 유발시킬 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 17일자에 발표했다. 연구팀은 오클라호마 북부에서 캔사스 남부 지역까지 약 7만 8000㎢ 지역에서 1995년부터 2018년까지 발생한 지진 데이터를 컴퓨터 모델링 기술로 분석한 결과 전체 지진 수는 감소했지만 규모 4 이상의 큰 지진의 비율은 늘었다는 것을 확인했다. 천연가스나 석유를 채취하기 위해 유정 속에 물을 주입하는 것이 지하에 유체 압력을 높여 지진을 유발시킨다는 설명이다. 특히 유정에 물을 주입하는 것이 지진 발생에 미치는 영향은 10~15년까지 이어지겠지만 시간이 지날수록 지진의 강도나 횟수는 줄어든다고 분석했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 ‘3진법 반도체’의 상용화 가능성을 확인하는 연구를 세계 최초로 성공했다. 김경록 UNIST 전기전자컴퓨터공학부 교수팀은 초절전·고성능·소형화의 장점이 있는 ‘3진법 금속-산화막-반도체’를 대면적 웨이퍼(실리콘 기판)에 구현했다고 17일 밝혔다. 삼성미래기술육성사업의 지원을 받아 진행된 이번 연구 결과는 15일(현지시간) 영국의 세계적인 학술지 ‘네이처 일렉트로닉스’에 게재됐다. 김 교수팀이 개발한 3진법 반도체는 0, 1, 2 값으로 정보를 처리한다. 다뤄야 할 정보의 양이 줄어 계산 속도가 빠르며 그에 따라서 소비전력도 줄어든다. 동시에 반도체 칩 소형화에도 강점을 보이고 있다. 4차 산업혁명 핵심인 인공지능(AI), 자율주행, 사물인터넷, 바이오칩, 로봇 등의 기술발전에 파급 효과가 클 것으로 기대된다. 김 교수는 “이번 연구는 기존 2진법 반도체 소자 공정 기술을 활용해 초절전 3진법 반도체 소자와 집적회로 기술을 구현했을 뿐 아니라 대면적으로 제작돼 3진법 반도체 상용화 가능성까지 보여 줬다”면서 “메모리와 시스템 반도체의 공정·소자·설계 전 분야에 걸쳐 미래 반도체 패러다임 변화를 선도할 것”이라고 말했다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 초절전·고성능·소형화 등 장점을 가진 ‘3진법 반도체’의 상용화 가능성을 확인하는 연구를 세계 최초로 성공했다. 김경록 전기전자컴퓨터공학부 교수팀은 ‘3진법 금속-산화막-반도체’를 대면적 웨이퍼(실리콘 기판)에 구현했다고 17일 밝혔다. 그동안 반도체 업계는 인공지능(AI), 자율주행, 사물인터넷 등 대규모 정보를 빠르게 처리하는 고성능 반도체를 만들려고 반도체 소자 크기를 줄여 집적도를 높여 왔다. 또 현재 2진법 기반 반도체에서 정보 처리에 드는 시간과 성능을 높일수록 증가하는 소비전력 등을 줄이는 문제도 고민해 왔다. 이에 따라 3진법 반도체가 주목받고 있다. 김 교수팀이 개발한 3진법 반도체는 0, 1, 2 값으로 정보를 처리한다. 처리해야 할 정보의 양이 줄어 계산 속도가 빠르고, 그에 따라 소비전력도 적다. 반도체 칩 소형화에도 강점이 있다. 가령 숫자 128을 표현하려면 2진법에서는 8개 비트(bit·2진법 단위)가 필요하지만, 3진법으로는 5개 트리트(trit·3진법 단위)만 있으면 저장할 수 있다. 현재 반도체 소자의 크기를 줄이고 집적도를 높여 급격히 증가하는 정보를 효과적으로 처리하려면, 소자의 소형화로 인해 누설전류가 커지면서 소비전력도 증가한다. 연구진은 반도체 소자에서 정보를 처리하는 상태를 구현하는 것에 누설전류를 활용하는 방법으로 이 문제를 해결했다. 누설전류의 양에 따라 정보를 3진법으로 처리하도록 고안한 것이다. 김 교수는 “이번 연구는 기존 2진법 반도체 소자 공정 기술을 활용해 초절전 3진법 반도체 소자와 집적회로 기술을 구현했을 뿐 아니라 대면적으로 제작돼 3진법 반도체 상용화 가능성까지 보여줬다는 것에 의미가 있다”며 “메모리와 시스템 반도체의 공정·소자·설계 전 분야에 걸쳐 미래 반도체 패러다임 변화를 선도할 것”이라고 밝혔다. 그는 “앞으로 4차 산업혁명 핵심인 AI, 자율주행, 사물인터넷, 바이오칩, 로봇 등의 기술발전에 파급 효과가 클 것으로 기대된다”고 덧붙였다. 이 연구는 삼성전자가 추진하는 삼성미래기술육성사업 지원을 받아 진행됐다. 연구 결과는 지난 15일 전자 소자 분야 학술지 네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)에 발표됐다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

200만 년 전 아프리카 사바나 대초원에 살았던 고대인류도 신생아에게 모유수유를 했다는 연구결과가 나왔다. 미국 마운트 시나이 아이칸 의과대학 연구진이 남아프리카공화국 북동부 가우탱주의 한 동굴에서 발견한 고대인류의 화석 두 구를 분석한 결과, 해당 화석의 주인은 260만~210만 년 전 살았던 유아기에 사망한 것으로 추정되는 오스트랄로피테쿠스 아프리카나스로 밝혀졌다. 이전 연구에서 오스트랄로피테쿠스 아프리카나스는 과일과 풀, 나뭇잎, 식물뿌리 등을 먹고 생존했다는 사실을 학인했지만, 아이를 낳고 키우는 방식에 대해서는 알려진 바가 없었다. 하지만 이번 연구에서 위 화석들의 치아 5개를 분석한 결과, 치아에서 모유 성분이 검출됐다. 연구진에 따르면 모유수유하는 동안에는 치아에 모유 성분이 축적되는데, 이러한 모유 성분은 젖을 떼고 이유식을 시작한 후부터 서서히 치아에서 사라진다. 연구진은 치아의 크기와 상태로 보아 200만 여 전 고대 인류가 생후 12개월까지 모유수유를 했으며, 6~9개월부터는 젖을 떼기 위해 모유의 양을 줄였다는 사실을 확인했다. 또 당시 오스트랄로피테쿠스 아프리카나스의 모유수유 습성은 건조하거나 추운 계절 부족한 식량을 대체하기 위한 선택이었을 것으로 추측했다. 연구를 이끈 마운트 시나이 의과대학의 크리스틴 오스틴 박사는 “모유 수유의 습성이 어떻게 진화했는지를 살펴보는 것은 현대 인류를 위한 진화 의학을 연구하는데 도움이 된다”면서 “이번 연구에 따르면 오스트랄로피테쿠스 아프리카나스는 다른 유인원보다 훨씬 더 인간에 가까운 보살핌 행동 패턴을 가지고 있다”고 설명했다. 이어 “이번 연구는 농업 및 산업화와 더불어 모유수유 습성의 주요 변화가 산모와 아기의 건강에 미칠 수 있는 영향에 대해 연구하는데에도 도움이 될 것”이라면서 “모유수유를 포함한 식이요법은 환경이나 건강, 영양상태 등 전반적인 상황을 이해하는데 중요한 부분”이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 세계적인 학술지인 ‘네이처’ 최신호(15일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

