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[글로벌 핫이슈] 영국법원 애플 앱 개발자 수수료 과다⋯시장 지배적 지위 남용 판단
- 애플이 시장 지배적 지위를 남용해 앱 개발자들에게 과도한 수수료를 부과했다는 영국 법원 판단이 나왔다. 23일(현지시간) 로이터·AFP에 따르면 영국 경쟁항소법원(CAT)은 런던 킹스칼리지의 학자 레이첼 켄트와 법률 회사 하우스펠드가 아이폰·아이패드 사용자 수백 명을 대리해 제기한 집단소송에서 원고 승소로 판결했다. 법원은 애플이 2015년 10월부터 2020년 말까지 앱 배급 시장에서 경쟁을 차단하고, 과도하고 불공정한 수수료를 개발자에게 부과해 시장 지배적인 지위를 남용했다고 판단했다. 또한 과도한 수수료가 소비자들에게 전가된 경우 소비자들이 이자를 포함해 환급받을 권리가 있다고도 했다. 심리 과정에서 원고 측은 애플이 경쟁 앱스토어 플랫폼을 차단해 사용자들이 자사 시스템을 사용할 수밖에 없도록 강제하고, 그 과정에서 이익을 증대했다고 주장했다. 애플이 개발자들에게 부과하는 30% 수수료가 소비자들에게 전가돼, 소비자들이 더 많은 금액을 지불하게 만든다는 것이다. 이에 애플 측은 자사 앱스토어가 다른 플랫폼들과 경쟁을 벌이고 있으며, 전체 앱의 85%는 무료로 제공된다고 반박했다. 법원은 "애플의 제한이 애플이 제시한 통합되고 중앙 집중화된 시스템을 통해 얻는 이익을 전달하는 데 필요하거나 비례한다고 합리적으로 정당화될 수 없다"고 지적했다. 이 사건은 영국의 신생 집단소송 제도 하에서 기술 대기업에 대한 첫 번째 대규모 소송이다. 이번 소송의 예상 손해배상 규모는 약 15억 파운드(약 2조8700억 원)로 추산된다. 구체적인 손해배상액 산정 방식은 내달 열릴 심리에서 결정될 예정이다. 지난 2021년 소송을 제기한 영국 학자 레이철 켄트는 "이번 판결이 영국의 집단 소송 제도가 작동하고 있음을 보여준다"면서 "어떤 기업도, 아무리 부유하거나 강력하더라도 법 위에 있을 수 없다는 분명한 메시지"라고 환영했다. 애플은 이번 판결이 경쟁적인 앱 경제에 대한 잘못된 시각을 반영했다고 반박했다. 애플 대변인은 "이번 판결은 앱스토어가 개발자의 성공을 돕고 소비자에게 안전하고 신뢰할 수 있는 앱 발견과 결제 환경을 제공하는 방식을 간과했다"고 비판했다. 애플은 "이번 판결이 활기차고 경쟁적인 앱 경제에 대해 결함이 있는 시각을 제시했다"며 항소를 예고했다. 한편 애플은 영국에서 개발자 수수료와 관련해 또 다른 7억8500만 파운드(약 1조5000억 원) 규모의 소송이 진행 중이다.
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- IT/바이오
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[글로벌 핫이슈] 영국법원 애플 앱 개발자 수수료 과다⋯시장 지배적 지위 남용 판단
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[ESGC] 미국 전자폐기물, 불법 수출로 '아시아 오염'⋯"1조 원대 독성무역 실태 드러나"
- 미국의 대형 전자폐기물 재활용업체들이 아시아 개발도상국으로 불법 폐기물을 대량 수출하고 있다는 조사 결과가 공개됐다. 이는 국제사회가 금지한 '독성무역'이 여전히 세계 환경·ESG 체계를 무력화하고 있음을 보여준다. 미국 환경단체 바젤행동네트워크(BAN·Basel Action Network) 는 22일 발표한 보고서 「부끄러운 중개인(Brokers of Shame): 아시아로 향하는 미국 e-폐기물의 새로운 쓰나미」 에서, "미국 내 10개 주요 브로커가 2023년부터 2025년 초까지 약 1만 개 컨테이너(총 3만3000톤 규모)의 전자폐기물을 아시아로 수출했다"고 밝혔다. 그 규모는 10억 달러(약 1조3800억 원) 에 달하며, 주요 수입국은 말레이시아, 인도네시아, 필리핀 등으로 확인됐다. BAN은 "매달 약 2000개의 전자폐기물 컨테이너가 미국을 떠나 개발도상국으로 향하고 있으며, 이는 환경·보건·노동권 모두를 위협하는 행위"라고 지적했다. 특히 미국은 '바젤협약(Basel Convention)'을 비준하지 않은 유일한 주요 산업국으로, 선진국의 폐기물 수출을 금지하는 국제 규범의 사각지대에 서 있다. 짐 퍼켓 BAN 설립자는 "이들 기업은 '책임 있는 재활용'을 내세우지만, 실상은 저임금 노동력을 착취하고 독성 물질을 무단 배출하는 독성무역에 가담하고 있다"며 "이는 ESG 경영 원칙의 근간을 훼손하고, 글로벌 공급망의 신뢰를 무너뜨리는 일"이라고 비판했다. 보고서에 따르면, 수출된 폐기물은 '비철금속 원자재' 또는 '재사용 가능 전자제품'으로 허위 신고돼 세금과 단속을 회피하고 있다. 말레이시아·인도네시아·태국 등은 바젤협약상 명백한 수입 금지국임에도 불구하고 실제로는 폐전자 처리시설이 확산되고 있다. BAN은 또 "10개 주요 브로커 중 8곳이 국제 재활용 인증제도인 R2V3 인증을 보유하고 있음에도 불법 거래 정황이 확인됐다"고 밝혔다. BAN에 따르면 전자폐기물에서 흔히 발견되는 독성 성분은 납, 수은, 난연제(브롬계 난연제ㅐ와 PBDE등), 카드뮴, 베릴륨, 비스페놀-A(BPA) 등 매우 다양하다. 또한 불에서 회로 기판을 태우면 다이옥신과 푸란이 방출된다. 현지 피해는 심각하다. 말레이시아 현장조사에 참여한 BAN 연구원 푸이이 웡(Pui Yi Wong)은 "팜농장 인근과 공장 주변에서 비공식 노동자들이 맨손으로 전선과 플라스틱을 태워 귀금속을 추출하고 있으며, 그 과정에서 유독가스가 대기와 토양을 오염시키고 있다"고 전했다. 그는 "이제 말레이시아도 '세계의 재활용 공장'이 되는 대가를 치르고 있다"며, 미국과 선진국이 "자국 내 폐기물 순환 체계를 구축해야 한다"고 촉구했다. BAN의 보고서는 이번 사안을 기업의 환경 책임(ESG) 문제로 확대 해석해야 한다고 강조한다. 특히 미국의 글로벌 유통기업 베스트바이(Best Buy) 와 국방물자조달청(DLA)이 일부 거래 흐름에 연루된 정황이 드러나면서, ESG 공시의 신뢰성과 기업 지속가능경영의 실효성에 대한 의문이 제기됐다. 국제 환경정책 전문가들은 "ESG는 이제 선택이 아닌 생존의 조건"이라며 "공급망을 통한 간접적 환경침해까지 규제하는 '확장된 책임(Extended ESG Accountability)'이 불가피한 흐름"이라고 지적했다. UN 통계에 따르면 2022년 전 세계 전자폐기물 발생량은 6200만 톤으로 사상 최대치를 기록했으며, 2030년에는 8200만 톤으로 30% 이상 증가할 전망이다. 하지만 이 중 공식 재활용 비율은 20%에 불과하다. 나머지 상당 부분이 비공식 수출로 이어지고 있다는 점에서, 이번 BAN 보고서는 글로벌 재활용 체계의 '그린워싱(greenwashing)' 실태를 드러낸 셈이다. BAN은 "이번 보고서는 업계를 비난하기 위한 것이 아니라, 국제사회가 책임 있는 순환경제 체계로 전환해야 한다는 경고"라고 강조했다. 미국 정부가 바젤협약을 비준하고, 글로벌 전자제품 제조·유통기업이 ESG 감시 체계와 공급망 투명성 강화에 나서지 않는 한, 아시아와 아프리카의 도시들은 계속해서 '선진국의 전자쓰레기 매립지'가 될 것이라는 경고도 덧붙였다.
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- ESGC
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[ESGC] 미국 전자폐기물, 불법 수출로 '아시아 오염'⋯"1조 원대 독성무역 실태 드러나"
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[퓨처 Eyes(107)] 138억년 우주론의 심장 '인플라톤', 그 가설의 종언
- 우주론의 교과서가 반세기 만에 다시 쓰일 중대한 기로에 서 있다. 우주의 탄생을 설명하는 표준 이론 '빅뱅 이론'의 핵심 가설 '우주 급팽창(cosmic inflation)'의 오랜 숙제를 풀 새로운 모델이 등장했기 때문이다. 스페인과 이탈리아 공동 연구팀은 빅뱅 직후 우주를 부풀린 동력원으로 지목됐던 미지의 입자 '인플라톤(inflaton)' 없이도, 태초의 시공간을 뒤흔든 '중력파(Gravitational waves)'만으로 우주의 기원과 구조를 완벽하게 설명할 수 있다는 혁신적인 이론을 제시했다. 아인슈타인의 100년 묵은 아이디어를 되살려낸 이 이론은, 오직 중력과 양자역학만으로 우주 창조의 비밀을 풀 수 있음을 증명하며 학계의 폭발적인 관심을 받고 있다. 지난 2025년 7월, 미국 물리학회(American Physical Society)가 발행하는 세계적 권위의 학술지 '피지컬 리뷰(Physical Review)'에는 '인플라톤 없는 급팽창(Inflation without an inflaton)'이라는 제목의 기념비적인 논문 한 편이 실렸다. 바르셀로나 대학교의 라울 히메네스 교수가 이끄는 4인의 과학자팀은 이 논문을 통해 기존 빅뱅 이론의 패러다임을 전환할 새로운 모델을 제안했다. 이들의 주장은 놀랍고도 명료하고 우아하다. 우주를 지금의 모습으로 빚어낸 창조의 싸앗은 정체불명의 '유령 입자'가 아니라, 마치 잔잔한 호수에 돌을 던졌을 때 퍼져나가는 물결처럼 시공간 자체에 새겨진 미세한 파동, 즉 중력파라는 것이다. 우주 표준론의 아킬레스건, '인플라톤' 기존 표준 우주론에 따르면, 약 138억년 전 빅뱅 직후 우주는 1초도 안 되는 눈 깜짝할 사이보다 짧은 찰나에 상상을 초월하는 속도로 팽창했다. '우주 급팽창'이라 불리는 이 현상은 현재 우주가 거대 규모에서 놀랍도록 평탄하고 균일한 이유를 설명하는 가장 유력한 가설이었다. 하지만 이 이론에는 치명적인 공백이 있었다. 대체 무엇이 이 상상조차 힘든 팽창을 일으켰는가. 이론의 성립을 위해 여러 변수들이 극도로 정밀하게 맞아떨어져야 한다는 복잡성도 문제였다. 과학자들은 이 수수께끼를 풀기 위해 '인플라톤'이라는 가상의 입자를 무대 위로 불러냈다. 이 입자가 가진 막대한 에너지가 급팽창의 동력원이었다는 설명이다. 그러나 지난 수십 년간 수많은 노력이 있었음에도 인플라톤의 존재는 단 한 번도 실험적으로 관측되거나 증명되지 못했고, 현대 우주론의 가장 큰 아킬레스건으로 남아있었다. 아인슈타인의 100년 된 유산, 해답을 품다 연구팀은 바로 이 지점에서 과감한 역발상을 시도했다. 증명되지 않는 가상의 존재에 의존하는 대신, 이미 그 존재가 증명된 가장 근본적인 물리 현상에서 답을 찾고자 한 것이다. 그들이 주목한 것은 100여년 전 아인슈타인이 예측했던 시공간의 메아리 '중력파'였다. 연구팀은 전통적인 우주론의 틀을 벗어나 양자 물리학의 렌즈로 우주를 들여다봤다. 그 결과 빅뱅 빅후 극도의 혼돈 상태에서 발생한 미세한 중력하들이 서로 간섭하고 상호작용하며 2차효과로 미세한 밀도의 차이를 만들어냈음을 규명했다. 