남극 상공의 위성 측정 결과 오존층에 거대한 구멍이 발견되다

유럽우주국 코페르니쿠스 센티넬-5P 위성은 유럽연합의 환경 모니터링 프로그램의 일환으로 2023년 9월 16일 남극 상공에서 "오존 고갈 지역"이라고 부르는 지역을 촬영했다. 오존홀(Ozone Hole) 혹은 오존 구멍이라고 부르는 위 지역의 크기는 2600만 제곱킬로미터로 자그마치 브라질 면적의 약 3배에 달한다.

관측의 총 책임자이자 위 임무 관리자 클라우스 제너는 이번 오존홀이 지금까지 본 오존홀 중 가장 큰 오존홀 중 하나라고 전했다.

제너는 위 위성이 오존과 기후를 모니터링하기 위해 대기 중 미량 가스를 측정하기 시작했는데, 이를 통해서 올해의 오존홀이 예년보다 일찍 시작되었고, 그 범위가 크게 확장되었음을 알 수 있었다고 전했다. 다행인 점은 전문가들이 이 오존홀이 남극 표면의 온난화를 증가시키지는 않을 것으로 보인다는 점이다.

오존층이란?

오존층(ozone layer)은 지구 대기의 네 층 중 하나인 성층권에 존재하는 미량 기체층을 말하며 지구, 화성, 금성 따위의 행성 대기권에서 관찰되는 공기층으로 상대적으로 높은 함량의 오존을 포함하고 있다.

지구 생명체의 탄생에 물과 유기 화합물이 큰 역할을 했지만 위 오존층이 없었다면 생명체가 계속해서 살 수 없었을 것이다. 오존층은 자외선을 흡수하는 보호 가스 방패 역할을 하며 위험한 양의 단파 자외선으로부터 인간과 생태계를 보호하기 때문이다. 대부분의 피부암은 다량의 자외선에 노출되어 발생하므로 자외선으로부터 우리를 보호하는 오존층은 암 발생률을 줄이는 데에도 도움이 된다.

오존홀은 매년 커지고 줄어든다

사실 남극 상공의 오존홀의 크기는 매년 변동하고 있다. 예를 들면, 오존홀은 매년 8월에 열렸다가 11월이나 12월에 다시 닫힌다. 제너는 오존홀이 열리는 이유로 지구의 자전으로 인한 남극 대륙에 특수한 바람이 불기 때문이라고 주장한다. 이 바람은 남극 대륙에 작고 특이한 국소적인 기후를 만들며 주변 공기와 섞이는 것을 방지하는 보호막을 만든다. 그리고 위 바람이 사라지면 오존홀이 닫히는 것으로 알려져있다.

올해 발견된 거대한 오존홀의 원인은 무엇일까?

과학자들은 올해의 대형 오존홀이 2022년 12월과 2023년 1월에 일어난 흥가 통가이 통가 화산 폭발 때문일 수 있다고 주장한다.

정상적인 조건에서는 화산 폭발로 방출되는 가스가 성층권 아래에 머물러 있지만, 이번 폭발은 많은 양의 수증기를 성층권으로 보냈다. 이 수증기(물)는 화학 반응을 통해 오존층에 영향을 미치고 가열 속도를 변화시켰으며, 수증기에는 브롬과 요오드처럼 오존을 고갈시킬 수 있는 다른 원소도 포함되어 있었다.

인간이 만든 오존홀

앞선 설명과 같이 올해의 남극 오존홀은 화산 폭발로 인한 것일 가능성이 높다. 하지만, 과학자들은 1970년대의 인간 활동이 거대한 오존홀을 만들었다는 사실을 알게 되었다고 설명한다. 지상 및 위성 기반 측정 결과, 염화 플루오린화 탄소라는 화학 물질의 광범위한 사용으로 인한 구멍이 발견되었기 때문이다.

오존층 파괴의 주범은 에어로졸 캔의 에어로졸이 아니라 내부 용액을 추진하기 위해 기체로 사용하는 추진제였다. 이러한 기체 추진제에는 염소가 포함되어 있는데, 이 염소는 성층권 상공에서 방출되어 오존을 고갈시킨다.

과학자들이 오존홀에 대해 경각심을 불러일으킨 후 전 세계는 신속하게 조치를 취하기 시작했다. 1987년에 세상에 공개된 몬트리올 의정서는 이러한 유해 물질의 생산을 단계적으로 중단하여 오존층을 보호하기 위해 만들어진 전세계인들의 약속이다.

그리고 긍정적인 소식이 전해졌다. 오존층 파괴 가스 배출이 통제된 후 수십 년 동안 오존홀이 작아지고 있었기 때문이다.

기후 변화로 오존홀이 다시 열리고 있나?

과학자들은 오존층 파괴가 지구 기후 변화의 주요 원인이 아니라는 데 동의한다. 하지만 지구 기온 상승이 오존홀에 영향을 미칠 수 있다는 징후가 포착되고 있다.

1980년대부터 오존홀을 완화하기 위해 노력해왔지만, 2020년 오존홀이 매우 깊고 오래 지속되는 모습이 공개되었기 때문이다. 이는 2021년에도 마찬가지였다. 연구에 따르면 2020년 오존홀이 크게 발생한 주된 이유는 그해 호주 남동부에서 발생한 산불 때문이었다고 한다.

문제는 기후 위기가 계속되고 지구가 계속 따뜻해지면서 전 세계적으로 화재가 점점 더 빈번해지고 파괴력이 커지고 있다는 점이다. 올해 북반구에서 발생한 산불은 현재까지 최악에 가까운 상황이다. 이런 일이 계속되면 성층권에 더 많은 연기가 주입되고 오존층 파괴가 더 심해질 수 있기 때문이다.

오존홀이 지구 기후에 어떤 영향을 미치는지는 명확하지 않다

사실 이 오존홀이 지구 기후에 어떤 세부적인 영향을 미치고 있는지는 여전히 불투명하다. 일부 결과 데이터에 따르면 오존홀이 실제로 온실 가스 효과를 감소시켜 냉각 효과에 기여한다는 것을 보여주고 있지만, 전문가들은 오존홀이 계절의 진행을 변화 시킨다는 증거가 있다고 입을 모으고 있다. 극 소용돌이가 더 길고 더 많이 발생되고 있는데 이를 통해서 전문가들은 겨울철이 조금 더 오래 지속될 것으로 분석하고 있다.

또한, 원인과 결과를 분석 예측하기에 앞서서 우리가 가장 먼저 알아야 할 사실은 오존층이 파괴되면 구멍이 복구되는 데 더 오랜 시간이 걸린다는 점이다.