노년층의 가장 큰 고민거리는 바로 치매이다. 치매는 여러 가지 요인으로 발생하는데 절반 가까이가 알츠하이머로 인해 나타난다. 알츠하이머 치매는 뇌에 베타아밀로이드라는 단백질이 쌓이면서 나타나는 것으로 알려져 있지만 아직 정확한 분자유전학적 원인이 밝혀지지 않아 치료제가 개발되지 않고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 알츠하이머 발병의 새로운 원인을 밝혀내 주목받고 있다. 카이스트 의과학대학원, 한국과학기술정보연구원(KISTI) 국가슈퍼컴퓨팅본부, 서울대 의대, 연세대 의대 스탠리의학연구소, 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 공동연구팀은 노화 과정에서 나타나는 후천적 뇌 돌연변이가 알츠하이머의 원인 중 하나라고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 12일자에 실렸다. 기존에 알츠하이머 유전체 연구는 주로 환자의 손과 발에서 채취한 혈액을 이용해 전장유전체 연관분석을 하거나 가족력이 있는 환자들에게서 발견된 일부 유전자들에 대한 분석이 주를 이뤘다. 연구팀은 알츠하이머를 앓다 사망한 52명의 뇌 조직을 제공받아 ‘전장 엑솜 유전체 서열 데이터 분석’ 기술을 통해 알츠하이머에 존재하는 뇌 체성 유전변이를 찾아냈다. 또 뇌 체성 돌연변이가 알츠하이머의 중요원인으로 알려진 신경섬유다발 형성을 비정상적으로 증가시킨다는 사실도 이번에 밝혀졌다. 이정호 카이스트 교수는 “이번 연구는 알츠하이머 원인으로 여겨지는 신경섬유다발 형성에 체성 유전변이가 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 직접적으로 확인했다는데 의미가 크며 앞으로 퇴행성 뇌신경질환 연구에 큰 도움을 줄 수 있게 될 것”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 무인비행체인 드론이 다양한 분야에서 활용되고 있다. 드론 활용이 다양해지다 보니 드론을 막기 위한 ‘안티 드론’ 기술도 함께 발달하고 있다. 현재 드론 탐지 분야에서는 이스라일 라다(RADA)의 레이더가 최대 3㎞ 떨어져 있는 드론까지 찾아낼 수 있을 정도로 독보적인 기술을 갖고 있다. 국내 연구진이 중소기업들과 함께 이스라엘 라다에 버금가는 드론 탐지 시스템을 개발해 주목받고 있다. 대구경북과학기술원(DGIST) 협동로봇융합연구센터, 미국 캘리포니아주립대 전자·컴퓨터공학과 공동연구팀은 3㎞ 이상 떨어진 초소형 드론까지 구별해 낼 수 있는 레이더를 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 전기전자공학회(IEEE)에서 발행하는 국제학술지 ‘IEEE 지오사이언스 앤 리모트 센싱 레터스’에 최신호에 실렸다. 연구팀은 능동위상배열(AESA) 레이더 기술과 초고해상도 레이더 신호처리 기술을 접목시켜 3㎞ 이상 떨어져 있는 곳에 있는 드론의 위치를 정확하게 찾아낼 수 있는 기술을 개발했다. 능동위상배열은 레이더 안테나에 배열된 레이더 모듈들이 각자 전파 송수신 방향을 찾아낼 수 있는 장치를 갖고 있어 탐지 거리를 늘릴 수 있게 해주는 기술이다. 또 초고해상도 레이더 신호처리기술은 위치 추정 정확도를 높이는데 도움이 된다. 또 연구팀은 ‘생성적 적대 신경망’(GANs)이라는 차세대 인공지능 심층학습 기술을 활용해 식별률을 높였다. 인공지능은 학습 데이터가 많을수록 인식률이 높아지는데 GANs는 적은 데이터 양만으로도 스스로 학습해 관련 데이터들을 생성해 내 인공지능 인식률을 높여 표적을 쉽게 식별할 수 있도록 하는 기술이다. 이번에 개발한 레이더 시스템 내부의 송신부, 수신부, 안테나, 신호처리플랫폼 등 하드웨어 부품을 100% 국내 중소기업들과 공동 개발했다. 오대건 DGIST 박사는 “이번 연구는 멀리 떨어져 있는 초소형 드론 탐지 시스템으로는 최고 수준으로 국내 기업들과 협업해 개발했다는데 큰 의미가 있다”라며 “드론 탐지 뿐만 아니라 선박, 항공, 감시 정찰 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

생물계는 박테리아로 알려진 세균, 진핵생물, 고세균 크게 세 영역으로 나뉜다. 고세균의 경우 세균처럼 핵이 없는 원핵생물이지만 유전적 특징이 달라 세균과는 전혀 다른 제3의 생물계로 분류된다. 고온, 고압, 고염도 등 극한 환경, 특히 원시 지구와 유사한 환경에서도 잘 자라기 때문에 고세균이라는 이름이 붙여졌다. 국내 연구진이 고세균의 생존과 관련해 중요한 사실을 새로 발견했다. 충북대 미생물학과 이성근 교수팀은 서해 바닷물에서 고세균의 군집과 활성을 조절하는 바이러스를 분리해내 그 존재를 확인하는데 성공하고 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 16일자에 발표했다. 고세균은 열수구, 유황온천 같은 극한환경부터 일반환경까지 다양한 곳에서 서식한다. 특히 해양 생태계 전체 미생물의 약 30%를 차지하고 있으며 해양에서의 탄소, 질소 순환에 핵심적 역할을 해 지구온난화를 일으키고 오존층을 파괴하는 아산화질소를 발생시키는 대표적인 미생물로 알려져 있다. 