연구팀은 이 아이디어를 '더시터르 공간(De Sitter space)'이라는 수학적 구조와 연결했는데, 1920년대 아인슈타인과 함께 우주의 구조를 탐구했던 네덜란드 수학자 빌럼 더시터르(Willem De Sitter)의 이름에서 따온 것으로, 잊혔던 아인슈타인의 유산이 21세기에 화려하게 부활했다. 마치 미세한 잉크 방울이 물에 퍼지며 무늬를 만들듯, 이 작은 밀도 차이가 바로 우주 구조의 씨앗이 되었다. 시간이 흐르며 밀도가 조금 더 높았던 곳ㅇ른 중력에 의해 주변 물질을 끌어당겨 별과 은하를 잉태했고, 마침내 장엄한 우주 거대 구조로 성장했다. 연구팀의 모델은 이 과정이 현재 천문학자들이 관측하는 우주의 모습과 정확히 일치함을 보여주었다. 더 나아가, 급팽창 이론의 또 다른 난제였던 '팽창의 종료' 문제에도 명쾌한 해답을 제시한다. 초기 우주의 고유한 불안정성이 급격한 팽창을 자연스럽게 멈추고, 에너지가 입자로 변환되며 오늘날처럼 복사(빛)로 가득한 우주로 순조롭게 전환될 수 있었다는 것이다. 불필요한 가설 없이, 중력과 양자역학만으로 이번 연구의 공동 저자인 스페인 ICREA의 실험과학 및 수학 연구원 라울 히메네스 박사는 "수십 년간 우리는 한 번도 관측된 적 없는 요소에 기반한 모델을 사용해 초기 우주를 이해하려 노력해왔다"면서, "이번 제안이 흥미로운 이유는 그 단순성과 검증 가능성에 있다. 우리는 추측에 기반한 요소를 추가하는 것이 아니라, 중력과 양자역학만으로 우주 구조가 어떻게 생겨났는지 설명하기에 충분할 수 있음을 보여주고 있다"고 말했다. 이탈리아 파도바 대학교의 다니엘레 베르타카 교수 역시 "과학에서 이론의 유연성이 너무 크면 문제가 될 수 있다. 모델이 현상을 예측하는 것인지, 단순히 관측 데이터에 꿰맞추는 것인지 판단하기 어렵기 때문"이라며, "이번에 제안된 모델의 진정한 강점은 바로 그 우아함과 단순성, 그리고 임의로 조절할 수 있는 자유 매개변수가 없다는 점"이라고 강조했다. 세기의 발견, 최종 검증의 무대에 오르다 중력파라는 개념은 1893년 올리버 헤비사이드와 1905년 앙리 푸앵카레에 의해 처음 제안되었고, 아인슈타인이 1916년 일반 상대성 이론에서 '시공간 구조의 물결'로 정립했다. 초신성 폭발이나 블랙홀 병합 같은 격렬한 우주 현상에서 발생하는 이 파동은 극도로 미약하여, 인류는 2015년 9월에 이르러서야 미국의 '레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)'를 통해 100년 만에 그 존재를 직접 확인하는 데 성공했다. 향후 정밀한 우주 관측을 통해 이 새로운 모델의 예측이 사실로 확인된다면, 인류의 우주관은 혁명적인 전환을 맞게 된다. 우주의 기원이라는 가장 근원적인 질문의 해답이 미지의 입자가 아닌, 시공간의 본질인 '중력' 그 자체에 새겨져 있었음이 드러나기 때문이다. 천문학자 칼 세이건이 "우리는 별의 물질로 만들어졌다. 우리는 우주가 스스로를 알게 하는 하나의 방법"이라고 설파했듯, 이 연구는 우주가 스스로의 비밀을 인류에게 드러내는 또 하나의 장대한 과정일지 모른다. 인류가 던진 가장 오래된 질문에, 우주가 마침내 가장 근원적인 방식으로 답하기 시작했다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(107)] 138억년 우주론의 심장 '인플라톤', 그 가설의 종언
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[우주의 속삭임(149)] 달 뒷면 먼지에서 태양계 물의 기원 단서 발견
- 달 뒷면의 토양 샘플dptj 태양계의 물 기원 단서가 발견됐다. 중국의 달 탐사선 '창어(嫦娥) 6호'가 가져온 달 뒷면의 먼지 시료에서 물을 함유한 희귀 운석 조각이 발견됐다고 웹사이트 PHYS와 과학 기술 전문 매체 사이언스 얼럿이 21일 보도했다. 연구진은 이번 발견이 태양계 내 물의 기원과 생명 형성 요소의 이동 과정을 새롭게 규명할 수 있는 단서를 제공한다고 밝혔다. 미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표된 연구에 따르면, 창어 6호가 2024년 6월 지구로 가져온 시료에서 '탄소질 콘드라이트(CI 콘드라이트)' 계열의 미세 입자 7개가 확인됐다. 이는 생명체 구성에 필수적인 물과 유기물을 다량 포함한 운석으로, 지구 대기권에서는 대부분 소멸돼 채집이 어려운 물질이다. 달은 대기가 희박해 이러한 운석의 흔적을 그대로 보존할 수 있다. 다시 말하면, CI 콘드라이트는 운석 중 가장 많은 물과 휘발성 물질을 함유하며, 소행성 류구(Ryugu)나 베누(Bennu) 같은 우주 암석과 유사한 성분을 지닌다. 이들은 매우 다공성이며 '습윤'한 상태로, 무게의 최대 20%가 수화 광물 형태의 물로 결합되어 있다. 그로 인해 CI 콘드라이트는 다른 우주 암석에 비해 유난히 부드럽고 부서지기 쉬워 대기권 진입 및 충돌 시 파괴될 위험이 특히 크다. 이런 특성 때문에 CI 콘드라이트는 지구에서 발견되는 운석 중 채 1%도 되지 않는 매우 희귀한 운석이다. 중국과학원 지구화학자 왕 진투안과 천지밍이 이끄는 연구팀은 CI 콘드라이트를 찾기 위해 창어-6호의 충돌 물질 조각 5000개를 조사했다. 이 시료는 크레이터 내 크레이터인 아폴로 분지에서 채취됐다. 아폴로 분지는 달 표면의 약 4분의 1을 차지하는 거대한 남극-에이트켄 분지 안에 위치한다. 이곳은 고대 충돌 잔해물을 찾기에 최적의 장소였다. 연구진은 달의 시료 2g을 정밀 분석한 결과, 철·망간·아연 비율과 산소 동위원소 조성을 통해 이 입자들이 달 기원의 암석이 아니라 외부 천체에서 유입된 물질임을 확인했다. 해당 입자는 고에너지 충돌로 녹은 암석이 식으며 형성된 것으로, 지구와 달에 더 많은 수분 함유 소행성이 충돌했음을 시사한다. 연구팀은 올리빈을 함유한 후보 물질 중에서 CI 콘드라이트의 올리빈과 화학적으로 동일한 7가지 물질을 찾아냈다. 연구를 이끈 중국과학원 왕 진투안박사는 "이번 발견은 지구에 떨어진 운석 표본이 실제 태양계의 충돌 역사를 대표하지 못한다는 점을 보여준다"며 "달의 시료는 휘발성 물질이 풍부한 외계 천체가 얼마나 자주 지구와 달을 강타했는지를 알려주는 창(窓)"이라고 설명했다. 이번 연구는 태양계 형성 초기, 물과 유기물이 어떻게 내행성 영역으로 운반됐는지를 밝히는 중요한 단초로 평가된다. 전문가들은 향후 창어 6호 시료의 추가 분석이 물의 기원뿐 아니라 지구 생명체 탄생 과정에 대한 새로운 이해를 열 수 있을 것으로 보고 있다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(149)] 달 뒷면 먼지에서 태양계 물의 기원 단서 발견
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[기후의 역습(174)] 해수면 상승, 지난 4000년 중 가장 빠른 속도로 증가
- 기후 위기가 지구 전역을 강타한 가운데 지질학적 기록을 토대로 한 최신 연구 결과, 지구의 해수면이 지난 4000년 이래 가장 빠른 속도로 상승하고 있는 것으로 확인됐다. 미국 럿거스대학교(Rutgers University) 주도의 국제 공동연구팀은 "1900년 이후의 해수면 상승률이 과거 40세기 동안의 어느 시기보다 빠르다"고 밝혔다. 이번 연구는 국제학술지 네이처(Nature) 최신호에 게재됐다. 연구진은 고대 산호초와 맹그로브 숲 등에서 확보한 수천 개의 지질학적 데이터를 분석해, 약 1만2000년에 걸친 해수면 변화를 추적했다. 그 결과 1900년 이후 전 세계 평균 해수면은 연 1.5㎜씩 상승해, 지난 4000년 동안의 어떤 100년 단위 상승률보다 높았다. 연구를 이끈 린위청(Yucheng Lin) 호주연방과학산업연구기구(CSIRO) 연구원은 "1900년 이후의 해수면 상승 속도는 적어도 4000년 이래 가장 빠르다"고 지적했다. 함께 참여한 럿거스대 로버트 코프(Robert Kopp) 교수는 "지질학적 데이터를 통해 오늘날 해안 도시들이 직면한 위험을 정량적으로 이해할 수 있다"고 설명했다. 온난화와 빙하 해빙이 상승 가속화 연구진은 해수면 상승의 주된 원인을 기후변화에 따른 해수 열팽창과 빙하·빙상 해빙으로 꼽았다. 지구 온도가 상승하면서 바다가 열을 흡수해 부피가 커지고, 그린란드·남극의 빙상이 녹아 해수량이 늘고 있다는 것이다. 린 박사는 "지구가 더워질수록 바다는 팽창하고, 작은 빙하는 대륙 크기의 빙상보다 훨씬 빠르게 반응한다"며 "특히 최근 그린란드의 빙하 해빙 속도가 가속화되고 있다"고 말했다. 중국 해안도시, 침하와 해수면 상승의 '이중 위기' 연구는 특히 중국 해안 도시들이 세계에서 가장 높은 위험 수준에 노출돼 있다고 경고했다. 상하이·선전·홍콩 등 경제 중심지는 모두 두꺼운 연약 지반 위의 삼각주 지역에 형성돼 자연적으로 침하(沈下)가 일어나기 쉬운 구조다. 여기에 인간 활동이 상황을 악화시킨다. 린 박사는 "자연적 상승률 외에 지하수 과다 추출이 침하를 가속하고 있다"며 "상하이의 경우 20세기 동안 일부 지역이 1m 이상 내려앉았다"고 설명했다. 이는 현재의 전 지구적 해수면 상승 속도보다 수십 배 빠른 수준이다. 삼각주 지역은 평탄하고 비옥해 농업과 도시개발에 유리하지만, 그만큼 해수면 상승에 취약하다. 린 박사는 "단 몇 ㎝의 해수면 상승만으로도 홍수 위험이 급증한다"며 "이들 지역은 글로벌 제조·물류 허브이기 때문에 침수 피해는 세계 공급망에도 영향을 미칠 것"이라고 지적했다. 해수면 상승 대응과 희망의 조짐 연구진은 위기 속에서도 도시들이 이미 적응 조치를 취하고 있다는 점에서 희망적 신호를 발견했다고 평가했다. 상하이는 지하수 사용을 엄격히 규제하고 지하대수층에 담수를 재주입하는 방식으로 침하를 완화하고 있다. 또한 이번 연구는 각 도시의 취약 지역을 표시한 '침하 취약도 지도'를 제공해 정부와 도시계획 당국이 향후 해수면 상승에 대비할 수 있도록 했다. 연구에 참여한 아르투르 핀투(Artur Pinto) 포르투대학교 연구원은 "이번 결과는 중국뿐 아니라 전 세계 해안 도시에도 중요한 교훈을 제공한다"며 "뉴욕, 자카르타, 마닐라 등 저지대 도시는 모두 유사한 위험에 직면해 있다"고 말했다. 그는 "삼각주는 인류 문명이 발전해 온 터전이지만, 인간이 만든 침하와 지속적 해수면 상승이 결합하면 빠른 속도로 잠길 수 있다"고 경고했다. 이번 논문은 「현대 해수면 상승, 중국 남동부 4,000년 안정기 깨뜨려(Modern sea-level rise breaks 4,000-year stability in southeastern China)」라는 제목으로 네이처 10월 15일자에 실렸으며, 미 국립과학재단(NSF)과 미 항공우주국(NASA)의 지원을 받았다.