이를 밝혀내기 위해 해양 고세균을 분리하려고 하지만 배양이 쉽지 않아 연구가 극히 드문 상태이다. 더군다나 고세균의 군집과 활성을 조절하는 바이러스의 존재가 주목받았지만 바이러스의 실체에 대해 구체적으로 밝혀지지는 않았다.연구팀은 서해 바닷물에서 특정 계절에 눈에 띄게 개체수가 증가하는 2종류의 해양 고세균에 주목했다. 이를 토대로 바닷물에서 고세균에 영향을 미치는 바이러스를 분리하는데 성공했다. 분리한 바이러스를 분석한 결과 해양 고세균이 바이러스에 감염되면 질소의 산화작용이 멈추고 유기물이나 비타민B12 등의 물질을 방출하는 것으로 확인됐다. 특히 일반적인 바이러스는 숙주세포를 녹여 영향을 미치는데 고세균 바이러스는 증식하면 혹처럼 튀어나와 분리되는 출아법으로 방출된다는 사실도 밝혀졌다. 이성근 교수는 “이번 연구는 바닷물에 많은 고세균을 감염시키는 바이러스의 존재를 처음으로 발견해 지구 물질 순환을 이해하는 기반을 마련한데 의미가 크다”라며 “극한 환경에서 존재하는 것으로 알려진 레몬 형태의 바이러스를 이번에 발견해 기후변화 예측에도 선도적으로 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘꿈의 신소재’ 그래핀은 탄소 원자의 얇은 한 층 두께의 물질로 최근 2차원물질 반도체 소재로 주목받고 있다. 반도체로 상용화되기 위해서는 그에 걸맞는 크기로 만드는 것이 중요한데 쉽지 않다는 것이 문제이다. 국내 연구진이 포함된 국제 공동연구팀이 반도체로 상용화 하기 위해 대면적화하는 기술을 개발하는데 성공했다. 기초과학연구원(IBS) 다차원 탄소재료 연구단, 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 연구진은 중국 북경대 물리학부, 청두 국립전자과기대, 광저우 화남사범대, 송샨호 재료과학연구소 등 중국 연구진들과 함께 불소(F)를 이용해 기존보다 3배 빠른 속도로 그래핀을 성장시키는데 성공하고 화학 분야 국제학술지 ‘네이처 케미스트리’ 16일자에 발표했다. 그래핀처럼 원자 두께의 2차원 소재는 얇고 잘 휘면서도 단단하다는 특징 때문에 차세대 반도체 소재로 각광받고 있다. 그러나 반도체로 만들기 위해서는 대면적 제작이 쉽지 않고 대면적 제작 시간이 지나치게 오래 걸린다. 많은 연구자들이 원료물질을 바꾸거나 온도 조절 같은 제조환경 변경으로 제조시간을 단축하는 방법을 찾았지만 그래핀 성장을 완전히 제어할 수 없어 근본적인 해결책이 필요했다. 연구팀은 원자나 분자가 화학결합을 할 때 다른 전자를 끌어들이는 전기음성도가 높은 불소에 주목했다. 그러나 반응성이 큰 불소기체는 곧바로 주입할 경우 다른 물질과 결합해 독성물질을 만들어 낼 수 있다. 이 때문에 공간적으로 제한된 부분에서만 국소적으로 불소를 활용하는 방법을 찾아냈다. 연구팀은 금속기판에 불소를 함유한 금속불화물을 사용하고 그 위에 얇은 구리 필름을 올린 형태의 기판을 제작했다. 그 다음 온도를 높여 불소가 금속불화물에서 방출되도록 했다. 이렇게 되면 불소는 금속불화물과 구리 필름 사이 10~20㎛(마이크로미터)의 좁은 공간에 머물게 된다. 이 틈 속에서 불소로 인해 메탄가스는 더 분해되기 쉬운 형태의 기체로 바뀌고 결국 그래핀은 원료인 탄소를 손쉽게 얻어 더 빠르게 성장하게 되는 것이다.이번에 새로 개발된 기술은 분당 12㎜의 속도로 그래핀을 성장시켰다. 기존 그래핀 성장속도는 3.6㎜에 불과했다. 10㎠ 그래핀을 만들 때 10분이 걸렸다면 이번 기술을 활용하면 3분 정도 단축시킬 수 있게 된 것이다. 연구팀은 2차원 부도체 물질은 육방정계 질화붕소와 반도체 물질인 텅스텐 이황화물 성장에도 도움이 되는 것을 확인했다. 펑 딩(UNIST 특훈교수) IBS 다차원 탄소재료 연구단 그룹리더는 “이번 연구는 2차원 물질의 성장과정에서 불소를 국소적으로 주입하는 간단한 방식으로 상용화 걸림돌이 되던 성장속도 문제를 해결한 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“좋은 음식이라도 소금으로 간을 맞추지 않으면 그 맛을 잃고 만다”라는 말이 있듯이 16~17세기 대항해시대를 거쳐 동양의 향신료가 발견되기 전까지 서양에서는 소금이 유일한 조미료였다. 수많은 조미료들이 있지만 소금은 여전히 많은 음식에 조미료로 쓰이면서 음식의 맛을 더해주는 주방의 핵심 식재료이다. 적당량의 소금은 음식의 풍미를 더해주고 입맛을 돋우지만 지나치게 많이 섭취할 경우는 각종 성인병의 원인이 된다. 이 때문에 세계보건기구(WHO)에서는 소금의 적정 섭취량을 정해 권고하고 있다. 최근 예방의학자들이 전 세계 국가들의 소금섭취량을 분석한 결과 중국인들 소금섭취량이 가장 많은 것으로 조사됐다. 영국 퀸메리 런던대 의대 울프슨 예방의학연구소 연구팀은 중국인들의 일일 소금 섭취량이 권장량의 두 배 이상으로 전 세계에서 가장 높다는 연구결과를 미국의학회에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘미국심장의학회지’ 12일자에 실렸다. 연구팀은 중국 전역의 어린이 900명과 2만 6000명의 성인을 대상으로 한 소금섭취량 관련 국가통계 조사자료와 EMBASE, MEDLINE, Scopus와 같은 의학연구데이터베이스에서 관련 연구들을 추출해 메타분석을 통해 비교분석을 실시했다. 그 결과 중국 성인들은 하루 10g 이상의 소금을 섭취하고 있으며 3~6세 아이들은 5g 이상, 청소년들은 9g 넘는 소금을 섭취하는 것으로 조사됐다. WHO는 성인 기준 하루 5g 이상의 소금을 섭취하는 것을 금지하도록 권고하고 있다. 이와 함께 최근 40년 동안 중국인들의 소금 섭취량은 꾸준히 증가했으며 계속 세계적으로 높은 수준을 유지해온 것으로 확인됐으며 남부지방과 북부지방의 차이도 확인됐다. 중국 북부지방의 경우는 하루 11.2g의 소금을 섭취해 전 세계적으로 가장 많은 염분섭취 지역으로 확인됐지만 1980년대 일일 12.8g보다는 줄었으며 계속 줄어가는 추세라고 연구팀은 설명했다. 이는 염분 섭취와 관련한 정부의 식습관 교육과 함께 절임음식에 대한 의존도가 낮아지고 사철 채소 섭취가 늘었기 때문으로 분석된다. 반면 중국 남부지방은 1980년대 하루 8.8g에서 2010년대 10.2g으로 염분 섭취가 오히려 늘었다. 이는 가공식품 소비 증가와 외식의 증가 때문으로 보고 있다. 소금의 과다 섭취는 뇌졸중과 심장질환의 주요 원인인 혈압을 상승시키는데 중국의 연간사망자 중 40%가 고혈압 때문에 직간접적으로 사망하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 혈압을 낮추는 효과를 가진 칼륨 섭취량도 함께 관찰했다. 분석 결과 중국인들은 지난 40년간 칼륨섭취량은 지속적으로 줄어들었으며 모든 연령대에서 권장량의 절반 이하를 섭취하는 것으로 나타났다. 한편 중국 다음으로 소금 섭취가 많은 나라는 몬테네그로(10.7g), 포르투갈(10.5g), 베넹(9.9g), 이탈리아(9.7g), 인도(9.1g), 미국, 오스트리아(9.0g) 등으로 나타났다. 펭 허 퀸메리 런던대 의대 교수(환경·예방의학)는 “소금 섭취를 줄이고 칼륨 섭취를 늘리기 위해서는 정부에서 제대로 된 식습관 교육과 홍보가 필요하다”라면서 “어린 시절부터 소금 섭취가 많으면 이른 나이에 혈압이 높아질 가능성이 있기 때문에 중국인들의 미래 건강에 심각한 영향을 미쳐 막대한 사회적 비용이 들 수 있다”라고 경고했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

작은 공룡의 배 속에서 거의 생전 그대로의 모습으로 화석화된 신종 도마뱀이 새롭게 발견됐다. 최근 중국과학원 출신들로 구성된 연구팀은 1억 2500만 년 전 공룡에 산채로 먹혀 화석화된 신종 도마뱀을 발견했다는 연구결과를 학술지 ‘커런트 바이올로지’(Current Biology) 최신호에 발표했다. 처음 공룡의 화석이 발견된 곳은 중국 북동부의 화석지대인 제홀 생물군이다. 연구팀은 과거 이 지역에서 4개의 날개를 가진 소형 육식공룡 '미크로랍토르'(Microraptor)의 화석을 발견했다. 지금으로부터 1억 2500~1억 2200만 년 전 살았던 것으로 보이는 미크로랍토르는 까마귀만한 크기의 작은 공룡이다.흥미로운 점은 미크로랍토르의 몸 구조다. 깃털이 덮힌 총 4개의 날개와 긴 꼬리가 있는데 뒷 날개의 경우 다리와도 유사하기 때문이다. 다만 날개가 4개나 달렸지만 지금의 새처럼 비행하는 것이 아닌 이 나무에서 저 나무로 활공하는 정도의 능력만 가진 것으로 추정된다. '작은 약탈자'라는 의미를 가진 미크로랍토르는 곤충이나 작은 동물을 먹고 살았는데 이번에 연구팀에게 발견된 도마뱀이 바로 그 먹잇감이었다. 결과적으로 이 도마뱀은 미크로랍토르의 최후의 만찬이었던 셈이다. 힌두교 신화와 연구자의 이름을 따 '인드라사우루스 왕이'(Indrasaurus wangi)로 명명된 이 도마뱀은 머리부터 통째로 삼켜져 미크로랍토르의 위에서 발견됐으며 놀랍게도 전체적인 모습이 거의 그대로 보존됐다. 연구를 이끈 징마이 오코너 교수는 "과거 제홀 생물군에서 발견된 도마뱀들과 다른 이빨 구조를 가지고 있다"면서 "당시 생태계와 먹이사슬의 구조를 연구하는데 도움을 줄 것"이라고 밝혔다. 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구온난화로 인해 전 세계는 여름철에는 폭염과 폭우, 홍수, 겨울에는 혹한과 폭설 등으로 몸살을 앓고 있다. 이 때문에 많은 연구자들은 지구온난화의 원인이 되는 이산화탄소를 대기 중에서 제거하기 위한 다양한 방법을 고민하고 있다. 현재 연구되고 있는 이산화탄소 포집·저장 기술(CCS)은 이산화탄소를 저장해 깊은 바닷속이나 지하 빈공간에 넣어두는 것이 주를 이루고 있다. 그런데 식물학자들이 나무의 뿌리를 땅 속 깊숙이 뻗어나가도록 만들어 좀 더 친환경적으로 이산화탄소를 제거할 수 있는 방법을 찾아냈다. 미국 솔크생물학연구소, 오스트리아 그레고리멘델 분자식물생물학연구소 공동연구팀은 식물의 뿌리가 땅 속 깊이 자라는지 얕게 자라는지를 결정하는 유전자를 발견해 기후변화에 강한 식물을 개발할 수 있게 됐다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 12일자에 발표했다. 이번 연구는 솔크연구소에서 추진 중인 ‘하니싱 플랜트 이니셔티브’(Harnessing Plants Initiative)의 일환으로 진행된 것이다. 하니싱 플랜트 이니셔티브는 대기 중 이산화탄소를 줄여 기후변화를 막기 위한 계획으로 보다 튼튼하고 땅 속 깊이 뿌리를 내릴 수 있는 식물을 개발해 이산화탄소를 포집해 오래 지하에 저장할 수 있도록 하기 위한 것이다. 식물의 뿌리는 식물이 지탱할 수 있는 지지기능과 잎에서 만든 양분을 저장하고 물을 흡수하는 기능도 갖고 있다. 연구팀은 뿌리가 산소와 이산화탄소 교환에도 중요한 역할을 한다는 점에 착안했다. 연구팀은 생물학 연구에 많이 쓰이는 애기장대를 이용해 식물의 줄기와 뿌리 끝에서 세포벽을 신장시켜 길이 생장을 촉진시키는 식물생장호르몬의 일종인 ‘옥신’ 분비를 조절하는 유전자와 작동메커니즘을 분석했다. 옥신이 식물 생장에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있지만 구체적으로 뿌리 생장구조에 어떻게 영향을 미치는지는 정확하게 알려져 있지 않은 상태다.분석 결과 연구팀은 ‘EXOCYST70A3’라는 유전자가 옥신의 촉진을 분비해 뿌리 생장구조를 직접적인 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다. 실제로 연구팀은 EXOCYST70A3 유전자를 변형시킨 결과 뿌리 생장구조가 변화되고 더 많은 뿌리가 더 깊숙이 파고 들어간다는 사실을 확인했다. 연구팀은 이번 연구결과가 궁극적으로 더 많은 이산화탄소를 저장할 수 있는 식물을 개발하는 한편 강수량에 따라 성장 속도를 조절하고 오래 살아남을 수 있는 식물을 만드는데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 볼프강 부쉬 솔크연구소 교수는 “증가하고 있는 이산화탄소의 양을 줄이기 위해 다양한 방법들이 연구되고 개발되고 있지만 가장 효과적이고 친환경적인 방법은 결국 식물을 이용하는 것”라면서 “생물체는 그 구조와 기능이 믿을 수 없을 만큼 복잡하기 때문에 식물 분자 메커니즘을 환경 반응에 연계한다는 것이 쉽지 않은 일이지만 어쨌든 이번 연구결과는 하니싱 플랜트 이니셔티브의 첫 번째 성과”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