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[기후의 역습(174)] 해수면 상승, 지난 4000년 중 가장 빠른 속도로 증가
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[우주의 속삭임(148)] 화성의 미스터리 협곡, 물 아닌 드라이아이스가 만든 흔적
- 화성 협곡의 모래 위에 길게 새겨진 구불구불한 신비한 지형 정체는 물이 아닌 드라이아이스때문이라는 연구 결과가 나왔다. 화성의 붉은 사막 위에서 마치 영화 '듄(Dune)' 속 샌드웜이 기어간 듯한 자국이 관측됐다. 그러나 그 원인은 생명체가 아니라, 봄이 오며 녹아내리는 이산화탄소 얼음 덩어리(Dry Ice·드라이아이스)인 것으로 드러난 것. 드라이아이스는 고체 이산화탄소로 상온에서 액체를 거치지 않고 바로 기체로 승화한다. 승화점은 -78.5℃에서 고체→기체로 변하고 이 과정에서 주변 열을 흡수해 냉각한다. 네덜란드 위트레흐트대학교(Utrecht University) 연구진은 드라이아이스가 화성의 겨울철 사구 위에 형성됐다가 봄철 온도 상승과 함께 미끄러지며 사구를 파내고 모래를 밀어 올려 협곡(굴곡)을 만든다는 실험 결과를 발표했다. 해당 내용에 대해서는 스페이스닷컴, 사이테크데일리 등 다수 외신이 보도했다. 이 연구는 지난 10월 8일자 지구물리학연구회보(Geophysical Research Letters)에 게재됐다. "마치 두더지나 샌드웜이 파고드는 듯했다" 연구팀은 화성 환경을 모사한 저기압·저온 챔버 내에서 이산화탄소 얼음 블록을 모래 언덕 위에 놓고 관찰했다. 온도가 상승하자 얼음은 녹지 않고 고체 상태에서 바로 기체로 변하는 '승화' 현상을 일으켰다. 이때 얼음 아래에 고압의 이산화탄소 가스가 형성되면서, 가스가 분출하듯 얼음을 밀어내며 언덕 아래로 미끄러뜨렸다. 이 과정에서 얼음 블록은 마치 살아 있는 생명체처럼 좁은 골짜기를 파내며 모래를 양쪽으로 밀어올려 작은 둑(levee)을 형성했다. 이러한 미세한 구조는 실제 화성 궤도 위성 사진에서 관측되는 신생 협곡과 매우 유사했다. "CO₂ 얼음 덩어리가 경사면을 파고들며 내려가는 모습을 보았을 때, 마치 두더지나 영화 '듄'의 샌드웜을 보는 것 같았다." 연구를 주도한 로네케 뢰엘로프스(Lonneke Roelofs) 박사는 "얼음 아래에서 발생한 고압의 가스가 사방으로 모래를 분출시키는 모습은 매우 이질적이면서도 인상적이었다"고 설명했다. 물이 아닌 '기체 압력'이 만든 화성의 지형 이번 연구는 화성 표면의 협곡을 '과거 존재했던 물의 흔적'으로 해석하던 기존 학설을 뒤집는다. 화성의 낮은 기압과 혹한 환경에서는 액체 상태의 물이 존재하기 어렵기 때문이다. 공동연구자인 시모네 피스허스(Simone Visschers)는 "경사각을 달리해 실험을 반복하자, 특정 각도에서 얼음 블록이 자연스럽게 사구를 파고들며 이동하는 현상을 확인했다"며 "이는 화성 지형이 오늘날에도 물 없이 물리적 요인만으로 변화하고 있음을 보여준다"고 말했다. "봄마다 살아나는 화성의 사구" 화성은 겨울 동안 대기 중 이산화탄소가 얼음 형태로 응결해 표면을 덮는다. 화성의 겨울은 영하 120℃까지 떨어지면서 모래 언덕에 서리(Celsius)가 쌓인다. 겨울이 긑나면 햇빛이 사면을 데우면서 때로는 1m 길이에 달하는 얼음 덩어리가 떨어져 나간다. 화성은 대기가 얇고 차가운 얼음과 따뜻한 모래 사이의 온도 차이가 극심하기 때문에 얼음의 밑면이 급속히 기체로 변한다. 즉, 화성에 봄이 오면 이 얼음이 승화하면서 가스를 방출하고, 이 가스가 사구를 뚫고 나가며 계절적으로 반복되는 지형 변화를 일으킨다는 게 연구진의 설명이다. 즉, 화성의 협곡은 하천이나 지하수의 흔적이 아니라, 드라이아이스의 계절적 순환이 빚어낸 '행성적 조각'인 셈이다. 지구 지형 연구에도 시사점 연구진은 이번 결과가 지구의 사막 지형이나 극지의 동결·해빙 과정 이해에도 기여할 수 있다고 강조했다. "화성의 협곡 형성 과정을 통해, 우리는 지구의 지형 변화 메커니즘을 다른 시각에서 다시 볼 수 있다”고 로엘로프스 박사는 말했다. 비록 화성의 사막에는 샌드웜이 존재하지 않지만, 연구진은 “화성의 사구는 봄이 오면 잠시나마 살아 움직인다"고 표현했다. 즉, 드라이아이스 덩어리들이 붉은 모래 언덕을 뚫고 지나가며 새로운 협곡을 만들어내는 '무생명의 생명 현상'이 매년 되풀이되고 있는 것이다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(148)] 화성의 미스터리 협곡, 물 아닌 드라이아이스가 만든 흔적
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[ESGC] '원숭이 얼굴' 드라큘라 난초, 야생서 사라진다
- '원숭이 얼굴 난초'로 유명한 '드라큘라 난초(Dracula Orchid)'가 야생에서 급속히 사라지고 있다고 더 컨버세이션이 보도했다. 최근 콜롬비아와 에콰도르의 식물학자팀과 옥스퍼드 대학과 국제자연보존연맹(IUCN)등 국제 공동 연구진이 133종의 드라큘라 난초를 대상으로 보전 현황을 분석한 결과, 약 70%가 멸종 위기에 처한 것으로 나타났다. 드라큘라속에는 110개 이상의 변종이 있으며, 꽃 가운데 원숭이 얼굴 모양이 특징이다. 드라큘라 난초는 콜롬비아와 에콰도르의 안데스 산맥 운무림에서 주로 자생한다. 이 지역은 생물 다양성이 풍부하지만, 농지 개간·광산 개발·도로 확장 등으로 숲이 급속히 파괴되고 있다. 특히 중·고지대의 서늘하고 습한 기후에 의존하는 이 난초들은 특정온도, 빛, 습도 등 미세 기후가 변하면 생존이 어렵다. 또 다른 위협 요인은 인간의 과도한 관심이다. 독특한 '원숭이 얼굴' 형태로 인해 SNS를 통해 전 세계적인 인기를 얻은 이후, 일부 수집가들이 야생 개체를 불법 채집하는 사례가 이어지고 있다. 안데스 고산 시대 운무림에서 서식하는 드라큘라 난초는 자생지를 떠나서는 번식 성공률이 낮아 생존이 어렵지만, 인간의 탐욕으로 상업적 거래가 활발하다. 개체 수가 수십 본에 불과한 종의 경우, 단 한 차례의 채집만으로도 서식지가 붕괴될 수 있다. 신종 드라큘라 난초의 경우 더 취약한 위치에 놓이게 된다. 에콰도르 북서부의 '드라큘라 보호구역(Reserva Drácula)'은 이 난초가 가장 많이 분포한 지역 중 하나로, 현재 10여 종이 서식하고 있으며 그중 5종은 지구상 유일한 개체군이다. 그러나 최근 이 지역마저 불법 채집과 무분별한 벌목으로 위협받고 있다. 현지 보전단체 '에코밍가재단(Fundación EcoMinga)'은 지역 주민과 협력해 지속 가능한 농업과 생태관광을 통해 보호활동을 강화하고 있다. 연구진은 "드라큘라 난초는 판다처럼 상징적이면서도 심각하게 위협받는 식물"이라며 "대중적 인기를 보전 활동으로 전환하는 노력이 절실하다"고 강조했다. 드라큘라 난초라는 이름은 뱀파이어를 연상시키는 '흡혈귀'가 아닌 라틴어로 '작은 용(little dragon)'을 뜻한다. 이는 자라나는 난초 꽃을 보호하는 길고 송곳니 같은 꽃받침에서 따온 것이다. 이름처럼 기묘한 모양을 지닌 이 난초는 미지의 숲속에서 인간의 탐욕과 공존의 경계를 묻고 있다.
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- ESGC
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[ESGC] '원숭이 얼굴' 드라큘라 난초, 야생서 사라진다
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[신소재 신기술(198)] 실온에서도 얼어붙는 '아이스 XXI' 발견⋯韓 연구진 참여로 얼음의 비밀 한층 더 풀렸다
- 유럽의 대형 X선 레이저 실험에서 실온에서도 고체 상태로 존재하는 완전히 새로운 형태의 신종 얼음 ice XXI(아이스 21)이 발견됐다. 한국표준과학연구원(KRISS) 등 연구팀은 해당 얼음을 ice XXI(아이스 21)로 명명하고, 이 얼음이 4각형 결정 구조(tetragonal crystal) 로 구성되며 단위구조에 무려 152개의 물 분자가 반복되는 독특한 특성을 지닌다고 밝혔다. 연구진은 독일의 유럽 X선 자유전자레이저(European XFEL) 시설에서 다이아몬드 앤빌 셀(DAC) 을 활용해 물을 최대 약 2기가파스칼(gPa) 수준까지 빠르게 압축하고 이후 완만하게 감압하면서, 초당 백만 장 이상의 X선 이미지를 연속 촬영해 결정 구조 변화를 추적했다. 이 과정을 수백 차례 반복한 끝에 아이스 XXI의 존재가 확인됐다. 이 같은 발견은 얼음의 다양한 결정형이 아직 더 존재할 가능성을 시사하는 것으로, 특히 태양계의 얼음 위성이나 극저온 환경의 천체에서 아직 알려지지 않은 얼음 상이 존재할 가능성이 열렸다는 점에서 의미가 깊다. 해당 연구는 학술지 네이처 머티리얼스(Nature Materials)에 게재됐다. 실온 얼음의 발견이 남긴 과학적 함의 얼음이라 하면 흔히 얼음결정(ice I)을 떠올리지만, 물은 온도·압력 조건에 따라 현재까지 20여 개의 얼음 상이 알려져 있다. 이번 ice XXI의 발견은 그 경계선을 또 한 차례 확장한 성과다. 한국표준과학연구원 연구팀은 유럽 XFEL 시설을 활용해 물을 극한 압력 환경에 노출한 뒤 감압하는 방식으로 실험을 수행했다. 다이아몬드 앤빌 셀을 통해 물을 최대 약 2gPa(지구 대기압 대비 약 2만 배)까지 압축하고, 천천히 감압하는 과정을 반복하며 물의 결정 전이 경로를 정밀하게 관찰했다. 이 과정에서 ice XXI라는 과도 준안정(metastable) 구조가 확인된 것이다. 아이스 XXI(ice XXI)는 4각형 구조의 결정 격자를 갖고 있으며, 하나의 반복 단위(unit cell)에 152개의 물 분자가 포함된다. 이는 기존에 알려진 얼음 상들과는 다른 규모와 대칭성을 지니는 구조다. 또한 ice XXI는 일종의 과도 상(transition intermediate)으로 판단되며, 얼음 VI 상이 형성되는 경로 중 하나의 숨겨진 전이(intermediate pathway)로 존재하는 것으로 보인다. 한국표준과학연구원 물리학자 이근우 박사는 "유럽 XFEL의 독특한 X선 펄스를 활용해, 동적 다이아몬드 압착 셀을 통해 1000회 이상 급속히 압축 및 감압된 H₂O에서 다중 결정화 경로를 규명했다"고 밝혔다. 이 발견은 과학적으로 다음과 같은 의의를 지닌다. △ 얼음 상 구조 다양성 확대 지금까지 알려진 얼음 상보다 더 복잡한 구조가 존재할 수 있음을 보여준다. 특히 준안정 상태의 결정 구조가 존재할 수 있다는 점은 얼음 전이 과정을 이해하는 데 중요한 단서다. △ 천체·우주 환경과의 연계 얼음 위성이 존재하는 태양계 외곽 천체들-예를 들어 목성의 위성, 토성의 위성, 혹은 혜성의 얼음층-은 극저온·고압 환경이 존재할 수 있다. 이러한 환경에서는 ice XXI 같은 미지의 얼음 상이 자연적으로 형성될 가능성이 있다. 따라서 이번 발견은 천체 물리·우주 과학 분야에도 영향력을 미친다. △ 물-얼음 상전이 경로 연구의 진전 얼음이 형성되는 경로, 즉 물 분자들이 어떻게 배열을 바꾸며 고체 상태로 전이하는지가 결정 과학 및 응집물리학의 핵심 과제 중 하나다. 이번 실험은 압축과 감압을 매우 빠른 시간 단위로 반복하면서 그 미세한 경로를 X선으로 실시간 기록한 점에서 기술적으로 진보한 접근법이다. △ 신소재 및 극한 물질 연구의 가능성 복잡한 결정 구조를 갖는 얼음 상은 다른 물성(예: 열전도성, 비열, 강도 등)에서 특이한 특성을 보일 가능성이 있다. 이는 극한 환경 소재나 고압 물질 연구에 있어서도 새로운 응용 지평을 제공할 여지다. △ 이론·모델 정교화 압력 기존의 이론 모델이나 시뮬레이션은 일정한 온도·압력 범위에서 알려진 얼음 상 전환만을 고려해 왔다. ice XXI의 존재는 이론 모델을 더욱 확장하고, 미지 결정형을 예측할 수 있는 모델링에 대한 요구를 강화한다. 다만, 일상적인 냉동고나 가정 환경에서 ice XXI를 구현하는 것은 여전히 불가능하다. 매우 높은 압력과 빠른 압축·감압 과정을 요구하며, 안정화되지 않는 준안정 상태이기 때문이다. 이번 발견은 국제 공동 연구의 결과로, 향후 추가 실험을 통해 ice XXI의 안정 영역을 규명하고, 또 다른 미지의 얼음 상을 찾기 위한 촉매가 될 전망이다. 물과 얼음, 그리고 그 변이형에 내재한 복잡성과 아름다움이 다시 한번 과학계에 새로운 질문을 던지고 있다.