#휴식을 취할 때나 취미활동으로 음악감상을 할 때는 시끄럽거나 전위적인 음악을 듣는 사람이라도 일이나 공부를 할 때 배경음악은 잔잔하거나 잘 조화된 음악을 틀어놓는 경우가 많다. 엇박자가 나거나 음이 조화를 이루지 않는 음악은 신경을 거슬리게 만들어 일이나 공부에 집중할 수 없기 때문이다. #아이에게 큰 소리로 화를 낸 것도 아닌데 하루 종일 시무룩한 표정을 하고 있는 경우가 있다. 나중에 아이에게 물어보면 평소와 달리 냉정한 목소리로 말을 해 소리를 지른 것보다 더 상처를 받았다는 것이다. 부모는 기억을 못하는데 아이들은 부모의 미세한 음성 변화까지 인식할 수 있는 것일까. 그렇지만 실제로 사람들은 가까운 이들의 미세한 음성 변화만으로도 정확하게 기분을 파악하는 경우가 많다. 최근 과학자들이 뇌의 청각회로는 부드러운 음성이나 잘 조화된 음악에 민감하게 반응하도록 진화됐다는 사실을 밝혀냈다. 미국 컬럼비아대 주커만 마음·뇌·행동연구소, 매사추세츠공과대(MIT) 뇌인지과학과, 프랑스 파리 과학인문학대(PSL) 인지과학과, 하버드대 음성·청각 생명과학공학프로그램, 국립보건원(NIH) 산하 국립신경질환·뇌졸중연구소 공동연구팀은 다른 영장류들과는 달리 인간의 뇌에는 조화로운 음률을 가진 소리에 더 민감하게 반응한다고 12일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 원숭이와 건강한 성인남녀를 대상으로 일련의 음악과 목소리를 들려주면서 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 소리에 대한 뇌의 반응을 관찰했다. 연구팀이 원숭이와 사람들에게 들려준 음악은 화성적으로 잘 조화된 음악과 적절한 높낮이를 가진 중저음의 목소리, 톤이 없는 소리와 소음을 각각 들려줬다. 연구팀은 사람과 원숭이 뇌의 청각피질이 동일하게 반응했지만 사람의 뇌는 원숭이와는 달리 특정 음, 특히 조화로운 음악과 목소리에 민감하게 반응한다는 사실을 발견했다. 연구팀은 추가 실험을 통해 사람의 뇌는 소리의 크기와는 상관없이 음의 조화, 음색에 따라 민감하게 반응한다는 사실을 밝혀냈다. 베빌 콘웨이 NIH 박사는 “이번 연구결과는 언어와 음악에 내재된 소리의 특징 중 하나임 화음이 인간 두뇌의 정보처리 방식을 근본적으로 변화시켰을 것이라는 점을 보여주고 있다”라면서 “이번 연구는 그동안 원숭이를 이용한 많은 실험에서 특히 청각적 과제를 수행하도록 하는 것이 어려웠던 이유도 훌륭하게 설명해주고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영화 ‘아이언맨’에 나오는 아이언맨 수트나 영화 ‘배트맨’의 주인공 배트맨이 착용하는 검은 색 수트는 특별한 능력을 가져다 준다. 그런데 국내 연구진이 아이언맨이나 배트맨 수트처럼 입기만 해도 근력을 내는데 도움이 되는 ‘의복형 웨어러블 로봇’을 개발해 화제다. 한국기계연구원 로봇메카트로닉스연구실 연구팀은 옷감처럼 가볍고 접거나 말수도 있어 일상복처럼 만들어 입고 근력을 보조받을 수 있는 기술을 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 실렸다. 많은 사람들이 알고 있는 근력보조 로봇은 외골격 로봇으로 모터나 공압구동 방식으로 장치가 크고 무거우며 움직일 때 소음이 발생하기 때문에 활용도가 다소 떨어진다. 그런데 웨어러블 로봇은 착용을 하면 걷기 힘든 사람들의 걸음걸이를 돕거나 무거운 물체를 운반할 때 쉽게 들 수 있도록 기계적 힘을 더해주는 장치이다. 로봇이 인간을 감싸는 형태이기 때문에 다양한 분야에서 적용이 가능하다.연구팀은 형상기억합금에 전류가 흐르면 수축된다는 점에 착안했다. 연구팀은 직경 0.5㎜ 이하의 가느다란 형상기억합금을 스프링 다발로 옷감형 유연구동기를 만들었다. 옷감형 유연구동기는 무게가 20g 수준으로 가벼우면서도 근육처럼 수축하면 10㎏ 정도의 무게를 지탱하고 들어올릴 수 있는 것으로 확인됐다. 실제로 옷감형 유연구동기로 만든 의복형 웨어러블 로봇은 배터리, 제어기 등을 모두 포함해서도 약 1㎏ 정도에 불과해 일반 성인이 입는 봄, 가을용 점퍼 수준이다. 근력보조가 필요할 때만 선택해 로봇을 움직일 수 있기 때문에 전력낭비가 적고 배터리가 방전된 상태에서도 일상복 처럼 입을 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 상체 근력 보조 뿐만 아니라 어깨, 허리, 다리 등 전신을 보조할 수 있는 의복형 웨어러블 로봇을 개발할 계획이다.박철훈 기계연구원 박사는 “이번에 개발한 의복형 웨어러블 로봇은 택배, 물류 등 신체 일부를 반복적으로 사용하는 분야의 작업환경을 개선하고 고령화 시대가 되면서 나타날 수 있는 노동인력 감소문제 해결은 물론 노약자의 일상생활을 보조할 수 있는 재활기구로도 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