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- 생활경제
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[신소재 신기술(198)] 실온에서도 얼어붙는 '아이스 XXI' 발견⋯韓 연구진 참여로 얼음의 비밀 한층 더 풀렸다
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[ESGC] 유럽 야생 꿀벌, 첫 '멸종위기종' 지정⋯자연 서식 개체 급감
- 꿀 산업이 성장하고 관리형 양봉이 활발히 이루어지고 있지만, 인위적 관리와 무관하게 자연 속에서 살아가는 야생 꿀벌은 급격히 줄고 있다. 유럽연합(EU)은 최근 야생 서식 꿀벌을 처음으로 공식적인 멸종위기종으로 분류했다. 세계자연보전연맹(IUCN)이 발표한 '유럽 적색목록(Red List)' 최신 개정판에 따르면, 서유럽 전역의 야생 꿀벌 개체군은 심각한 감소세를 보이고 있다고 더 컨버세이션이 최근 보도했다. 인간과 공생해온 꿀벌, 두 얼굴의 생존 꿀벌(Apis mellifera)은 인류와 수천 년의 역사를 함께해온 대표적 곤충이다. 고대 이집트 시기부터 벌꿀을 얻기 위한 인공 벌통이 만들어졌으며, 오늘날에는 이동식 벌통과 상업적 수분(受粉) 산업으로 이어졌다. 그러나 이러한 양봉의 발전은 꿀벌의 생태에 중대한 변화를 가져왔다. 현재 서양꿀벌은 크게 두 형태로 존재한다. 양봉가가 관리하는 '사육군집'과, 사람의 손을 거치지 않고 숲속 나무 구멍이나 자연 공간에서 스스로 군집을 이루는 '야생군집'이다. 두 군집 모두 같은 종에 속하지만, 생존 방식과 미래 전망은 전혀 다르다. 2000년대 들어 전 세계 양봉업자들이 대규모 군집 붕괴 현상을 보고하면서 관리형 꿀벌의 위기가 사회적 문제로 떠올랐다. 이후 연구자들은 군집 사망률을 낮추기 위한 다양한 대책을 모색했으나, 이 과정에서 야생 꿀벌은 상대적으로 연구의 사각지대에 놓여 있었다. 참고로 유럽환경청(EEA)에 따르면 EU 내 작물 종의 약 84%가 곤충 수분에 의존한다. EU의 연간 농업생산량 중 최소 50억~150억 유로가 야생 꿀벌 등 곤충 수분매개자에 의해서 직접적으로 발생한다. 이들 농산물에는 사과, 토마토, 오이, 아몬드, 대두,유채 등이 포함된다. 야생 꿀벌의 감소는 수분 매개자 감소를 초래해 자연과 식량 안보에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 유럽 전역에서 발견된 야생 군집…그러나 지속 가능성 불투명 최근 몇 년 사이 유럽 연구진들은 야생 꿀벌의 실체를 확인하기 위한 공동 조사를 본격화했다. 아일랜드와 영국, 프랑스 국립공원, 독일·스위스·폴란드의 삼림지, 이탈리아 전역, 세르비아의 수도 베오그라드 등지에서 자연 서식하는 군집이 잇따라 발견됐다. 이들 군집이 인간의 개입 없이 자생적으로 번식할 수 있는지, 즉 '독립된 생태계'를 형성할 수 있는지가 핵심 연구 과제로 떠올랐다. 이를 뒷받침하기 위해 2020년에는 국제 공동 프로젝트 '허니비 워치(Honey Bee Watch)'가 출범했다. 유럽 각국 연구자 14명이 참여한 이 프로젝트는 IUCN과 협력해 야생 꿀벌의 보전 등급을 재평가하고, 유럽 내 꿀벌 서식종 2,000여 종의 보전 상태를 전면적으로 검토했다. 2014년까지만 해도 야생 꿀벌은 '자료 부족(Data Deficient)'으로 분류돼 있었다. 발견된 군집이 순수 야생 개체인지, 혹은 관리형 벌통에서 탈출한 군집인지 구분하기 어려웠기 때문이다. '야생'의 재정의…유전이 아닌 생태 기준으로 평가 새로운 평가에서는 유전적 구분 대신 생태적 기준이 도입됐다. 꿀벌은 완전한 의미의 가축화가 이뤄지지 않았기 때문에, 관리형과 야생형이 유전적으로 혼재돼 있다. 연구진은 이에 따라 IUCN의 '야생' 정의를 적용해, △인간의 관리 없이 자유롭게 서식하고 △외부에서 새 군집을 들여오지 않아도 개체 수를 유지할 수 있는 경우를 '야생 꿀벌'로 규정했다. 이러한 접근법은 야생 꿀벌의 보전 상태를 보다 명확히 평가할 수 있게 했다. 결과적으로 유럽 내 자유 서식 꿀벌의 밀도는 세계에서 가장 낮은 수준이며, 서식지 감소·기생충·질병·인간에 의한 교잡 등 복합 요인이 개체 감소를 가속화하고 있음이 확인됐다. 유럽연합 내 '멸종위기' 등재…생태계 보전의 경고등 이 같은 결과에 따라 유럽연합 내 야생 꿀벌 개체군은 이번에 '멸종위기(Endangered)'로 새로 지정됐다. 다만 발칸반도, 발트 3국, 스칸디나비아 및 동유럽 지역은 조사 자료가 부족해 '자료 부족' 상태가 유지됐다. 전문가들은 야생 꿀벌 보전이 단순히 한 종을 지키는 차원을 넘어, 식량 안보와 생태 다양성 유지에 직결된다고 강조한다. 자연 서식 꿀벌은 병해충과 환경 스트레스에 적응하며 진화해온 유전자 풀을 보유하고 있어, 미래의 양봉 산업에도 생물학적 안정성을 제공할 수 있는 '자연의 유전자 은행'으로 평가된다. IUCN 관계자는 "야생 꿀벌의 멸종위기 등재는 이들이 더 이상 인간 관리의 부속물이 아니라, 보호가 필요한 자생 야생종임을 공식적으로 인정한 것"이라며 "지속 가능한 생태계를 위해 지금이 마지막 경고일 수 있다"고 말했다. 수분매개자의 손실과 멸종은 복잡한 생태계 균형을 파괴할 수 있다. 유럽환경청(EEA) 또한 야생 꿀벌 등 수분매개자의 멸종은 다른 종의 감소와 멸종, 다양한 생태계의 상실로 이어지는 첫단계가 될 수 있으며, 결국 전체 생태계의 붕괴로 이어질 수 있다고 경고했다. 이어 야생 수분매개자는 복잡흔 유기체의 그물의 일부이며 생태계 회복력의 핵심이라면서 그 서식지를 보호하고 복원하려면 다양한 지리적, 거버넌스 수준, 경제 부문, 사회 전반에 걸친 조치가 필요하다고 강조했다.
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[ESGC] 유럽 야생 꿀벌, 첫 '멸종위기종' 지정⋯자연 서식 개체 급감
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[단독] 현대차 신형 '싼타페' 美 충돌시험 중 화재⋯13만5000대 리콜
- 현대자동차의 신형 스포츠유틸리티차(SUV) '싼타페(Santa Fe)'가 미국 정부의 차량 안전시험(New Car Assessment Program, NCAP) 중 화재를 일으켜, 미 전역에서 13만5000대 이상이 리콜(무상수리) 대상에 포함됐다고 현지 자동차전문매체 그라다3가 지난 12일(현지시간) 보도했다. 미국 도로교통안전국(NHTSA)에 제출된 자료에 따르면, 해당 문제는 시동모터(스타터 모터)의 단자 덮개가 제대로 장착되지 않아 충돌 시 엔진 냉각팬 어셈블리와 접촉하면서 전기 합선 및 화재 위험이 발생하는 결함으로 확인됐다. 이번 리콜 대상은 2024년형과 2025년형 싼타페 비하이브리드 모델 중 2023년 12월 28일부터 2025년 7월 7일 사이에 생산된 차량이다. 현대차는 "결함은 2.5리터 터보 엔진이 장착된 모델에 한정되며, 전체 리콜 차량의 약 1%에만 실제 영향을 미칠 것으로 보인다"고 설명했다. 현재까지 해당 결함으로 인한 사고나 인명 피해는 보고되지 않았다. 다만, 정부 충돌시험에서 화재가 발생한 이후 NHTSA는 즉각적인 조사에 착수했으며, 현대차도 선제적 리콜을 결정했다. 현대자동차 미국법인은 성명을 통해 "내부 테스트 과정에서 열 손상(thermal event) 징후가 발견된 후 즉시 원인을 파악하고 리콜 절차를 개시했다"며 "모든 고객의 안전을 최우선으로, NHTSA와 긴밀히 협력 중"이라고 밝혔다. 리콜 조치는 2025년 12월 1일부터 시행된다. 현대차는 해당 차량 소유주와 딜러에 개별 통보를 보내, 무상 점검 및 부품 교체를 실시할 예정이다. 점검 기간 동안에는 대체 차량이 무상 제공되며, 이미 자비로 수리를 마친 고객은 비용 전액을 환급받을 수 있다. 이번 사태는 최근 몇 년간 현대차와 기아가 잇따라 겪고 있는 전장(電裝)·제동 시스템 관련 리콜 문제의 연장선상으로 평가된다. 2023년에도 두 회사는 ABS(잠김방지제동장치) 결함으로 300만대 이상을 리콜한 바 있다. 한편, 이번 문제가 발생한 5세대 싼타페는 2024년 새로운 각진 디자인과 개선된 실내 공간, 첨단 안전사양을 앞세워 출시 이후 빠르게 시장 점유율을 높여온 대표 모델이다. 현대차 글로벌디자인 담당 이상엽 부사장은 당시 "새로운 싼타페는 도시와 자연을 모두 아우르는 균형 잡힌 SUV"라고 소개한 바 있다. 이번 리콜은 브랜드 신뢰도에 단기적 타격이 예상되지만, 현대차는 "결함이 설계 문제가 아닌 제조 과정상의 오류임을 확인했으며, 신속한 리콜을 통해 고객 안전을 보장할 것"이라고 강조했다. NHTSA는 이번 결함 사례를 토대로 추가 리콜 가능성과 품질관리 강화 여부를 검토할 계획이다. 전문가들은 "현대차가 리콜 대응 속도와 사후 관리 투명성을 확보하는 것이 브랜드 신뢰 회복의 관건이 될 것"이라고 지적했다.
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- 산업
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[단독] 현대차 신형 '싼타페' 美 충돌시험 중 화재⋯13만5000대 리콜
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[신소재 신기술(197)] 테라헤르츠 빛으로 '차세대 비휘발성 메모리' 가능성 열다
- 과학자들이 원형 테라헤르츠 빛을 이용해 초안정성 페로액셜(ferroaxial) 물질을 전환하는 방법을 발견해, 차세대 비휘발성 데이터 저장 기술의 길을 열었다. 독일 막스플랑크연구소(MPSD)와 옥스퍼드대 공동 연구진이 원형 편광 테라헤르츠(THz) 빛을 이용해 초안정 '페로액셜' 물질을 제어하는 데 성공했다고 사이테크 데일리가 지난 11일(현지시간) 보도했다. 현대 사회의 모든 디지털 정보는 0과 1의 이진 코드로 저장된다. 물리적으로 두 가지 안정된 상태를 오가는 물질이라면, 이론적으로는 데이터 저장 장치로 활용할 수 있다. 원형 편광 테라헤르츠 빛을 이용한 이번 연구는 기존 하드디스크나 메모리 반도체의 한계를 넘어서는 차세대 비휘발성 메모리로 이어질 가능성을 제시했다. 자성·전기장 영향 받지 않는 새로운 물질 기존 페로자성체나 강유전성체는 외부 자극에 의해 자기나 전기 분극이 쉽게 바뀌어 정보 저장에 활용돼 왔지만, 강한 자기장 등 외부 환경에 취약하고 장기 안정성에도 한계가 있었다. 반면 새롭게 주목받는 페로액셜 물질은 전기 쌍극자들이 소용돌이 형태로 배열돼 시계 방향과 반시계 방향 두 상태를 가질 수 있다. 이러한 구조는 외부 자기장이나 전기장의 영향을 거의 받지 않아 매우 안정적이지만, 제어가 어려워 응용 연구는 제한적이었다. 연구진은 루비듐 철 이몰리브데이트[RbFe(MoO₄)₂] 결정에 원형 편광된 테라헤르츠 펄스를 가해 전기 쌍극자의 회전 방향을 자유롭게 바꾸는 데 성공했다. 주저자인 치양 젱(Zhiyang Zeng)은 "테라헤르츠 펄스가 결정 격자 내 이온을 원형으로 진동시키며 인공적인 '유효장'을 만들어낸다"며 "이 장이 페로액셜 상태를 자석이나 전기장처럼 전환시킨다"고 설명했다. 초고속·고안정 데이터 저장의 새 가능성 공동 연구자인 미하엘 페르스트(Michael Först)는 "원형 편광의 방향(헬리시티)을 조절함으로써 전기 쌍극자의 회전 상태를 선택적으로 안정화할 수 있다"며 "이는 두 가지 상태를 이용한 정보 저장을 가능하게 한다"고 밝혔다. 그는 "페로액셜 물질은 전기 탈분극이나 누설 자기장 문제에서 자유롭기 때문에 안정적이고 비휘발성 데이터 저장 매체로서 매우 유망하다"고 강조했다. 연구를 총괄한 안드레아 카발레리(Andrea Cavalleri) 박사는 "이번 성과는 초고속 정보 저장을 위한 새로운 물리적 플랫폼을 제시한 것"이라며 "2017년 우리 연구진이 처음 구현한 '원형 포논장(circular phonon field)'이 이처럼 새로운 물질 제어 자원으로 발전하고 있다"고 말했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 사이언스(Science) 10월 9일자에 '빛으로 제어하는 비휘발성 재기록형 페로액셜 전환 기술(Photo-induced nonvolatile rewritable ferroaxial switching)'(DOI: 10.1126/science.adz5230)이라는 제목으로 게재됐다. 연구는 막스플랑크양자물질대학원과 옥스퍼드대의 협력으로 진행됐으며, 독일연방연구재단(DFG)의 'CUI: 첨단 물질 영상화(Advanced Imaging of Matter)' 프로젝트와 자유전자레이저과학센터(CFEL)의 지원을 받았다.
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[신소재 신기술(197)] 테라헤르츠 빛으로 '차세대 비휘발성 메모리' 가능성 열다
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[기후의 역습(172)] 4만년 잠에서 깨어난 미생물⋯북극 영구동토층, 인류의 '탄소 시한폭탄' 되나
- 4만 년 동안 얼음 아래 갇혀 있던 미생물이 마침내 깨어났다. 13일(현지시간) 과학 기술전문매체 사이언스얼럿에 따르면 미국 콜로라도대 연구진은 알래스카의 영구동토층(permafrost)에서 채취한 시료에서 고대 미생물이 재활성화되는 현상을 확인했다. 해당 내용은 지구물리학연구저널(Journal of Geophysical Research: Biogeosciences)에 발표됐다. 이번 연구는 미 육군공병단이 운영하는 '영구동토 연구터널(Permafrost Tunnel Research Facility)'에서 수집한 시료를 기반으로 진행됐다. 연구진은 지하 100m 이상 깊이에서 채취한 동토 시료를 실험실로 옮겨 섭씨 3.8도와 12.2도의 온도에서 배양했다. 이는 기후변화로 따뜻해진 알래스카 여름의 온도를 모사한 것이다. 초기에는 미생물의 증식이 미미했다. 그러나 6개월이 지나자 세포 활동이 급격히 증가했다. 연구를 이끈 미생물학자 트리스탄 카로(Tristan Caro) 박사과정 연구원은 "이들은 죽은 존재가 아니라 여전히 유기물을 분해하고 이산화탄소로 방출할 수 있는 생명체"라며 "지구 온난화로 동토층이 녹으면서 이 같은 미생물이 다시 살아날 가능성이 높다"고 말했다. 영구동토층은 북반구 육지의 4분의 1을 차지하며, 수천 년 동안 얼음 속에 갇힌 토양·유기물·암석층이 방대한 양의 탄소를 저장하고 있다. 북반구의 약 15%, 또는 지구 표면의 약 11%가 영구동토층으로 덮여 있다. 이 지역이 녹으면 그 속의 미생물들이 활성화되어 주변의 부패물질을 먹이로 삼고, 메탄(CH₄)과 이산화탄소(CO₂)를 대기 중으로 내보낸다. 이 과정이 되풀이될수록 온실가스 농도는 높아지고, 기후변화는 가속화되는 악순환이 형성된다. 알래스카, 캐나다, 그린란드, 시베리아가 대표적인 영구동토층에 해당한다. 가장 오래된 영구동토층은 약 70만년 동안 계속 얼어붙어 있다. 지구미생물학자 세바스티안 코프(Sebastian Kopf) 교수는 "이것은 기후시스템의 가장 큰 불확실성 중 하나"라며 "동토층이 녹으며 갇혀 있던 탄소가 방출될 때, 생태계와 기후변화 속도가 어떻게 변할지는 아직 아무도 모른다"고 말했다. 연구진은 실험을 통해 동토 미생물이 즉각적으로 폭발적인 반응을 보이지는 않지만, 일정 기간의 '지연 반응(lag phase)' 후 본격적으로 활동을 시작한다는 사실도 확인했다. 이는 실제 북극 지역에서도 한두 번의 폭염보다 여름철이 길어지는 현상이 훨씬 더 큰 영향을 미친다는 것을 시사한다. 카로 연구원은 "하루의 고온보다 중요한 것은 따뜻한 계절이 얼마나 길어지느냐"라며 "여름이 길어지고 온도가 봄과 가을까지 확장되면, 미생물의 활성 기간도 늘어나 온실가스 배출이 폭발적으로 증가할 수 있다"고 경고했다. 전문가들은 이번 결과가 단순한 생물학적 발견을 넘어, 기후 피드백 루프(climate feedback loop)의 실체를 보여주는 중요한 경고라고 지적했다. 동토층이 녹으면 미생물이 되살아나고, 그 미생물이 온실가스를 내뿜으며 다시 지구를 덥히는 '빙하 속 잠든 생명체의 복수'가 현실로 다가오고 있다는 것이다. 과학계는 이번 연구를 통해 북극권의 더 깊고 오래된 동토층까지 해빙이 진행될 경우, 예상보다 훨씬 빠른 속도로 지구 탄소 순환이 변할 수 있다고 보고 있다. 한 연구진은 논문에서 "기후변화가 단지 대기와 바다의 문제만이 아니라, 수만 년간 침묵하던 생명체까지 깨우고 있다. 인류가 직면한 가장 오래된 미래는 이제 다시 눈을 뜨기 시작했다"고 우려했다.