갈매기가 항생제도 소용없는 슈퍼박테리아를 사람에게 옮길 수 있다는 연구결과가 나왔다고 영국 BBC, 가디언 등 해외 언론이 9일 보도했다. 호주 웨스턴오스트레일리아 주에 있는 머독대학 연구진이 2015~2017년 호주 전역에 서식하는 은갈매기 562마리의 배설물을 분석한 결과, 이중 20%가 병원균을 옮기며 여기에는 항생제에 내성을 가진 대장균(E. Coli) 등이 포함돼있는 것으로 확인됐다. 히 퍼스 지역에서 서식하는 한 갈매기에서는 약제 내성이 있는 박테리아에 대한 최후의 수단으로 알려진 콜리스틴에도 저항하는 대장균이 발견됐다. 연구진은 갈매기가 공중이나 지상에서 배설하는 대변을 사람이 무심코 만진 뒤, 음식을 섭취하거나 얼굴을 만질 때 몸 안으로 들어가 감염을 유발하는 것으로 추측했다. 가장 큰 문제는 사람과 접촉률이 비교적 높은 조류인 갈매기가 옮기는 병원균이 항생제로도 죽지 않는 슈퍼박테리아의 성질을 가지고 있다는 사실이다. 연구를 이끈 샘 아브라함 박사는 “이번 연구를 통해 호주 전역의 갈매기가 슈퍼버그 또는 항생제 내성을 가진 동시에 사람에게 전염될 수 있는 박테리아를 옮긴다는 것을 알게 됐다”면서 “항생제 내성은 인류의 건강에 매우 큰 영향을 미치는 만큼, 이는 매우 심각한 문제로 여겨진다”고 설명했다. 이어 “특히 갈매기들이 자주 출몰하는 지역에서 논 뒤 씻지 않은 손을 입에 대거나 해당 지역에서 음식을 먹을 경우 위험이 더욱 높아질 수 있다”고 덧붙였다. 과거 포르투갈과 프랑스, 러시아 등지에서도 유사한 사례가 나왔지만, 관광객이 많은 호주에서 콜리스틴 저항 대장균이 발견된 것은 이번이 처음이다. 세계보건기구(WHO)가 항생제 내성 슈퍼박테리아 문제를 세계 보건에 대한 10대 위협 중 하나로 경고한 가운데, 이번 연구결과는 내성균 관련 국제학술지인 항균화학요법저널(Journal of Antimicrobial Chemotherapy) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

대기오염 물질이 폐의 노화를 빠르게 해 심각한 폐 질환이 생길 위험을 키울 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 영국 레스터대 연구진이 영국 전역에 거주하는 성인남녀 약 30만 명을 대상으로 한 대규모 코호트 연구 자료를 분석해 실외 대기오염 물질 노출과 만성폐쇄성폐질환(COPD) 사이에 상관관계를 확인했다고 8일(현지시간) 발표했다. 여기서 만성폐쇄성질환은 대개 유해 입자나 가스에 노출돼 유발된 기도와 폐포의 이상으로 인해 지속적인 기류 제한과 호흡기계 증상이 발생하는 질병으로, 폐포에 영향을 주는 폐기종과 기도에 영향을 주는 만성 기관지염도 포함된다. 연구진은 영국 바이오뱅크(UK Biobank) 연구에 2006년부터 2010년 사이 등록한 만 40~69세 영국인 남녀 30만여 명이 사는 지역의 대기오염 수준을 추정하기 위해 검증된 모델을 사용했다. 대기오염 수준은 자동차 배기가스와 공장 배출물에서 나오는 이산화질소(NO2)를 비롯해 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5) 등 다양한 오염물질을 대상으로 했다. 또한 이들 참가자에게서는 설문을 통해 건강 수준을 파악하고, 폐활량 측정 검사를 통해 폐 기능을 조사했다. 그 결과, 공기 중 초미세먼지 농도가 연평균 5㎍/㎥(1세제곱미터당 10마이크로그램) 증가할 때마다 폐 기능이 두 살 많은 사람과 비슷한 수준으로 떨어지는 것으로 나타났다. 이는 대기오염 물질 때문에 폐가 최대 2년 더 빨리 노화했다는 것이다. 심지어 세계보건기구(WHO)의 초미세먼지 권고 기준인 연평균 10㎍/㎥를 초과하는 지역에서 사는 사람들은 만성폐쇄성질환 유병률이 가정에서 간접흡연에 노출된 사람들보다 4배 더 높은 것으로 확인됐다. 이는 초미세먼지 연평균 농도가 유럽연합(EU)의 최대한도 기준이자 우리나라 연평균 수치인 25㎍/㎥에 미치지 않아도 만성폐쇄성질환 발병과의 연관성을 무시할 수 없고 대기오염 물질이 생각보다 훨씬 더 큰 피해를 줄 수 있음을 시사하는 것이다. 연구논문 주저자인 애나 한셀 교수는 “알아낸 가장 큰 결과 중 하나는 실외 대기오염 노출이 폐 기능 저하 및 COPD 유병률 증가와 직접적으로 관련이 있다는 것”이라면서 “더 높은 수준의 오염물질에 노출된 사람들은 폐 기능이 더 낮았고 이는 적어도 1년 이상 노화한 것에 해당한다”고 설명했다. 문제는 만성폐쇄성폐질환이 생소한 이름과 달리 의외로 흔한 질병이라는 점이다. 세계보건기구에 따르면 만성폐쇄성폐질환은 세계 사망 원인 4위이며 내년에는 3위로 오를 것으로 예측된다. 국내에서는 40세 이상 성인의 14.2%, 즉 10명 중 1명 이상은 만성폐쇄성폐질환 환자이며 매년 6000명 이상이 이 때문에 사망한다고 질병관리본부는 말한다. 이에 대해 한셀 교수는 “대기오염 물질이 폐 건강에 어떻게 영향을 미치는지 살핀 연구는 놀랍게도 거의 없다”면서도 “걱정스러운 점은 대기오염 물질이 저소득층 가정에 훨씬 더 큰 영향을 주는 것으로 생각된다는 것”이라고 지적했다. 이와 함께 “같은 대기오염 물질에 노출됐을 때 저소득층이 고소득층보다 폐 기능 저하와 COPD 위험이 두 배 컸다. 이는 참가자들의 흡연 상태와 폐 건강에 영향을 미칠 수 있는 직업을 고려해도 마찬가지였다”면서 “이런 불균형은 열악한 주거환경이나 식습관, 건강관리 악화 또는 유년기 폐 성장에 영향을 주는 빈곤의 장기적 영향과 관련이 있을 수 있다”고 설명했다. 이어 “하지만 저소득층과 고소득층 사이의 영향 차이를 조사하려면 추가적인 연구가 필요하다”고 덧붙였다. 또한 이번 연구 논문을 살펴본 유럽호흡기학회 회장인 토비아스 웰터 교수는 “이번 결과는 오염된 공기에 노출되면 평균 수명을 낮추고 만성폐쇄성폐질환에 걸리기 쉽다는 것을 보여줘 대기오염이 건강을 해친다는 증거를 강화한다”면서 “호흡은 생명을 유지하는 데 필요한 인간의 가장 기본적인 기능이므로, 우리는 깨끗한 공기를 마실 권리를 위해 계속 싸워야 한다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘유럽 호흡기 저널’(European Respiratory Journal) 최신호(7월 1일자)에 실렸다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