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- ESGC
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[기후의 역습(172)] 4만년 잠에서 깨어난 미생물⋯북극 영구동토층, 인류의 '탄소 시한폭탄' 되나
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[우주의 속삭임(146)] 두 개의 블랙홀 '쌍둥이 궤도' 첫 관측⋯136년 수수께끼 풀리다
- 인류가 처음으로 두 개의 블랙홀이 서로를 공전하는 모습을 직접 관측했다. 핀란드 투르쿠대학교 천문학자 마우리 발토넨(Mauri Valtonen) 연구팀은 초대형 전파망원경 관측망을 통해 퀘이사 'OJ287' 중심부에서 두 개의 초질량 블랙홀이 나란히 공전하는 모습을 포착했다고 과학 전문매체 라이브 사이언스, IFL사이언스 등 다수 외신이 9일(이하 현지시간) 보도했다. 해당 연구는 9일 국제학술지 '천체물리학저널(The Astrophysical Journal)'에 게재됐다. OJ287은 지구에서 약 50억 광년 떨어진 곳에 위치한 퀘이사로, 그동안 12년 주기의 밝기 변동이 관측되어 두 블랙홀이 존재할 가능성이 꾸준히 제기돼 왔다. 이번 연구는 지상 및 우주 전파망원경의 관측 자료를 결합해 두 블랙홀의 존재를 시각적으로 입증한 첫 사례로 평가된다. 연구진은 "두 블랙홀이 서로를 도는 장면이 이미지로 확인된 것은 이번이 처음"이라며 "블랙홀 자체는 빛을 내지 않지만, 주변 가스와 고속 입자 제트를 통해 그 위치를 식별할 수 있었다"고 밝혔다. 관측 결과, 중심 블랙홀은 태양 질량의 180억 배, 동반 블랙홀은 약 1억5000만 배로 추정된다. 이번 전파망원경 네트워크에는 러시아의 우주 전파망원경 '라디오애스트론(RadioAstron)' 위성이 포함됐다. 이 위성은 2011년부터 2019년까지 운영된 전파망원경을 탑재한 러시아 과학 위성이다. 이 위성의 안테나는 달까지 거리의 절반까지 접근해 관측 정밀도를 크게 높였다. 덕분에 연구진은 두 개의 제트가 서로 다른 방향으로 뻗어 있는 것을 식별해 각각의 블랙홀에 해당함을 확인했다. OJ287의 특이성은 이미 19세기 후반부터 알려져 있었다. 136년 동안의 광학 관측에서 약 12년을 주기로 밝기가 급등하는 패턴이 반복되어 왔다. 이번 연구는 그러한 주기적 변화가 두 블랙홀의 공전으로 인해 발생한 것임을 뒷받침한다. 블랙홀은 거대한 별이 붕괴하면서 형성되며, 주변 물질을 흡수하며 성장한다. 일부는 강력한 중력과 마찰로 인해 물질이 고온으로 달아오르며 빛을 방출하는데, 이를 '활성은하핵(AGN)'이라 부른다. 이 가운데 가장 극단적인 형태가 퀘이사다. 퀘이사는 태양보다 수십억 배 무거운 초질량 블랙홀이 방출하는 강렬한 빛줄기로, 지구에서도 관측 가능한 우주 최강의 광원 중 하나다. 이번 관측으로 과학자들은 그동안 중력파 탐지로만 간접 확인했던 '블랙홀 이중계'의 실재를 시각적으로 증명하게 됐다. 연구진은 다만 "관측된 두 개의 제트가 겹쳐 보였을 가능성을 배제할 수 없어, 향후 더 높은 해상도의 추가 관측이 필요하다"고 밝혔다. 발토넨 교수는 "라디오애스트론 위성이 활동하던 시기 덕분에 이런 이미지를 얻을 수 있었다"며 "향후 차세대 우주망원경이 가동되면, 작은 블랙홀의 '꼬리 흔들림(wagging tail)' 현상까지 포착할 수 있을 것"이라고 말했다. 이번 발견은 인류가 블랙홀의 형성과 병합 과정을 직접 관찰할 수 있는 새로운 시대의 서막을 알리는 것으로 평가된다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(146)] 두 개의 블랙홀 '쌍둥이 궤도' 첫 관측⋯136년 수수께끼 풀리다
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[퓨처 Eyes(105)] 막스 플랑크 연구소, 노화와 만성 염증의 연결고리 규명
- 독일 쾰른의 막스 플랑크 노화생물학 연구소 연구팀이 나이가 들면서 만성 염증이 늘어나는 핵심 분자 과정을 규명했다. 우리 몸의 세포 하나하나에서 에너지를 만드는 '에너지 공장' 역할을 하는 미토콘드리아가 복제 과정에서 오류를 일으킨 '결함 DNA'를 세포질로 방출해 염증 반응을 촉발하는 현상을 최초로 분자 수준에서 확인한 것이다. 특이하게도 미토콘드리아는 세포의 중심 설계도(핵 DNA)와는 다른, 자신만의 독자적인 DNA(mtDNA)를 가지고 있다. 이번 연구는 이 mtDNA 복제와 수선을 조절하는 핵심 효소 'MGME1'이 손상될 때, 선천 면역 신호체계를 맡은 'cGAS–STING–TBK1 경로'가 비정상으로 활성화해 조직 노화와 만성 염증을 재촉한다는 사실을 명확히 밝혔다. 이번 연구는 노년기 건강을 위협하는 여러 질병의 근본 원인을 이해하고 새로운 치료 전략을 모색하는 중요한 실마리를 제공할 전망이다. 해당 연구 결과는 '미토콘드리아 DNA로의 리보뉴클레오타이드 편입이 염증을 유발한다(Ribonucleotide incorporation into mitochondrial DNA drives inflammation)'는 제목으로 세계적인 과학 저널 '네이처(Nature)' 최신호에 실렸다. 세포 구성 요소의 미세한 균열, 노화의 시작 기대 수명이 늘면서 인류는 전례 없는 장수를 누리고 있지만, 이는 신체의 생물학적 구조가 더 오랜 시간 작동하며 각종 스트레스와 손상에 노출된다는 뜻이다. 특히 노년기에 접어들면 뚜렷한 원인 없이 이어지는 만성 염증이 건강을 위협하는 주된 요인이다. 과학계는 이 현상의 배후를 추적해 왔으며, 이번 발견은 그중 가장 유력한 원인으로 세포 소기관인 미토콘드리아를 지목했다. 세포가 정상 기능을 하려면 RNA와 DNA의 구성 요소인 리보뉴클레오타이드(rNTP)와 디옥시리보뉴클레오타이드(dNTP)의 정교한 균형이 필수다. DNA라는 집을 짓는 과정에 비유하면, dNTP는 설계도에 맞는 정확한 규격의 벽돌이고, rNTP는 모양은 비슷하지만 RNA를 만들 때 쓰는 다른 종류의 벽돌과 같다. 세포의 주 에너지원인 ATP나 신호 전달에 중요한 GTP 등이 바로 이 rNTP에 속하며, dNTP는 DNA 중합효소가 새로운 DNA 가닥을 만들거나 수선하는 데 쓰는 재료다. 과학계는 이 두 벽돌의 공급 불균형이 어떻게 mtDNA라는 집을 부실하게 만들고 노화에 영향을 미치는지에 대한 해답을 찾아왔다. '결함 DNA'의 탄생…미토콘드리아의 치명적 오류 미토콘드리아는 독립적으로 자신의 DNA(mtDNA)를 복제한다. 연구팀은 이 과정에서 생기는 문제가 만성 염증의 도화선이 된다는 가설을 세우고, 그 핵심 원인을 mtDNA 복제 과정에서 불필요한 DNA 조각을 제거하는 효소인 'MGME1'에서 찾았다. 이 효소는 DNA 복제 현장에서 잘못 사용된 부품이나 부스러기를 치우는 '품질 관리 감독관'과 같은 역할을 한다. 분석 결과, 이 감독관(MGME1)의 기능이 떨어지면 세포 내에 써야 할 벽돌(dNTP)은 부족해지고 엉뚱한 벽돌(rNTP)만 많아지는 불균형이 생겼다. 이러한 불균형은 MGME1 결핍뿐 아니라, 다른 미토콘드리아 효소인 YME1L의 손실이나 항암제 성분인 5-플루오로우라실 노출 같은 다른 스트레스 상황에서도 비슷하게 나타났다. 결국 미토콘드리아는 급한 대로 엉뚱한 벽돌(rNTP)을 가져다 mtDNA를 만들었고, 그 결과 구조가 불안정한 '부실공사 DNA'가 탄생했다. 미토콘드리아는 스스로를 보호하기 위해 이 '불완전한 복제본'을 집 밖, 즉 세포질로 내다 버렸다. 실제로 방사선 조사나 약물로 노화를 유도한 인간의 세포와 노화한 쥐의 여러 조직에서 젊은 조직보다 월등히 높은 rNTP/dNTP 비율이 나타났다. 면역계의 오작동, 단기 방어가 만성 공격으로 우리 몸은 세포질로 방출된 결함 mtDNA를 '침입자'로 인식한다. 그 결과, 마치 바이러스가 침입했을 때처럼 세포의 '비상경보 시스템' 역할을 하는 cGAS–STING–TBK1 경로를 강력하게 자극한다. 원래 미토콘드리아 안에 있어야 할 mtDNA 조각이 집 밖에 돌아다니자, 우리 몸의 면역계는 이를 바이러스의 침입으로 오해하고 경보를 울리기 시작하는 것이다. 이 경보 시스템은 본래 외부 감염에 맞서는 단기 방어 체계지만, 결함 mtDNA가 계속 밖으로 나오면서 경보가 멈추지 않으면 오히려 우리 몸을 공격하는 만성 염증으로 바뀐다. 이렇게 만성 염증 상태에 빠진 노화 세포는 주변 세포들에게까지 "위험하다"는 신호를 계속 보내는 분비 표현형(secretory phenotype)을 띤다. 이는 마치 한 집이 계속 비상벨을 울려 온 동네를 불안하게 만드는 것처럼, 주변 세포들까지 염증 상태로 만드는 현상이다. 이러한 만성 염증은 주요 장기의 기능을 떨어뜨리며, 특정 유형의 암, 알츠하이머병 같은 신경퇴행성 질환의 발생 위험을 높이는 핵심 동인으로 꼽힌다. 새로운 치료 전략의 부상…'미토콘드리아 쓰레기' 제어 이번 발견은 새로운 치료법의 가능성을 보여준다. 연구팀은 SAMHD1 효소를 억제하거나 디옥시리보뉴클레오사이드를 직접 보충해 세포 내 올바른 벽돌(dNTP) 재고를 인위적으로 높이면, mtDNA 부실공사가 줄고 염증 반응도 완화된다는 사실을 실험으로 증명했다. 아직 mtDNA에는 자체적인 벽돌 재고 관리 시스템이 밝혀지지 않았지만, 과학 기술로 이를 인위적으로 조절할 길이 열린 셈이다. mtDNA 내 '뉴클레오타이드 균형'을 조절하여 염증의 근원을 차단하는, 이른바 '미토콘드리아 쓰레기(Mitochondrial Trash)' 제어 기술이 건강 수명, 나아가 인간의 전체 수명 연장의 중요한 돌파구가 될 전망이다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(105)] 막스 플랑크 연구소, 노화와 만성 염증의 연결고리 규명
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[퓨처 Eyes(104)] 워싱턴대, '플라스마'로 탄소 업사이클링 신기술 개발
- 기후 변화의 주범인 온실가스와 처치 곤란한 폐플라스틱을 고부가가치 자원으로 재탄생시키는 '탄소 업사이클링(버려지는 탄소를 유용한 자원으로 재활용하는 기술)' 기술의 판도를 바꿀 핵심 주자로 플라스마가 떠오르고 있다. '제4의 물질 상태'로 불리는 플라스마를 이용해 기존 화학 공정의 한계를 뛰어넘는 친환경적이고 효율적인 해결책들이 나오고 있는 것. 특히 미국 세인트루이스 워싱턴대학교 매켈비 공과대학 연구진이 일산화탄소(CO)를 원료로 유기산을 만드는 획기적인 성과를 발표하면서, 플라스마 기술은 탄소 중립 시대를 이끌 핵심 동력이라는 평가를 받는다. 고체·액체·기체 아닌 '제4의 물질' 플라스마는 고체, 액체, 기체에 이어 네 번째인 '제4의 물질' 상태다. 일반적으로 기체에 높은 에너지를 가해 원자핵과 전자가 분리된 이온화 상태를 말하며, 수만 도 이상의 고온에서 생긴다. 쉽게 말해, 기체 알갱이들이 너무 뜨거워져서 겉돌던 '전자'라는 옷을 벗어던지고 제멋대로 돌아다니는 활발한 상태라고 생각할 수 있다. 이렇게 분리된 입자들은 에너지가 매우 높아 주변 물질과 아주 쉽게 반응하는데, 과학자들은 바로 이 성질을 이용한다. 산업 현장에서는 전기 방전 장치 등으로 인공 플라스마를 만들며, 반도체 제조, 신소재 합성, 폐기물 분해 등 다양한 분야에 응용하고 있다. 밤하늘의 오로라나 번개, 태양 역시 자연적인 플라스마 현상이다. 비밀은 '플라스마-액체 시스템'…반응 온도·pH가 수율 좌우 이러한 흐름 속에서 워싱턴대학교 매켈비 공대의 엘리야 팀슨(Elijah Thimsen) 교수 연구팀은 플라스마 기술을 탄소 업사이클링에 적용해 큰 성과를 거뒀다. 연구팀은 지난 2025년 8월 5일 국제 학술지 'RSC 그린 케미스트리'에 발표한 논문에서, 온실가스의 주성분인 이산화탄소(CO₂) 대신 일산화탄소(CO)를 출발 물질로 쓸 때 산업적으로 유용한 옥살산과 폼산의 생산 수율을 획기적으로 높일 수 있음을 입증했다. 이 기술의 핵심은 '플라스마-액체 시스템'이다. 상온·상압 조건에서 만든 비열(非熱) 플라스마(전체 기체는 뜨겁지 않고 전자만 높은 에너지를 가져, 적은 에너지로도 효율적인 반응을 일으킬 수 있는 플라스마)를 물이 담긴 반응기에 주입해 일산화탄소가 물과 효율적으로 반응하도록 유도한다. 이 접근법은 이산화탄소를 먼저 일산화탄소로 바꾼 뒤, 다시 유기산으로 전환하는 '2단계 공정'이 훨씬 더 경제적이고 매력적인 대안임을 보여준다. 연구에 참여한 알시나 존슨 수다가르(Alcina Johnson Sudagar)연구원은 "플라스마-액체 시스템은 고압과 고온을 피할 수 있고, 촉매나 화학적 활성제가 필요 없어 더욱 친환경적"이라며 "우리 연구는 이산화탄소 고정과 지속 가능한 유기산 생산을 위한 효율적이고 비용 효과적인 경로를 제시한다"고 밝혔다. 연구팀은 일산화탄소가 수용액 속 플라스마와 반응할 때 '수성가스 전환 반응'을 거쳐 유기산이 '중간체'로 생긴다는 사실을 규명했다. 수다르 연구원은 "열역학적 계산 결과, 유기산의 생성을 늘리려면 반응 온도를 낮춰야 한다"고 말했다. 유기산이 만들어질 때는 열이 발생하지만(발열 반응), 반대로 분해될 때는 열을 흡수하기(흡열 반응) 때문이다. 따라서 주변이 너무 뜨거우면 애써 만든 유기산이 다시 쉽게 분해될 수 있어, 온도를 낮게 유지하는 것이 생산량을 늘리는 비결이다. 또한, 용액이 강한 알칼리성(염기성)을 띨 때 유기산 생산이 크게 늘어난다는 점도 발견했다. 온실가스 넘어 폐플라스틱까지…넓어지는 플라스마의 활약 플라스마의 활약은 기체 상태의 온실가스에만 머무르지 않는다. 탄소 업사이클링은 대기 중 이산화탄소뿐만 아니라 폐플라스틱 같은 탄화수소 계열 폐기물을 유용한 화학 원료로 바꾸는 기술을 포괄한다. 이 분야에서 국내 연구진의 성과도 두드러진다. 최근 국내 한 연구팀은 1,000℃가 넘는 초고온 수소 플라스마를 이용해 폐플라스틱에서 에틸렌, 벤젠 등(다른 플라스틱이나 합성섬유의 원료가 되는 물질) 고부가가치 화학 원료를 70%가 넘는 높은 수율로 추출하는 데 성공했다. 이는 기존 열분해 방식보다 원료의 순도가 월등히 높고 화학적 잔존물이 적어 친환경 자원 순환 기술이라는 평가를 받는다. 또한, 플라스마는 반도체 제조 공정에서 나오는 온실가스를 줄이는 데 이미 널리 쓰이고 있으며, 다양한 산업 분야에서 환경오염을 줄이고 자원을 순환시키는 핵심 해결책으로 자리 잡고 있다. CCU 핵심 기술 부상…상용화 과제는? 플라스마를 활용한 탄소 업사이클링은 '탄소 포집·활용(CCU: Carbon Capture and Utilization)' 기술의 핵심 분야 가운데 하나다. CCU는 공장이나 발전소에서 나오는 이산화탄소를 모아(포집) 그냥 땅에 묻는 대신, 유용한 제품으로 만들어(활용) 자원 순환과 탄소 감축을 동시에 이루는 기술을 말한다. 플라스마는 그중에서도 가장 혁신적인 공정이라는 평가가 나온다. 물론 상용화를 위해서는 풀어야 할 과제도 남아있다. 기술의 경제성과 에너지 효율을 더욱 높이고, 대규모 공정에 안정적으로 적용하기 위한 추가 연구가 필요하다. 특히, 플라스마 생성에 필요한 전력을 태양광이나 풍력 같은 재생에너지로 공급하면 공정 전체의 친환경성을 극대화할 수 있어 관련 기술 융합이 중요한 과제로 떠오르고 있다.