발레리나의 발바닥을 연구한 국내 공대 학부생의 논문이 SCI(과학기술논문인용색인)급 국제학술지에 실렸다. 석·박사가 아닌 학부생이 국제학술지에 대표 저자로 논문을 게재하는 것은 흔치 않은 일이다. 이화여대는 엘텍공과대 휴먼기계바이오공학부 3학년 염하은씨가 제1저자로 참여한 연구 논문 ‘족저면 연부조직과 그에 가해지는 지속반복적인 힘 간의 상관관계 분석’이 국제학술지 ‘생체 재료의 기계적 행동 저널’(JMBBM) 온라인판에 게재됐다고 9일 밝혔다. 염씨를 비롯한 연구진은 발바닥 연부조직에 반복적인 힘을 가하는 동작을 많이 하는 발레 전공자 집단과, 비슷한 체질량지수의 이대 재학생 집단의 족저면 특성을 비교 분석했다. 연구진은 이번 연구가 지속적이고 반복적인 운동이 족저면의 강성(변형에 저항하는 정도)에 미치는 영향을 수치화한 점에서 큰 의의가 있다고 밝혔다. 지도교수이자 교신저자인 이태용 교수는 “건강 지표로 혈압 수치를 측정하듯이 발바닥 강도를 측정해 표준화한다면 앞으로 건강 유지를 위한 조기 검사 도구로 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 염씨는 “예술과 공학의 교점을 찾고 협력하는 과정이 쉽지 않았는데 좋은 성과를 거둬 기쁘다”고 말했다. 김정화 기자 clean@seoul.co.kr

춤은 인간만이 출 수 있는 것이라는 정설을 깨고 춤을 출 수 있는 동물로 처음 인정받은 앵무새 ‘스노우볼’. 스노우볼은 지난 2008년 미국 그룹 ‘백스트리트보이즈’의 노래 ‘에브리바디’에 맞춰 신나게 춤을 추는 모습으로 주목을 받기 시작했다. 이후 많은 과학자가 이 앵무새의 비밀을 풀기 위해 연구를 진행했는데, 모두 스노우볼이 스스로 춤을 추는 것이라는 추론을 내놨다. 2009년에는 개구리나 귀뚜라미 등 다른 동물이 짝짓기를 목적으로 몸을 흔드는 것과 달리, 스노우볼은 음악의 리듬에 대해 인식하고 있다는 연구 결과가 나오기도 했다. 그러나 정확한 요인은 베일에 싸여 있었다. 이후 10년이 지난 지금 미국 연구팀이 스노우볼과 인간 사이에 5가지 공통적 특성이 존재한다는 사실을 밝혀냈다. 미국 캘리포니아대학교 심리학 조교수 아데나 슈아츠너 연구팀은 8일(현지시간) 학술지 ‘커런트 바이올로지’(Current Biology)를 통해 이 같은 연구 결과를 발표했다. 연구팀은 스노우볼이 음악에 따라 어떤 움직임을 보이는지 알기 위해 가수 신디 로퍼의 노래 ‘걸스 저스트 원트 투 해브 펀’(Girls Just Wanna Have Fun)과 그룹 퀸의 노래 ‘어나더 원 바이츠 더 더스트’(Another One Bites the Dust)를 틀어준 뒤 그 모습을 관찰했다. 그 결과 스노우볼이 신디 로퍼의 노래에 더 활발한 반응을 보이며 박자에 맞춰 좌우로 몸을 흔드는 모습이 관찰됐다. 연구진은 스노우볼이 총 14가지의 다양한 춤 동작을 선보였으며 이는 학습된 것이 아닌 창의적이고 자발적인 것이었다고 밝혔다. 슈아츠너 교수는 “스노우볼을 관찰한 결과 인간과 앵무새 사이에는 5가지 공통적 특징이 발견됐다”고 설명했다. 연구팀에 따르면 앵무새가 자발적으로 춤을 출 수 있었던 데는 발성 능력과 비언어적 동작 모방 능력, 장기적이고 사회적인 유대관계를 형성하는 능력, 복잡한 연속 동작을 학습할 수 있는 능력, 의사소통 동작에 대한 주의력 등 인간과 유사한 5가지 특성이 작용했다. 슈아츠너 교수는 “다른 동물이 짝짓기를 위해 몸을 흔드는 것과 달리 앵무새들은 사회적 유대감을 강화하고 상호 작용을 도모하기 위해 자신이 춤을 춘다는 사실을 인식한 상태로 창의적인 춤을 선보인다”고 밝혔다. 일단 이번 연구 결과는 스노우볼만을 대상으로 한 것이라 다른 앵무새에게까지 확대 적용될 수 있는지 섣불리 판단할 수는 없다. 그러나 슈아츠너 교수팀은 이번 연구 결과가 인간 음악성의 진화에 대해 더 많은 것을 밝힐 수 있는 첫걸음이 될 것이라고 자평했다. 1996년 부화한 스노우볼은 2007년 두 번째 주인을 만나 미국 인디애나주에서 길러졌다. 스노우볼의 주인 이레나 슐츠와 그 가족들은 스노우볼이 음악에 맞춰 춤을 추는 것을 목격하고 이 장면을 촬영해 인터넷에 올려 많은 주목을 받았다. 이후 유명인사가 된 스노우볼은 각종 TV쇼 출연은 물론 광고 촬영에 나서기도 했다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

이대 무용과와 휴먼기계바이오공학과의 융합연구발레리나의 발바닥을 연구한 국내 공대 학부생의 논문이 SCI(과학기술논문인용색인)급 국제학술지에 실렸다. 석·박사가 아닌 학부생이 국제학술지에 대표 저자로 논문을 게재하는 것은 흔치 않은 일이다. 이화여대는 엘텍공과대학 휴먼기계바이오공학부 3학년 염하은씨가 제1저자로 참여한 연구 논문 ‘족저면 연부조직과 그에 가해지는 지속반복적인 힘 간의 상관관계 분석’이 국제학술지 ‘생체 재료의 기계적 행동 저널’(JMBBM) 온라인판에 게재됐다고 9일 밝혔다. 염씨를 비롯한 연구진은 발바닥 연부조직에 반복적인 힘을 가하는 동작을 많이 하는 발레 전공자 집단과, 비슷한 체질량지수의 이대 재학생 집단의 족저면 특성을 비교 분석했다. 연구진은 이번 연구가 지속적이고 반복적인 운동이 족저면의 강성(변형에 저항하는 정도)에 미치는 영향을 수치화한 점에서 큰 의의가 있다고 밝혔다. 지도교수이자 교신저자인 이태용 교수는 “건강 지표로 혈압 수치를 측정하듯이 발바닥 강도를 측정해 표준화한다면 앞으로 건강 유지를 위한 조기 검사 도구로 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 이번 논문은 이대 음대 무용과의 발레 전공과 휴먼기계바이오공학부 간 융합연구로 진행됐다. 염씨는 “평소 스포츠 관람을 좋아하는데, 신체 부상이 잦은 선수들을 보며 스포츠 과학 분야와 의공학을 깊이 배우고 싶었다”면서 “예술과 공학의 교점을 찾고 협력하는 과정이 쉽지 않았는데 좋은 성과를 거둬 기쁘다”고 말했다. 김정화 기자 clean@seoul.co.kr