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[퓨처 Eyes(104)] 워싱턴대, '플라스마'로 탄소 업사이클링 신기술 개발
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[우주의 속삭임(144)] 영국 앞바다 실버핏 크레이터, 4천200만년 전 소행성 충돌 흔적
- 북해 해저에 묻혀 있던 '실버핏 크레이터(Silverpit Crater)'가 소행성 충돌로 형성됐다는 사실이 20여 년 만에 과학적으로 확정됐다. 영국 요크셔 해안에서 약 129㎞ 떨어진 북해 해저 700m 지점에서 발견된 이 크레이터는 지름이 약 3㎞에 달한다. 2002년 처음 보고된 이후 원형의 형태와 중심부 돌출 등 충돌 흔적을 갖추고 있음에도 불구하고, 염분 지층 이동이나 화산 활동 등 다른 지질학적 원인 가능성이 제기돼 논쟁이 이어져 왔다. 초기 연구에서는 이 분화구가 충돌 분화구일 가능성이 제기됐다. 분화구의 중앙 봉우리, 원형 모양, 그리고 동심원 형태의 단층들은 초고속 충돌과 관련된 특징이다. 그러나 다른 과학자들은 분화구 구조가 분화구 바닥 아래 깊숙이 소금이 이동했거나 화산 활동으로 인해 해저가 붕괴되어 발생했다고 주장했다. 스코틀랜드 해리엇와트대학의 위스딘 니콜슨 교수 연구팀은 최신 3차원(3D) 지진파 탐사 자료와 1980년대 석유 시추 당시 확보된 암석 절편을 재분석해 소행성 충돌의 명확한 증거를 확보했다고 20일 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 발표했다. 지진 영상을 사용하고 암석 샘플을 분석한 새로운 연구에 따르면, 이는 폭 160m(535피트) 소행성이 지구에 충돌한 것으로 밝혀졌다. 연구에 따르면, 충돌 당시 서쪽에서 비스듬히 날아든 소행성이 초속 15㎞ 속도로 해저를 강타해 1.5㎞ 높이의 바위·해수가 치솟은 뒤 100m가 넘는 거대한 쓰나미로 이어졌다. 충돌체의 크기는 길이 160m, 축구장 1개 반 크기에 해당하는 규모로 추정된다. 에든버러 헤리엇-와트 대학의 준교수인 위스딘 니콜슨 박사는 새로운 기술이 분화구의 기원에 대한 미스터리를 푸는 데 도움이 되었다고 말했다. 그는 "자연환경연구위원회의 자금 지원을 받은 연구팀이 희귀한 '충격을 받은' 석영 샘플을 회수해 논쟁을 종식시켰다"고 말했다. 연구팀은 시추 샘플에서 극한 충격압에서만 형성되는 석영·장석 미세 입자의 흠집을 확인한 것. 니콜슨 교수는 "지구상 어떤 지질 과정도 이런 흔적을 남길 수 없다"며 "이번 발견은 소행성 충돌 기원설을 의심의 여지 없이 입증한다"고 강조했다. 지진 기록에 따르면 이 충돌은 약 4,200만년에서 4,600만년 전인 에오세(Eocene, 신생대 고제3기의 두 번째 시기로 시신세라고도 함)에 발생한 것으로 여겨진다. 실버핏 크레이터는 전 세계적으로 확인된 250여 개의 충돌구 가운데 보존 상태가 탁월한 사례로 꼽힌다. 연구진은 이를 멕시코의 칙술루브(Chicxulub) 크레이터, 서아프리카 앞바다 나디르(Nadir) 크레이터와 함께 지구 진화사 연구에 중요한 단서로 평가하고 있다. 치술루브 크레이터는 약 6,600만년 전 소행성 충돌로 인해 발생했으며, 이 충돌로 공룡이 멸종한 것으로 여겨진다고 BBC는 전했다. 전문가들은 이번 성과가 과거 지구 생태계에 대한 이해뿐 아니라, 미래 잠재적 소행성 충돌에 대한 대비에도 기여할 수 있다고 보고 있다.
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[우주의 속삭임(144)] 영국 앞바다 실버핏 크레이터, 4천200만년 전 소행성 충돌 흔적
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[퓨처 Eyes(103)] 英·中 공동 연구팀, 식물 뿌리 '굴중성' 비밀 밝혔다
- 식물의 뿌리가 어떻게 중력을 인지하고 땅속 깊이 파고드는지에 대한 오랜 수수께끼가 풀렸다. 영국과 중국 공동 연구진이 식물 호르몬 '옥신(auxin)'이 뿌리의 특정 부위 세포 성장을 억제하는 동시에 다른 부위의 성장은 유지시켜 중력 방향으로 휘어지게 만드는 핵심 분자 메커니즘을 규명했다. 영국 노팅엄 대학교 생명과학부와 중국 상하이 교통대학교 공동 연구팀은 옥신이 'OsILA1'으로 알려진 특정 키나아제(kinase) 효소를 통해 뿌리 아래쪽 세포벽을 단단하게 만들어 성장을 막는다는 사실을 밝혀내고, 관련 연구 결과를 세계적인 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 발표했다. 이번 발견은 식물이 토양 속 장애물을 만나더라도 다시 아래 방향으로 성장할 수 있는 생명력의 비밀을 분자 수준에서 풀어낸 성과로 평가된다. 옥신의 역설, 성장 촉진과 억제를 동시에 식물의 뿌리가 중력 방향을 따라 자라는 현상을 '굴중성(gravitropism)'이라고 한다. 쉽게 말해, 식물이 나침반 없이도 '아래'가 어디인지 알고 그쪽으로 뿌리를 뻗는 능력이다. 굴중성은 식물이 땅속 깊이 뿌리를 내려 안정적으로 몸을 지지하고, 물과 영양분을 효율적으로 흡수하기 위한 필수적인 생존 전략이다. 과학계는 오래전부터 식물 성장 호르몬인 옥신이 굴중성 과정에서 핵심적인 역할을 한다는 사실을 알고 있었다. 중력 자극을 받으면 뿌리 끝에서는 옥신이 아래쪽으로 몰리게 되고, 이로 인해 위쪽과 아래쪽 세포의 성장 속도에 차이가 생겨 뿌리가 휘어진다는 것이 기본 원리였다. 하지만 옥신이 어떻게 뿌리 위쪽 세포의 성장은 촉진하면서, 동시에 아래쪽 세포의 성장은 억제하는지에 대한 구체적인 기작은 오랫동안 베일에 싸여 있었다. 하나의 물질이 어떤 세포에는 '더 자라라'는 명령을 내리면서, 바로 옆 다른 세포에는 '성장을 멈춰라'는 정반대 명령을 내리는 셈이어서 과학자들에게는 큰 수수께끼였다. 세포벽 강화하는 핵심 효소 'OsILA1' 규명 연구팀은 이번 연구를 통해 옥신의 이중적 역할을 명확히 설명했다. 연구 결과에 따르면, 벼(rice)의 뿌리 끝 아래쪽에 축적된 옥신은 OsILA1 키나아제를 활성화하는 신호를 보낸다. 키나아제는 세포 안에서 특정 단백질에 인산(P)을 붙여 그 단백질의 스위치를 켜거나 끄는 역할을 하는 중요한 효소다. 이 신호를 받은 세포는 셀룰로스(cellulose)와 리그닌(lignin) 같은 세포벽 구성 요소의 생합성을 촉진해 기존보다 훨씬 더 견고하고 단단한 세포벽을 만든다. 셀룰로스는 식물 세포벽의 뼈대를 이루는 단단한 섬유소이며, 리그닌은 이 뼈대를 더욱 견고하게 만드는 접착제와 같은 역할을 한다. 이렇게 물리적으로 강화된 세포벽은 세포가 더 이상 길어지는 것(신장)을 막는 족쇄 역할을 한다. 반면, 옥신 농도가 상대적으로 낮은 뿌리 위쪽 세포에서는 이러한 세포벽 강화 과정이 일어나지 않는다. 따라서 위쪽 세포들은 정상적으로 신장하며 계속 자라나는 반면, 아래쪽 세포들은 성장을 멈추게 된다. 이러한 비대칭적인 성장 속도 차이가 결국 뿌리 전체가 아래쪽으로 구부러지게 만드는 힘으로 작용하는 것이다. 연구팀은 유전자를 조작해 OsILA1 효소가 제대로 작동하지 못하는 돌연변이 벼를 만들어 실험했다. 그 결과, 이 벼는 뿌리가 중력에 잘 반응하지 못하고 세포벽도 약해져, OsILA1이 뿌리의 방향을 결정하는 핵심 스위치임을 증명했다. 이번 연구를 공동으로 이끈 노팅엄 대학교 생명과학부의 라훌 보살레 부교수는 "지금까지 옥신이 어떻게 뿌리 아래쪽 세포의 팽창을 억제하는지는 불분명했다"며 "우리 연구는 옥신이 세포벽 생합성을 촉진해 아래쪽 세포벽을 강화함으로써 성장을 막는다는 것을 보여줌으로써 이 오랜 의문을 해결했다. 이 이중 메커니즘은 세포 신장을 촉진하고 억제하는 옥신의 상반돼 보이는 역할을 설명해준다"고 밝혔다. 중력과 가뭄, 환경 신호에 반응하는 뿌리의 지능 이번 성과는 가뭄을 감지하는 호르몬으로 알려진 앱시스산(ABA)이 옥신 수치에 영향을 주어 뿌리의 성장 각도를 조절한다는 연구팀의 선행 연구와도 맥을 같이한다. 두 연구를 종합하면, 식물의 뿌리는 중력, 수분 등 다양한 외부 환경 신호를 호르몬 네트워크를 통해 통합적으로 감지하고, 토양 탐색과 자원 획득을 최적화하는 뿌리 구조를 형성하는 정교한 적응 시스템을 갖추고 있음을 알 수 있다. 보살레 박사는 "우리는 옥신이 뿌리 굴중성에 중요하다는 사실은 이미 알고 있었지만, 오랫동안 옥신의 하위 신호 전달 과정에서 무엇이 작용하는지는 알지 못했다"며 "이번 새로운 연구에서 밝혀낸 것이 바로 그것이며, 이는 뿌리 시스템의 작동 방식을 근본적으로 이해하는 데 중요하다"고 연구의 의의를 강조했다. 기초 과학에서 미래 농업으로…슈퍼 작물 개발 기대 연구팀은 이번 발견이 미래 농업 기술에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대한다. 옥신의 작용 원리를 상세히 이해함으로써, 척박하거나 단단한 토양에서도 뿌리를 더 깊고 넓게 뻗을 수 있는 품종을 개발할 길이 열렸기 때문이다. 예를 들어, 토양이 단단한 지역에서는 뿌리가 이를 감지하고 더 강하게 뚫고 나갈 수 있도록 유전자를 조절하거나, 가뭄이 잦은 곳에서는 물을 찾아 더 깊이 파고드는 뿌리 시스템을 갖도록 개량할 수 있다. 궁극적으로 가뭄, 다져진 토양, 영양 부족 환경에 대한 작물의 저항성을 높여 농업 생산성과 지속가능성을 향상시키는 데 기여할 수 있다. 보살레 박사는 "호르몬의 역할을 이렇게 상세하게 이해하면 스트레스에 강하고 토양 속 장애물을 극복할 수 있는 작물을 공학적으로 개발할 가능성이 열린다"고 전망했다. 기후 변화로 인한 환경 스트레스가 심화하는 상황에서, 이러한 기초 연구는 전 세계 식량 생산을 안정적으로 확보하는 데 더욱 중요해질 것이다.
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[퓨처 Eyes(103)] 英·中 공동 연구팀, 식물 뿌리 '굴중성' 비밀 밝혔다
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[ESCG] 미세플라스틱 섭취를 줄이는 방법은?
- 눈에 잘 보이지 않는 아주 작은 입자인 미세플라스틱을 생활속 실천으로 인체 흡수를 줄일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 5mm미만인 미세플라스틱과 1~1000나노미터 크기의 입자인 나노플라스틱은 수돗물, 조리 도구, 포장재는 물론 계란과 고기, 채소에 이르기까지 다양한 경로를 통해 인체로 유입된다. 최근 연구들은 이러한 입자들의 실제 노출 수준이 예상보다 훨씬 크다는 사실을 보여주고 있다. 전문가들은 "완전히 피할 수는 없지만, 생활 속 작은 실천으로 섭취량을 줄일 수 있다"고 강조한다. 워싱턴 대학과 시애틀 어린이 연구소의 소아과 교수이자 환경 및 직업 건강 과학 겸임 교수인 쉴라 사티아나라야나는 BBC와의 인터뷰에서 "집 안에는 정말 쉽게 해결할 수 있는 쉬운 문제들이 많다"고 말했다. 음식 속 스며든 미세플라스틱 입자들 미세플라스틱은 과일과 채소, 꿀, 빵, 유제품, 달걀, 생선과 육류에 이르기까지 거의 모든 식품에서 발견된다. 식물은 토양을 통해, 가축은 사료와 물을 통해 이를 흡수한다. 가공 단계에서도 플라스틱 설비와 포장재로 인해 추가 오염이 발생한다. 109개국을 대상으로 한 한 연구에 따르면, 2018년 사람들이 일반적으로 소비한 이러한 플라스틱의 양은 1990년보다 6배 이상 많았다. 사티아나라야나 교수는 "이전에 산업 지역이었던 땅에 농사를 짓고 토양이 오염되면, 그 작물들이 토양에 오염 물질을 축적할 가능성이 있다"고 지적했다. 작물을 수확한 후에는 가공 과정에서 오염될 가능성이 훨씬 더 커진다. 그는 "공장에서는 효율성을 높이고 제품 처리량을 높이기 위해 엄청난 양의 플라스틱을 사용한다"고 말했다. 일부 식품은 세척을 통해 오염도를 낮출 수 있다. 호주 연구에 따르면 쌀 1인분에는 평균 3~4mg, 즉석 조리 쌀에는 최대 13mg의 미세플라스틱이 포함돼 있었으나, 조리 전 쌀을 헹구면 20~40%가량 줄일 수 있었다. 고기와 생선도 철저한 세척으로 일정 부분 미세플라스틱 함유량을 감소시킬 수 있다. 반면 소금처럼 가공 과정에서 이미 오염된 식품은 세척이 불가능하다. 물과 음료, 숨은 위험 병에 든 생수는 또 다른 주요 경로다. 단순히 뚜껑을 열고 닫는 과정에서 리터당 평균 553개의 미세플라스틱이 생성된다는 연구도 있다. 수돗물 역시 영국, 미국, 일본 등 여러 나라에서 조사한 모든 시료에서 미세플라스틱이 검출됐다. 물론 수돗물 속의 미세플라스틱은 끓여서 마시면 약 80% 정도 걸러낼 수 있다는 연구 결과도 있다. 뉴욕주 컬럼비아 대학 연구원들이 수돗물을 끓이면 물에 존재하는 가장 일반적인 세 가지 플라스틱 화합물(폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌)의 최소 80% 이상을 분해할 수 있음을 밝혀냈다. 그럼에도 전문가들은 안전이 보장된 지역에서는 생수보다 수돗물을 마시고, 정수기를 활용할 것을 권장한다. 활성탄 필터만으로도 최대 90%까지 걸러낼 수 있다. 그러나 여기에 플라스틱 성분이 들어간 티백을 사용하면 상황은 달라진다. 티백 하나에서 수십억 개의 미세·나노플라스틱이 방출되기 때문이다. 조리·보관 과정에서 미세플라스틱 노출 포장재와 주방 도구도 빼놓을 수 없다. 플라스틱 포장을 뜯는 행위만으로도 다량의 입자가 발생하며, 재사용 용기는 세척 횟수가 늘어날수록 방출량이 증가한다. 도마와 손상된 코팅 팬, 믹서기와 볼 등에서도 사용 과정에서 수백에서 수백만 개의 입자가 발생한다. 특히 열은 방출을 가속한다. 한 연구에서는 플라스틱 용기를 전자레인지에 3분간 가열했을 때, 단 1㎠의 표면에서 최대 422만 개의 미세플라스틱과 21억 개의 나노플라스틱이 방출되는 것으로 나타났다. 냉장 보관에서도 수개월에 걸쳐 수백만~수십억 개의 입자가 흘러나올 수 있다. 뜨거운 음료를 일회용 플라스틱 컵에 담는 것도 위험하다. 섭씨 50도의 물을 담았을 때 가장 많은 미세플라스틱이 검출됐으며, 주 1~2회 사용만으로도 연간 최대 7만3000여 개의 입자를 섭취할 수 있다는 추정치가 제시됐다. 소금, 지방, 산, 열은 플라스틱을 더 빨리 분해한다. 예를 들어 소금물이 담긴 플라스틱 볼은 맹물보다 세 배 많은 입자를 방출했다. 또한 기름진 음식일수록 플라스틱에서 용출된 첨가제가 더 많이 검출됐다. 설거지 과정서도 노출 식사 후 설거지 과정에서도 미세플라스틱은 새어 나온다. 일회용 주방 스펀지는 마모될수록 최대 그램당 650만 개의 미세플라스틱 입자를 방출할 수 있으며, 세제와 합쳐 사용하면 방출량은 더 늘어난다. 스펀지의 단단한 면은 특히 고위험군으로 지목된다. 전문가들은 △쌀·채소·생선 등은 조리 전 충분히 세척할 것, △생수 대신 수돗물과 정수기를 활용할 것, △플라스틱 포장재와 일회용 용기 사용을 최소화할 것, △손상된 조리 도구와 도마는 교체할 것을 권고한다. 개인 실천 넘어 구조적 대응 필요 전문가들은 "플라스틱은 저렴하고 유용하지만 과잉 사용이 문제”라며 “개인의 습관 변화와 더불어, 전 세계적인 플라스틱 감축 노력과 정책적 대응이 병행돼야 한다"고 강조한다. 세계자연기금(WWF)은 "환경 속 플라스틱 파편을 90% 줄이면 인체 섭취량도 절반으로 줄일 수 있다"고 분석한다. 보이지 않는 미세플라스틱은 이미 우리의 몸속으로 들어오고 있다. 그러나 개인의 작은 실천과 사회적 변화를 통해 그 양을 줄여나간다면, 인류는 보다 안전하고 건강한 식탁을 지켜낼 수 있을 것이다.
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[ESCG] 미세플라스틱 섭취를 줄이는 방법은?
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미국서 슈퍼카 5대 전소⋯맥라렌·코르벳·아우디 R8 화물차 화재로 전멸
- 슈퍼카 5대, 美 테네시서 운송 트럭 화재로 전소 미국 테네시주 채터누가에서 열린 '크라운 랠리(Crown Rally)' 도중 슈퍼카 5대가 운송 트럭 화재로 전소되는 사고가 발생했다. 22일(현지시간) 자동차 전문매체 카스쿱스에 따르면 채터누가 소방당국은 이번 화재로 150만 달러(약 20억 원)에 달하는 피해가 발생했다고 밝혔다. 사고는 지난 18일 발생했다. 당시 트럭 운전자는 맥라렌 720S 두 대, 쉐보레 콜벳 C8 Z06과 콜벳 스팅레이, 아우디 R8 등 고급 스포츠카 5대를 싣고 고속도로를 주행 중이었다. 뒤따르던 차량 운전자가 연기를 발견하고 이를 알려주자, 트럭 운전자는 급히 인근 주유소로 차를 세운 뒤 소방당국에 신고했다. 그러나 출동한 소방 인력이 도착하기 전 불길은 트레일러 내부 전체로 번졌고, 차량 대부분이 형체를 알아보기 어려울 정도로 전소됐다. 채터누가 소방당국이 공개한 현장 사진에 따르면 차량 적재함은 내부까지 전소됐으며, 그중 콜벳 한 대만 일부 원형이 남아 있는 것으로 확인됐다. 이들 차량은 랠리 일정의 일환으로 애틀랜타 모터스포츠파크에서 진행된 트랙 주행 행사를 마친 뒤 운송 중이었던 것으로 전해졌다. 화재 원인은 아직 밝혀지지 않았다. 다만 불길이 트레일러 중앙 부근에서 시작된 것으로 보인다는 추정이 나오고 있다. 일부에서는 차량 자체의 결함이나 전기 계통 문제 가능성도 제기되고 있다. 다행히 인명 피해는 발생하지 않았다. 그러나 희귀 슈퍼카가 한꺼번에 전소된 이번 사고는 자동차 애호가와 업계에 큰 충격을 주고 있다. 전문가들은 최근 미국 내에서 잇따른 차량 운송 트럭 화재 사례를 언급하며, 안전 관리와 예방 대책 마련의 필요성을 강조하고 있다. 지난달에는 캘리포니아에서 신형 테슬라 차량을 실은 트럭이 불에 타는 사고가 발생한 바 있다.
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미국서 슈퍼카 5대 전소⋯맥라렌·코르벳·아우디 R8 화물차 화재로 전멸
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