기후 과학자들이 전 세계 190여 개 국가가 맺은 ‘파리기후협약’에 따라 지구 평균온도 상승을 산업혁명 이전과 비교해 2도 미만으로 유지하더라도 북극 빙하가 완전히 사라질 수 있다는 충격적인 연구결과를 내놨다. 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단, 부산대, 연세대 대기과학과, 호주 뉴사우스웨일스대(UNSW) 수학·통계학부, 미국 신시내티대 수리과학부 국제공동연구팀은 수 십개의 기후 모형을 고려해 좀 더 예측 정확도가 높아진 새로운 통계기법을 개발해 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 9일자에 발표했다. 이번에 새로 개발된 모델을 적용할 경우 산업혁명 이전 대비 기온이 2도 상승했을 때 ‘9월 북극빙하’ 면적이 완전히 녹을 가능성은 28%로 예측됐다. 북극 빙하는 9월에 급격히 녹았다가 3월에 가장 커지기 때문에 9월 북극빙하 면적을 기후 변화의 척도로 본다. 현재와 같은 파리기후협약만으로는 북극빙하가 줄어드는 것을 완전히 차단할 수 없다는 것이다. 2015년 프랑스 파리에서 190여 개 국가가 전지구 평균기온 상승을 산업혁명 이전 대비 1.5도 이하로 제한하기 위해 노력하고 최소한 2도 미만으로 유지한다고 협약을 맺었다. 온실가스 최대 배출국 중 하나로 꼽히는 미국은 도널드 트럼프 대통령 취임 이후 파리기후협약에서 탈퇴하기도 했다. 미래 기후변화를 예측할 때는 과거 대기, 해양, 빙하 등 주요요소들이 변화하는 과정을 설명하는 방대한 양의 수식을 바탕으로 한 물리적 이해를 토대로 한다. 현재는 전 세계적으로 40여 개 이상의 기후 모형들이 활용되는데 이들은 서로 다르게 미래 기후를 예측하고 있다. 수학자, 통계학자, 기후학자들이 모인 연구팀은 ‘마르코프 연쇄 몬테카를로’(MCMC) 기법을 이용해 기존 31개 기후 모형들을 종합적으로 고려할 수 있는 통계기법을 만들어 냈다. 기존 통계 예측법은 다른 통계기법의 일부 수식을 공유하거나 같은 계산기법을 사용해 상호의존성을 보이지만 이번에 개발된 예측 통계기법은 기존 모형들과 전혀 의존성이 없다는 것이 특징이다.이번 통계기법에 따라 분석한 결과 산업혁명 전 대비 전지구 기온상승이 1.5도가 될 경우 북극해빙이 완전히 사라질 확률은 최소 6%, 2도 상승에 이르면 확률이 28%까지 증가할 것이라는 결과가 나왔다. 이준이(부산대 교수) IBS 연구위원은 “전지구 평균온도가 이미 산업혁명 이전과 비교해 1도 이상 상승한 상태이고 지금 추세라면 2040년에 1.5도 상승에 이를 가능성이 높다”라면서 “이번 연구는 기후변화의 중요한 척도인 북극빙하 유실 가능성을 수치로 제시함으로써 지금보다 더 엄격한 기후변화 대응 정책이 필요하다는 것을 강조하고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

기후 변화와 열대우림 파괴의 동시 작용으로 야생 동식물의 멸종 위험이 커지고 있다는 안타까운 연구 결과가 나왔다. 세계적 학술지 네이처의 자매지 ‘네이처 기후변화’(Nature Climate Change) 최신호(8일자)에 실린 연구 논문에 따르면, 아시아와 중남미 그리고 아프리카 숲에 사는 야생 동식물들이 극심한 기온 상승의 영향에서 피할 수 있는 장소는 전체의 5분의 2 이하로 나타났다. 이에 대해 연구를 이끈 영국 셰필드대학의 레베카 시니어 박사는 “2000년부터 2012년 사이 열대우림의 손실로 인도 국토보다 넓은 범위의 지역이 기후변화의 영향으로 종을 보호할 능력을 잃었다”면서 “숲의 손실은 서식지를 직접적으로 빼앗을 뿐 아니라 생물 종의 이동마저 어렵게 한다”고 지적했다. 이어 “기온이 더 낮은 서식 환경으로 벗어날 통로가 부족하므로, 지구 온난화에 취약한 생물 종의 전국적, 전지구적 멸종을 초래할 가능성이 있다”고 덧붙였다. 현재의 기후 변화 속도로 볼 때, 오늘날 고온의 영향이 가장 낮은 지역으로 이동하는 동식물은 2070년까지 20세기 후반보다 평균 2.7℃ 더 높은 환경에 노출될 것이라고 이 연구는 밝혔다. 인류가 지구 온난화를 2℃ 미만으로 억제하는 최상의 시나리오에서도 열대 지방의 생물 종은 2070년까지 기온 0.8℃의 상승을 겪게 된다. 하지만 최상의 시나리오가 실현될 가능성마저 점점 더 희박해지고 있는 상황이다. 야생 동식물은 기후변화에 직면하면 산악지대를 오르내려거나 수온이 낮거나 높은 해역으로 서식지를 옮기는 것을 늘 반복했다. 하지만, 기후 변화가 이렇게 급격히 진행된 사례는 거의 없을 뿐만 아니라 이렇게 이른바 서식지 단편화라는 현상과 동시에 일어난 적도 없었다. 서식지 단편화는 인위적 또는 자연적 요인에 의해 생물 1종의 서식지가 분단 또는 분할되는 현상을 말한다. 이에 대해 시니어 박사는 “특히 열대의 생물 종은 기온 변화에 민감하다. 이들 종 대부분은 지구상 다른 어느 곳에서도 찾아볼 수 없지만, 전 세계 생물 다양성의 큰 부분을 차지한다”고 설명했다. 세계자연보전연명(IUCN)의 적색 목록(Red List)에는 가뭄과 극단적인 기온차 등의 영향으로 이미 550여 종의 열대 종이 멸종 위기종으로 지정됐다. 여기에는 붉은손짖는원숭이와 재규어 그리고 자이언트수달 등 포유류도 포함돼 있다. 또한 이미 세계 각지에서 양서류들은 의문의 병원균 습격으로 멸종 위험성이 점점 커지고 있다. 양서류는 특정 서식지에 특화돼 있어 멀리 이동할 수 없으며 무더위와 건조에 매우 민감하다고 시니어 박사는 지적했다. 미국 메릴랜드대학의 연구시설 글로벌 포리스트 워치(Global Forest Watch)에 따르면 2014년 이후 파괴된 열대우림의 면적은 영국 잉글랜드 지방 면적의 5배인 약 60만 ㎢에 해당한다. 하지만 지난 10여 년간 전 세계적인 규모의 열대 서식지 감소와 기후 변화 사이의 상호작용을 조사한 연구는 이번이 처음이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr