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"생명 진화의 시작은 20억 년 전부터"⋯타임라인 15억 년 끌어 올렸다
- 지구에서 생명의 시작은 약 20억년 전에 발생했다는 새로운 연구 결과가 나왔다. 전 세계 생명체의 역사는 암석에 기록된다. 생명의 역사와 진화는 화석 및 화석이 발견되는 퇴적물 층에 새겨져 있다. 지금까지의 정설은 생명의 시작은 대략 5억 년 전부터였다. 그런데 최근 미국 버지니아 공대 연구진은 생명의 역사를 거의 20억 년 전으로 확장, 시간표를 15억 년이나 연장하는 연구 보고서를 발표했다. 이 연구는 사이언스지에 실렸으며 어스닷컴이 요약해 전했다. 생명 차트 확장 지금까지 발견된 화석의 증거는 지난 5억 년 동안 생물 진화의 이정표를 기록해 왔다. 그런데 버지니아 공대 지생물학자 슈하이 샤오 박사가 이끄는 연구진은 원생대 고대 생명체 시대를 최대 25억 년 전까지 확장하는 분석 결과를 얻었다. 원생대 생명체는 일반적으로 더 작고 부드러웠으며, 뼈대가 없는 해면동물은 화석 흔적을 거의 남기지 않았다. 이 흔적을 연구진이 찾아낸 것. 샤오 박사는 "이번 연구는 지금까지 이 기간에 대한 가장 포괄적인 최신 분석이다"라고 말했다. 연구진은 분석을 위해 더 높은 시간적 해상도의 그래픽 상관관계 프로그램을 적용했다. 연구 결과는 원생대 생명체의 전 세계적 다양성과 진화에 대한 고해상도 분석을 제공한다. 생명 차트는 광대한 기간 동안 생명의 역사가 어떻게 전개되었는지에 대한 정보를 제공한다. 원생대 생명체에 대한 기초적인 이해 연구에 따르면 약 25억 년에서 5억 4100만 년 전까지 지속된 원생대 기간 동안, 지구상의 생명체는 대부분 단순하고 미세했다. 박테리아나 조류 등 작은 단세포 유기체가 바다에서 유영했던 것으로 보인다. 이러한 초기 생명체는 지구를 형성하는 데 큰 역할을 했다. 그들은 광합성을 통해 산소를 생산했고, 산소가 점차 대기를 채워 더 복잡한 생명체가 발달할 수 있는 기반을 마련했다. 원생대 중반에는 진핵생물이라는 더 진보된 세포가 나타났다. 이 세포들은 오늘날 모든 식물과 동물의 구성 요소로, 세포 안에는 핵과 다른 특수한 구조가 있다. 원생대가 진행되면서 생명은 더욱 진화하기 시작했다. 원생대가 끝나갈 무렵, 진핵 세포 중 일부는 단순한 다세포 유기체를 형성하기 시작했다. 이는 오늘날 우리가 보는 생명체의 다양성을 위한 토대를 마련했다. 이 시대의 화석은 작은 세포 군집과 단순한 바다 생물의 첫 징후를 보여준다. 생명은 여전히 대부분 바다에 서식했지만, 이러한 초기의 진화는 다음 시대인 현생대에 일어날 생명의 폭발을 위한 무대를 제공했다. 원생대 해양 진핵생물의 진화 연구팀은 핵이 있는 세포를 가진 유기체인 고대 해양 진핵생물의 진화를 분석했다. 이 초기 진핵생물은 동물, 식물, 균류의 조상이었고, 이들은 지구상의 복잡한 생명의 길을 열었다. 연구진은 진핵생물이 적어도 18억 년 전에 처음 나타났다는 것을 발견했다. 그리고 '지루한 10억 년'이라고 불리는 그 다음 10억 년 동안 이 상황은 크게 변하지 않았다. 종은 느리게 진화했고 다양성은 안정적으로 유지되었으며 새로운 종이 출현하거나 오래된 종이 멸종하는 경우는 거의 없었다고 한다. 이 지루하지만 평온했던 기간은 지구가 극적인 변화를 겪으면서 결국 끝났다. 그 후 환경 변화와 진화로 다양성이 급증했고 오늘날 우리가 알고 있는 복잡한 생태계의 발전 무대가 마련됐다. 빙하기가 생명의 진화에 미친 영향 7억 2000만 년에서 6억 3500만 년 전에 지구는 적어도 두 번의 심각한 빙하기를 경험했다. 전 지구적 빙하기는 지구를 얼음 속으로 몰아 넣었고, 생명체의 궤적을 바꾸어 놓았다, 샤오 박사는 "빙하는 다양성과 역동성 측면에서 진화 경로를 재설정한 주요 요인이었다"라고 설명했다. 빙하기 직후 진핵생물 종이 빠르게 교체된 것이다. 이로써 지루한 10억 년이 끝나고 역동적인 생물 다양성 시대가 시작됐다. 그렇다면 지루한 10억 년 동안 진핵생물 진화는 왜 그렇게 느리고 안정적으로 유지되었을까. 그 이유는 이 기간 동안 종의 교체율이 낮았기 때문이다. 빙하기를 거치면서 기후 변화와 대기 중 산소 수치 상승이 생명체 진화를 가속하는 역할을 했을 것으로 추정된다. 또는 유기체 간의 경쟁이나 상호 작용이 신속한 종의 진화를 이끌었을 것이라는 해석도 있다. 원생대 생명에 대한 이번 연구는 현대 동물, 식물, 균류의 조상인 초기 진핵생물이 어떻게 진화했는지에 대한 이해를 높여주고 있다. 또 수십억 년에 걸쳐 생물과 지구 환경이 어떻게 서로에게 영향을 미쳤는지도 보여준다는 지적이다.
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- IT/바이오
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"생명 진화의 시작은 20억 년 전부터"⋯타임라인 15억 년 끌어 올렸다
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[기후의 역습(105)] 북극 툰드라, 이산화탄소 배출 근원지 부상
- 수천 년 동안 얼어붙은 토양에 이산화탄소를 저장해 온 북극 툰드라가 잦은 산불로 인해 대기 중으로 배출되는 탄소 공급원으로 변하고 있다. 이미 기록적인 수준의 열을 가두는 화석연료 오염을 흡수하고 있다고 NOAA(미국 해양대기청)가 홈페이지를 통해 밝혔다. 북극이 탄소 흡수원에서 탄소 공급원으로 전환되는 변화는 NOAA의 ‘2024년 북극 보고서’ 기록에서 그대로 나타나고 있다. 보고서는 기후 변화로 인해 식물 및 야생 동물과 이에 의존하는 사람들은 따뜻하고 습하며 불확실한 환경에 신속하게 적응해야 할 것이라고 권고한다. NOAA 관리자 릭 스핀라드 박사는 "관측 결과 온난화와 산불 증가로 인해 북극 툰드라는 현재 저장하는 것보다 더 많은 탄소를 배출하고 있으며, 이는 기후 변화의 영향을 악화시킬 것"이라고 말했다. 또 "이는 과학자들이 얘축헌 화석연료 오염을 적절히 줄이지 않는 결과의 또 다른 신호"라고 설명했다. 11개국의 과학자 97명이 참여한 2024년 북극 보고서의 새로운 연구는 북극 지역의 육지와 바다를 포함, 북극에서 발생하는 지속적인 변화의 근간이 되는 기록적인 관찰 결과를 보여준다. 여기에는 ▲계속되는 높은 기온과 산불 ▲대규모 내륙 순록 무리의 감소 ▲강수량 증가 등이 지적되고 있다. 강수량 증가의 경우 눈이나 비가 많이 내리면서 풍경이 얼음으로 뒤덮여 사람들의 여행과 야생 동물의 먹이 활동을 어렵게 만든다. 관찰 결과는 또 사람, 식물, 동물에게 지역 및 지역 환경 변화를 예측하기 어렵게 만드는 뚜렷한 지역적 차이도 보여주고 있다. 보고서 편집자인 국립 눈과 얼음 데이터 센터(National Snow and Ice Data Center)의 트와일라 문 박사는 "올해의 보고서는 기후 조건이 빠르게 변화함에 따라 적응이 시급하다는 것을 보여준다"라고 말했다. 2024년 북극 보고서의 결과는 주목할만한 결과를 다수 보여주고 있다. 먼저 북극의 연간 표면 기온은 1900년 이후 두 번째로 높았다. 2023년 가을과 2024년 여름은 북극 전역에서 특히 따뜻했으며, 기온은 각각 역대 2위와 3위였다. 2024년 8월 초의 폭염으로 인해 알래스카 북부와 캐나다의 여러 지역에서는 역대 최고의 일일 기온을 기록했다. 또 지난 9년은 북극에서 기록상 가장 따뜻한 9년이었다. 이로 인해 2024년 여름은 북극 전역에서 기록상 가장 많은 비가 내렸다. 바다의 변화도 심각했다. 2024년 9월 극지방에 큰 영향을 미치는 북극 해빙의 범위는 위성 기록이 시작된 45년 동안 여섯 번째로 낮았다. 해빙 범위가 가장 낮았던 18곳은 모두 지난 18년 동안 발생했다. 얼음이 없었던 8월의 북극해 지역은 1982년 이후 10년마다 섭씨 0.3도의 속도로 온난화되었다. 북극해의 얕은 바다에서 8월 평균 해수면 온도는 1991~2020년 평균보다 섭씨 2~4도 더 높았다. 해양 먹이 사슬의 기반인 플랑크톤은 2003~2024년 전체적으로 계속 증가하고 있다. 산불 활동 증가의 영향을 포함하면 북극 툰드라 지역은 토양에 탄소를 저장하는 기능에서 대기의 탄소 공급원으로 전환되었다. 2003년 이후 산불로 인한 탄소 배출량은 연평균 2억 700만 톤에 달했다. 알래스카 영구 동토층 온도는 기록상 두 번째로 높았다. 북극 이주 툰드라 순록 개체 수는 지난 2~30년 동안 65% 감소했다. 규모가 작은 서부 북극의 해안 순록 무리는 지난 10년 동안 어느 정도 회복세를 보였지만, 대규모 내륙 순록 무리는 장기적으로 감소세를 지속하거나 가장 낮은 개체 수에 머물러 있다. 순록에 대한 여름 더위의 영향은 향후 25~75년 동안 확대될 것으로 예상된다. 2023~2024년 겨울 동안 유라시아와 북미 북극 지역 적설량은 평균 이상이었다. 평균 이상의 적설량에도 불구하고, 눈 시즌은 중부와 동부 북극 캐나다 일부 지역에서 26년 만에 가장 짧았다. 북극에서 눈이 녹는 시기는 5월과 6월 내내 과거에 비해 1~2주 일찍 발생했다. '기온 상승으로 인한 관목 지대 확장'을 측정하는 툰드라 녹색도는 25년 동안의 위성 기록에서 2위를 차지했다. 알래스카 생물학 연구(Alaska Biological Research)의 제럴드 프로스트 박사는 "우리가 추적하는 북극의 생명 징후 중 상당수는 거의 매년 기록적인 최고치 또는 최저치에 도달하거나 근접하고 있다"면서 "이는 최근의 극단적인 현상이 기후 시스템의 일시적 변동성이 아니라 장기적이고 지속적인 변화의 결과라는 것을 나타낸다"라고 우려했다.
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- ESGC
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[기후의 역습(105)] 북극 툰드라, 이산화탄소 배출 근원지 부상
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[기후의 역습(102)] 양쯔강·콩고강 포함, 전 세계 주요 강 유수량 35년간 급감
- 전 세계를 가로지르는 약 300만 개의 강들이 유수량이 급감하는 큰 변화를 겪고 있으며, 이는 식수 공급에서 홍수 위험에 이르기까지 모든 인간 생활에 엄청난 영향을 미칠 수 있다는 연구 보고서가 발표돼 주목된다고 CNN이 전했다. 지난주 사이언스(Science) 저널에 발표된 연구에 따르면 세계에서 가장 큰 강으로 지목되는 강의 절반(44%)이 매년 유수량의 급감에 직면했다. 연구는 신시내티 대학교 동메이 핑 교수팀이 수행했다. 연구팀은 지난 35년 동안 위성 데이터와 컴퓨터 모델링을 결합해 매일 지구상에 흐르는 모든 강의 물흐름을 매핑했다. 핑 교수는 아프리카에서 두 번째로 큰 강인 콩고강, 중국을 가로지르는 양쯔강, 남미의 플라타강 등은 특히 급격한 감소를 보였다고 밝혔다. 이번 연구에서는 이 같은 변화의 원인을 파헤치지 않았지만, 연구진은 부정할 수 없는 명확한 원인의 하나는 인간 활동과 화석연료로 인한 기후 위기라고 지적했다. 기후 변화가 강우 패턴을 바꾸고 눈 녹는 속도를 가속하고 있다는 것이다. 과거의 연구는 가장 큰 강을 통과하는 물의 흐름에만 초점을 맞추고, 특정 시점의 특정 위치에만 국한된 결과를 산출하는 경향이 있었다. 반면 이번 연구에서는 지구촌에 존재하는 거의 모든 강의 '모든 곳을 한꺼번에' 살펴보았다. 다른 과거의 연구만큼 지역적인 정확성을 제공하지는 못하지만 "지금까지 만들어진 강 흐름 지도 중 가장 정확하다"는 지적이다. 조사 결과는 충격적이었다. 일부 강은 1년에 5% 또는 10%씩 급변하는 모습을 보였다. 특히 큰 강에서의 유수량 감소가 심각한 것으로 나타났다. 보고서는 강 하류의 유수량 감소는 인류가 사용할 수 있는 물이 크게 줄어든다는 것을 의미한다고 언급했다. 이는 사람들이 마시고, 농업에 물을 공급하고, 가축을 부양할 담수가 줄어든다는 것을 의미한다. 유수량이 줄어들면 강의 흐름이 느려지고 흙과 작은 바위로 구성된 퇴적물을 움직일 힘이 약해진다. 퇴적물이 하류로 내려오지 못한다는 뜻이다. 퇴적물은 해수면 상승으로부터 육지를 자연적으로 보호해 주는 강 삼각주를 만드는 필수 요소기 때문에 하류에 큰 영향을 미친다. 반면 산악 지역에 있는 대부분의 작은 강 상류는 상황이 달랐다. 전체의 17%가 유수량이 증가한 것으로 나타났다. 그렇다고 이것이 좋은 현상은 아니다. 상류 유수량 증가는 상당 부분 지구 온난화로 인해 얼음과 눈이 더 많이 녹았기 때문이다. 물이 많아져 흐름이 빨라지면 물고기에 영양분을 공급하고 이동을 돕는 등 긍정적인 영향도 있지만, 문제도 생긴다. 흐름이 빨라지면 퇴적물의 급격한 이동으로 히말라야와 같은 지역의 수력 발전 계획에 예상치 못한 장애가 생긴다. 또 홍수를 악화시킬 수도 있다. 연구에 따르면, 35년 동안 상류의 작은 강에서 발생한 대홍수가 42% 증가했다. 기후 변화로 인한 강우량의 폭증이 원인이다. 지난 여름에 파괴적인 홍수를 겪은 미국 동북부 주의 버몬트가 대표적인 예다. 레딩 대학교 수문학 교수인 한나 클로크는 이번 연구는 큰 강은 물론 가장 작은 강까지 광범위하게 조사가 이루어졌다는 점에서 의미가 크다고 강조했다. 클로크 교수는 "치명적인 홍수 중 상당수는 예상할 수 있는 큰 강이 아닌 작거나 마른 강에서 발생하며 그 피해는 더욱 클 수 있다"고 말했다.
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- ESGC
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[기후의 역습(102)] 양쯔강·콩고강 포함, 전 세계 주요 강 유수량 35년간 급감
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[기후의 역습(101)] 아마존의 '끓는 강' 보일링 리버, 가뭄 등 심각한 위협
- 아마존의 보일링 강의 수온이 점점 뜨거워지면서 식물에 악영향을 미치는 것으로 나타났다. 샤나이팀피슈카 또는 라 봄바라고도 불리는 보일링 강(Boiling River)은 이름 그대로 거대한 증기를 뿜는 '끓는 강'으로, 페루 동부와 중부를 흐르며 거대한 아마존 강으로 연결된다. 이 지역은 1930년대 석유 매장지를 찾으려는 화석연료 회사들이 샅샅이 탐사했지만, 보일링 강의 비밀은 과학자들이 지금에 와서야 자세히 밝히고 있다. 그 결과 보일링 강은 지하 깊은 곳의 지열원에 의해 가열된다는 것을 확인했다. 스위스 로잔 연방기술연구소(EPFL)의 식물 생태학 연구원 앨리사 쿨버그 박사는 2022년 미국 마이애미 대학교 라일리 포티에 연구원 및 페루의 연구진과 함께 이곳을 처음 방문했다. 연구진은 정글을 탐험하면서 보일링 강 주변 식물에 대한 탐사를 진행했고 최근 연구 보고서를 발표했으며 BBC가 이를 요약해 전했다. 탐사 결과 보일링 강을 따라 눈에 띄는 변화가 관찰됐다. 포티에에 따르면 숲은 큰 나무가 많지 않은 상태에서 무질서했으며 더 건조해졌고 잎은 더 바삭바삭 말랐다. 이는 기후 변화가 아마존을 어떻게 변화시킬 수 있는지를 보여주는 증거다. 지구 온난화로 인해 평균 기온이 높아졌기 때문에 일어난 결과라는 것이다. 보일링 강은 기후 변화에 기인한 밝지 않은 미래를 엿볼 수 있는 일종의 자연 실험이었다. 최근 발표된 연구 논문에서 포티에와 쿨버그 연구진은 강 구간을 따라 배치된 13개의 온도 측정 장치를 사용, 보일링 강 근처의 1년치 기온 판독값을 추적했다. 연평균 기온은 시원한 지역에서 섭씨 24~25도, 가장 따뜻한 지역에서 섭씨 28~29도로 다양하게 나타났다. 강을 따라 가장 더운 몇몇 지역에서 기록된 최고 기온은 섭씨 45도에 가까웠다. 팀은 강줄기를 따라 기온의 차이와 함께 어떤 식물 종이 존재하는지도 분석했다. 기온과 서식 식물 종은 중요한 상관관계를 갖고 있었다. 강이 뜨거운 곳에서는 식물의 밀도가 낮았고, 일부 종은 전혀 발견되지 않았다. 강의 하층에는 식물이 훨씬 적었다. 매우 찌는 습한 날씨에도 불구하고 초목은 훨씬 더 건조했다. 지구 온난화로 이 지역이 더 뜨거워지면 이런 현상이 가속돼 식물 생태계에 치명적인 영향을 미칠 것이라는 분석이다. 예컨대 최대 50m 높이까지 자랄 수 있는 큰 상록수는 강의 가장 뜨거운 부근에서 생존의 어려움을 겪었다. 전반적으로 더위는 생물 다양성에 부정적인 영향을 미치는 것으로 보였다. 고온에 내성이 강한 식물 종은 당연히 뜨거운 지역에서 더 흔하게 나타났는데, 이 지역에서는 매우 짧은 거리 안에서도 그런 현상이 나타나는 특이한 양태를 보였다. 연구 지역의 전체 길이는 2km를 넘지 않았는데, 온도가 일정 지점에 도달하자마자 식물은 거의 즉시 반응하는 것으로 나타났다. 기후 변화로 인한 이런 결과는 토착민에게 약영향을 끼칠 수 있다는 점에서 우려된다는 지적이다. 아마존의 원주민 집단은 이미 홍수와 가뭄 등 심각한 기상 위협에 직면해 있으며, 기후 변화로 인해 악화되고 있다. 브리스톨 대학교의 로돌포 노브레가 교수는 아마존의 더 높은 온도는 그곳에 서식하는 많은 식물의 기능 자체를 위협할 수 있다면서 보일링 강이 이를 완벽하게 보여준다고 강조했다. 노브레가는 "물이 있어도 기온이 상승하면 식물의 광합성 능력이 감소한다. 식물은 주변에 물이 있어도 기온 때문에 스트레스를 받는다"고 지적했다. 보일링 강의 기온 상승이 생물 다양성과 식물 성장에 어떤 영향을 미칠 수 있는지는 암시하지만, 거대한 아마존의 규모를 감안하면 이는 열대 우림의 미래를 정확히 반영하지는 않을 수 있다. 아마존 강은 브라질, 페루, 볼리비아, 콜롬비아, 해외 프랑스 영토인 프랑스령 기아나를 포함한 9개국에 걸쳐 흐르며 총 유역 면적은 670만㎢를 넘는다. 2023년에 발표된 글로벌 전환점에 대한 보고서는 아마존 열대 우림이 곧 정글보다는 사바나에 가까운 훨씬 더 건조한 곳으로 변할 위험이 있다고 지적했다. 보일링 강에 대한 연구는 아마존이 마주한 새로운 환경에서 어떤 식물 종이 생존할 가능성이 가장 높은지를 추론할 수 있다. 특정 식물이 보일링 강의 극한 환경에 대처할 수 있다면, 넓은 열대 우림의 어느 지역을 보호할 수 있는지를 결정하는 데 도움이 된다. 회복력이 강한 식물 종으로 구성된 숲에서 미세 기후를 유지하는 것도 가능하다. 연구팀은 아마존을 보호하는 것은 숲 자체를 넘어 인류를 보호하는 최고의 방법이라고 지적했다. 열대 우림이 사라지는 치명적인 임계점에 도달하면 전 세계가 피해를 입게 된다. 숲이 없어지면 많은 탄소가 대기로 올라가 기후에 영향을 미치고 이는 지역적인 문제를 넘어 전 세계를 위협한다. 연구팀은 보일링 강의 변화는 단순히 미래를 엿보는 것이 아니라 일종의 경고라고 강조했다.
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- ESGC
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[기후의 역습(101)] 아마존의 '끓는 강' 보일링 리버, 가뭄 등 심각한 위협
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[신소재 신기술(140)] 일본 연구진, 햇빛·물로 수소 연료생산하는 새로운 개념 반응기 시연
- 일본 연구진이 햇빛과 물을 이용해 재생 가능한 수소 연료를 생산할 수 있는 새로운 개념 증명 반응기를 시연했다. 특수 광촉매를 이용하는 이 기술은 저렴하고 풍부하며 지속 가능한 수소 연료 생산에 기여할 것으로 기대된다고 라이브사이언스, 인터레스팅엔지니어링등 다수 외신이 전했다. 현재 수소는 대부분 천연 가스에서 추출되기 때문에 화석 연료 의존도를 낮추는 데 한계가 있다. 하지만 이번에 개발된 기술은 햇빛을 이용해 수소를 생산할 수 있어, 향후 수소 에너지 시대를 앞당기는 데 중요한 역할을 할 것으로 전망된다. 새로운 100㎡(1076제곱피트) 규모의 반응기는 광촉매 시트를 사용하여 물 분자에 있는 산소와 수소 원자를 분리하고, 이를 통해 수소를 추출해 연료로 사용한다. 신슈대학교의 카즈나리 도멘 교수 연구팀은 이번 연구 결과를 국제 학술지 '프론티어스 인 사이언스'에 발표했다. 도멘 교수는 "광촉매를 이용한 햇빛 기반 물 분해는 태양 에너지를 화학 에너지로 변환하고 저장하는 이상적인 기술"이라며 "최근 광촉매 소재 및 시스템의 발전으로 실현 가능성이 높아졌지만, 여전히 많은 과제가 남아 있다"고 밝혔다. 이 기술의 핵심 원리는 물을 산소와 수소로 분해하는 것이다. 간단해보이지만 이는 에너지 집약적인 과정이며, 특수광촉매가 필요하다. 광촉매는 빛에 노출되면 물을 구성 요소로 분해하는 화학 반응을 촉진한다. 이러한 개념은 새로운 것이 아니지만 기존의 '1단계' 광촉매는 효율이 낮고 태양 에너지-수소 전환율이 미미했다. 연구팀은 '2단계'로 구성된 더 효율적인 물 분해 과정을 선택했다. 이 시스템에는 하나의 광촉매가 첫단계에서는 물에서 산소를 분리하고 다음 단계에서는 수소를 제거한다. 팀은 이 과정을 위한 광촉매를 개발함으로써 3년 동안 작동한 시제품 반응기를 제작할 수 있었고, 연구실에서 사용하는 자외선보다 실제 햇빛을 사용했을 때 더 잘 작동하는 것을 확인했다. 연구팀의 하사토미 타카시 박사는 "태양 에너지 변환 기술은 밤이나 악천후에서는 작동할 수 없지만, 햇빛 에너지를 연료의 화학 에너지로 저장하면 언제 어디서근 사용할 수 있다"고 설명했다. 팀은 100㎡ 규모의 반응기를 3년간 운영해 개념 증명에 성공했다. 이 반응기는 실제 햇빛에서 실험실 조건보다 더 나은 성능을 보였다. 하사토미 박사는 "자외선에서 반응하는 광촉매를 사용하는 우리 시스템에서 태양 에너지 변환 효율은 자연광에서 약 1.5배 높았다"고 설명했다. 그러나 현재 시뮬레이션된 햇빛에서의 효율은 최대 1%이며 자연광에서는 5% 효율에 도달하지 못하는 한계가 있었다. 연구팀은 5% 효율 장벽을 깨기 위해 더 많은 연구자들이 더 효율적인 광촉매를 개발하고 더 큰 실험 반응기를 구축해야 한다고 강조했다. 아직 초기 단계인 이 기술이 상용화되면 수소 에너지 생산 비용을 낮추고, 친환경 에너지 구축에 크게 기여할 것으로 예상된다.
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[신소재 신기술(140)] 일본 연구진, 햇빛·물로 수소 연료생산하는 새로운 개념 반응기 시연
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산유국 반발로 세계 플라스틱 협약 결렬
- 2년 이상 끌어온 플라스틱 협약 체결이 결국 결렬됐다. 산유국을 중심으로 한 반발의 벽을 넘지 못했다고 BBC가 전했다. 200개국 이상이 부산에서 마지막 회담을 위해 모였지만 합의를 도출하는 데 실패함으로써, 협약의 향방은 매우 불투명해졌다. 부산에서는 플라스틱의 단계적 폐지를 요구하는 100여 개국과, 플라스틱의 폐지는 세계 발전에 악영향을 미칠 것이라고 경고하는 산유국 사이에 치열한 갈등과 논쟁이 벌어졌다. 쿠웨이트 협상단은 마지막 몇 시간 동안 "이 협약의 목적은 플라스틱 자체가 아니라 플라스틱 오염을 종식시키는 것이다. 플라스틱은 전 세계 사회에 엄청난 이익을 가져다주었다"고 주장했다. 지난 2022년 세계 각국은 플라스틱 오염 문제, 특히 해양 환경에 미치는 영향을 해결하기 위한 글로벌 조약이 필요하다는 데 동의했으며, 문제의 시급성을 감안해 2년 안에 완료되어야 한다고 합의했다. 유엔은 1950년 이후 전 세계적으로 80억 톤 이상의 플라스틱이 생산되었지만 재활용된 플라스틱은 10%도 되지 않는다고 추산한다. 이로 인해 수백만 톤의 플라스틱이 전 세계 바다로 유입돼 야생 동물과 환경에 심각한 위험을 초래했다. 새, 물고기, 고래는 플라스틱 파편에 얽히거나 섭취하면 죽을 수 있다. 플라스틱은 화석 연료에서 생산되며, 현재 전 세계 배출량의 5%를 차지한다. 따라서 플라스틱을 제한하려는 노력은 기후 변화에 대처하려는 노력에도 보탬이 된다. 부산에서 열린 마지막 5차 협상 이후 참가한 국가 대표단은 의견 차이를 좁히지 못했으며, 결국 2년이라는 시한을 놓치고 말았다. 많은 문제가 논의됐지만, 주요 의견 차이는 제6조에 관한 것이었다. 즉, 플라스틱 생산량을 줄이겠다는 약속을 해야 하는지, 아니면 재활용 노력을 늘려 플라스틱 폐기물을 줄여야 하는지에 대한 것이었다. 영국, 유럽연합, 아프리카 그룹, 그리고 많은 남미 국가를 포함한 95개국은 제6조를 플라스틱 생산을 줄이기 위한 법적 구속력이 있는 서약으로 규정할 것을 요구했다. 그러나 사우디아라비아, 이란, 쿠웨이트, 러시아를 포함한 석유 생산국 그룹은 강력하게 반발했다. 각국이 전기자동차와 같은 청정 기술로 전환함에 따라 대부분의 부문에서 석유 수요는 2026년부터 감소할 것으로 예상되지만, 플라스틱은 남은 성장 시장 중 하나로 여겨진다. 이것이 플라스틱 생산을 줄이자는 글로벌 목표에 대해 우려하는 이유다. 플라스틱을 단계적으로 폐지하려는 시도는 세계적 경제 발전을 저해하고 불평등을 심화시킬 위험이 높다는 것이다. 인도 역시 자국의 개발권에 영향을 미칠 수 있다는 이유로 플라스틱 생산 감축에 대한 우려를 표명하고 반대했다. 환경 단체와 과학자들은 회담이 결렬된 데 대해 깊은 실망감을 표명했으며 화석 연료 산업의 영향에 대한 우려를 제기했다. 싱크탱크인 인플루언스맵(InfluenceMap)은 석유화학 산업이 회사 성명, 소셜 미디어 및 협의 응답을 통해 조약에 수십 번 개입했으며, 그중 93%가 생산 감축 노력을 지지하지 않았다는 것을 발견했다. 보고서는 그러나 유니레버, 마스, 네슬레 등 주요 플라스틱 제품 제조업체가 플라스틱 감축에 대한 일관된 규제를 원하는 긍정적인 지지가 더 중요하다고 강조했다. 네슬레는 이번 회담의 결렬에 대해 "실망스럽게도 모든 국가 간의 합의는 여전히 애매하며, 이로 인해 플라스틱 오염을 종식시키기 위한 중요한 조치를 더욱 지연시키고 있다“고 말했다. 이들 국가는 내년에 다시 모여 합의를 시도할 것으로 예상되지만, 자연 보존 단체인 세계자연기금(WWF)은 협약에 찬성했던 95개국만이라도 조약을 실행해야 한다고 강조했다.
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- 경제
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산유국 반발로 세계 플라스틱 협약 결렬
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인류 진화와 함께 인간의 뇌도 더 빠른 속도로 성장
- 현생 인류, 네안데르탈인, 그리고 우리 인간의 가계도에 있는 다른 친척 종들은 이전 종들보다 훨씬 빠르게 더 큰 뇌를 진화시켰다는 새로운 연구가 발표돼 주목된다. 인간 뇌 진화에 대한 새로운 연구를 통해서라고 PHYS가 전했다. 영국 레딩 대학교, 옥스퍼드 대학교, 더럼 대학교의 연구진은 고대 인류 각각의 종 내에서 뇌의 크기가 종 간의 갑작스러운 도약을 통해서가 아니라 점진적으로 커졌다는 사실을 발견했다. 인간 뇌 진화에 대한 오랜 상식을 뒤집은 이 연구 결과는 미국 국립과학원 회보 최신호에 발표됐다. 연구팀은 700만 년에 걸친 고대 인간 화석의 사상 최대 규모의 데이터 세트를 수집하고, 고급 계산 및 통계적 방법을 사용해 화석 기록에서 나타난 뇌의 격차를 설명했다. 이러한 혁신적인 접근 방식은 시간이 지남에 따라 뇌의 크기가 어떻게 진화했는지에 대한 가장 포괄적인 관점을 제공했다. 연구진의 레딩 대학교의 크리스 벤디티 교수는 "이 연구는 인간의 뇌가 어떻게 진화했는지에 대한 우리의 이해를 완전히 바꾸어 놓았다. 이전에는 최신 컴퓨터 모델의 새로운 업그레이드처럼 종 간에 뇌의 크기가 극적으로 증가한다고 생각했다. 그러나 이번 연구는 수백만 년에 걸쳐 각각의 종 내에서 꾸준하고 점진적인 '소프트웨어 업데이트'가 일어나고 있음을 보여준다"라고 말했다. 이 연구는 네안데르탈인과 같은 일부 종은 변하지 않았고 적응할 수 없었다는 오래된 생각에 이의를 제기하며, 그 대신 점진적이고 지속적인 변화가 뇌 크기 진화의 원동력이라는 점을 강조한다. 연구를 이끈 옥스포드 대학의 토마스 푸셸 박사는 "큰 진화적 변화가 항상 극적인 사건의 발생을 필요로 하는 것은 아니다. 오늘날 우리가 배우고 적응하는 방식과 마찬가지로, 시간이 지남에 따라 작고 점진적인 개선을 통해 이루어질 수 있다“라고 밝혔다. 연구진은 또한 뇌와 신체 사이의 놀라운 패턴도 발견했다. 몸집이 큰 종들은 일반적으로 더 큰 뇌를 가지고 있었지만, 개별 종 내에서 관찰된 변이는 신체 크기와 뇌의 크기는 일관된 상관관계는 없었다. 따라서 수백만 년에 걸친 긴 진화 시간에 걸친 뇌 크기 진화는 개별 종에서 관찰되는 것과는 다른 요인에 의해 형성되며, 이는 뇌 크기에 대한 진화의 복잡성을 보여주고 있다. 레딩 대학교의 조앤나 베이커 박사는 "인간이 왜 그리고 어떻게 큰 뇌를 진화시켰는지는 인류 진화의 핵심 질문이다. 수백만 년에 걸쳐 다양한 종의 뇌와 신체 크기를 연구함으로써, 우리의 특징적인 큰 뇌가 주로 개별 종 내의 점진적인 변화에 의해 생겨났다는 것을 보여준다"라고 말했다.
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인류 진화와 함께 인간의 뇌도 더 빠른 속도로 성장
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[기후의 역습(89)] 나사 슈퍼컴퓨터, 인류 위협하는 탄소 배출량 3D 모델 공개
- 나사(NASA)가 슈퍼컴퓨터를 이용해 데이터를 분석, 인류에게 위협이 되는 기후 변화의 주범인 전 세계 탄소 배출량을 보여주는 3D 모델을 공개했다고 공식 홈페이지를 통해 밝혔다. 메릴랜드주에 소재한 나사 고다드 우주비행센터의 게시글에 따르면, 고다드 산하 기후 시뮬레이션 센터는 3D 모델링 및 애니메이션과 같은 할리우드 영화 제작 도구를 사용해 디스커버(Discover) 슈퍼컴퓨터로 데이터 세트를 분석, 자세하고 정확한 탄소 배출량의 시각화에 성공했다. 이 애니메이션 프로젝트는 슈퍼컴퓨팅 파워와 SVS(고다드 센터의 과학시각화 스튜디오) 장비로 수행됐다. 대량의 데이터를 슈퍼컴퓨터로 분석하고, 이를 SVS에서 애니메이션과 같은 시각화 데이터로 변환해 일반인들도 쉽게 이해할 수 있도록 한 것이다. 애니메이션 모델은 전 세계 발전소, 대형 화재, 도시 활동의 영향으로 인해 배출돼 지구 대기권으로 진입하는 탄소 배출량을 그림으로 나타낸다. 또 탄소 배출이 대기권의 기류와 다양한 기상 패턴을 통해 지구 전체에 어떻게 퍼져 나가는지도 보여준다. 고다드의 기후 과학자 레슬리 오트는 게시글에서 "정책 입안자와 과학자 모두 탄소가 어디서 배출되는지, 그것이 지구에 어떤 영향을 미치는지를 이해하고자 노력했으며, 결국 3D 애니메이션 모델로 탄생했다"고 말했다. 오트는 "이 모델을 활용하면 탄소 발생이 다양한 기상 패턴을 통해 대기권과 어떻게 상호 연결되어 있는지를 확인할 수 있다"고 부연했다. 3D로 만들어진 탄소 발생 애니메이션을 보면 미국, 남아시아, 중국의 경우 탄소 배출의 대부분은 발전소, 자동차, 트럭, 산업 시설에서 발생한다. 반면 아프리카와 남미에서는 토지 관리, 산림 벌채, 농업을 위한 인위적인 화재, 석유와 석탄 등 화석연료 연소와 관련된 탄소 배출이 주로 이루어진다. 만들어진 탄소 발생 시각 자료는 지구 전역에서 '맥박이 뛰는 것처럼' 동적으로 발생하는 탄소 배출 현황을 역력히 보여준다. 맥박처럼 뛰는 모양은 불꽃이 위아래로 타오르는 것과 함께, 나무와 식물이 광합성을 할 때 탄소가 흡수 및 방출되는 것을 나타낸다. 이 모델은 기후 변화의 악화에 결정적인 영향을 미치는 엄청난 양의 탄소 배출을 보여준다는 점에서 의미가 크다. 탄소 배출량이 많을수록 대기는 더 따뜻해진다. 2023년은 역대 가장 가장 더운 해로 기록됐으며, 지난 10년 모두 역사상 가장 더운 상위 10개 연도였다. 기후 변화에 관한 정부 간 패널(IPCC)에 따르면, 인간 활동은 명백하게 지구 온난화를 일으켰으며, 이로 인해 더 강렬한 열파, 폭풍, 산불, 해수면 상승을 포함한 심각한 기상 이변이 일어나고 있다.
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[기후의 역습(89)] 나사 슈퍼컴퓨터, 인류 위협하는 탄소 배출량 3D 모델 공개
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COP29, 선진국 매년 3천억달러 출연 합의⋯실행가능성 의문
- 제29차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP 29)가 폐막 시한을 이틀 연장해 24일(현지시간) 개발도상국에게 기후변화대책 자금지원과 관련해 선진국이 중심으로 매년 3000억달러(약 421조원)를 내놓기로 합의했다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 지난 1992년 유엔 기후변화협약(UNFCC)에 서명한 197개국 및 유럽연합(EU) 대표들은 24일 아제르바이잔 바쿠에서 열린 29차 총회에서 '신규 기후재원 조성 목표(NCQG)' 합의안을 공개하고 회의를 마쳤다. 지난 11일 시작된 COP 29는 22일 폐막 예정이었으나 재정 문제를 두고 선진국과 개발도상국이 격렬하게 다투면서 난항을 겪었다. 이날 타결된 합의안에 따르면 회원국들은 국제적으로 친환경 정책 실시에 따른 피해 보전과 친환경 전환 촉진 등을 위해 공공·민간 재원을 동원할 계획이다. 이들은 2035년까지 연간 1조3000억달러(약 1827조원)의 재원을 마련하기로 약속했다. 쟁점은 선진국의 부담 비율이었다. UNFCC 출범 당시부터 선진국(부속서Ⅱ)으로 분류된 미국과 캐나다 등 약 20개 국가는 의무적으로 돈을 내야 한다. 이들은 지난 2009년에 2020년까지 연 1000억달러의 재정지원을 약속했다. 해당 조치는 2022년부터 겨우 시행되었으며 이마저도 2025년에 만료될 예정이다. 선진국이 아닌 국가들은 자발적으로 돈을 보탤 수 있다. 한국은 UNFCC 결성 당시부터 선진국 그룹에 포함되지 않아 기후재원 공여 의무가 없으며 1997년 교토의정서에서도 개발도상국으로 분류되었다. 이번 회의에 참석한 134개 개발도상국은 선진국 부담금이 최소 5000억달러는 되어야 한다고 반발했다. 선진국 그룹은 21일 공개된 초안에서 앞으로 선진국 부담금을 연 2500억달러로 제시했다. 기후변화 위협에 직접 노출된 소규모 도서국 및 최빈국(LDC) 그룹은 초안 공개 당시 선진국의 부담이 지나치게 적다며 집단으로 회의장을 떠나기도 했다. 결국 선진국 그룹은 2035년까지 연 3000억달러를 부담하기로 했다. 찬드니 라이나 인도 협상 대표는 "선진국 당사자들이 그들의 책임을 다할 의지가 없다는 것을 분명히 드러낸 결과에 실망했다"고 말했다. 그는 합의안을 '시각적 환상'이라 부르며 유감을 표했다. 아프리카 협상그룹을 대표하는 케냐의 알리 모하메드는 "아프리카에 중요한 문제에 대한 진전이 없는 것에 매우 실망스럽다"고 밝혔다. 나이지리아 특사는 "이건 모욕"이라며 불쾌하다고 강조했다. ▲트럼프 2기 출범에 실행 가능성 불투명 이번 회의는 시작부터 순탄하지 않았다. 올해 COP 29 의장국을 맡은 아제르바이잔은 전체 국내총생산(GDP) 가운데 석유와 천연가스 수출이 64%를 차지하는 국가다. 아제르바이잔의 일함 알리예프 대통령은 12일 기조연설에서 석유와 천연가스가 '신의 선물'이라며 "이들 자원을 시장에 내놓는 것에 대해 비난해선 안 된다, 왜냐하면 시장이 이를 필요로 하기 때문"이라고 강조했다. 미국 뉴욕타임스(NYT)는 올해 러시아가 만장일치 합의 절차를 이용해 자국에 우호적인 국가를 의장국으로 뽑았다고 주장했다. 아울러 올해 GOP 29는 주요20개국(G20) 정상 회의 등 다른 국제 행사와 일정이 겹쳤다. 조 바이든 미국 대통령, 시진핑 중국 국가 주석을 비롯해 주요 정상들이 불참했으며 주요7개국(G7) 정상 가운데 영국과 이탈리아 정상들만 바쿠에 도착했다. 올해 회의 참석 인원은 약 4만명 수준으로 전년의 절반에도 못 미쳤다. NYT 이번 합의가 취약하다며 "법적 구속력은 없고 주로 외교적 압력에 의해 운영되는 합의"라고 주장했다. 합의안에는 재원 목표 금액만 나왔을 뿐 구체적인 조달 방법이 없었다. 바이든 미국대통령은 이번 합의에 성명을 내고 "어떤 사람들은 미국과 전세계에서 진행 중인 청정에너지 혁명을 부정하거나 지연시키려 할지 몰라도, 아무도 그것을 뒤집을 수 없다"고 주장했다. 그러나 외신들은 내년 1월에 2번째 취임식을 여는 도널드 트럼프 미국 대통령 당선인을 걱정하고 있다. 화석연료에 우호적인 그는 지난 2017년 1기 정부 출범과 동시에 탄소 배출을 제한하는 '파리기후변화협약(파리 협정)'에서 탈퇴했다. 바이든 대통령은 2021년 취임과 동시에 협약 복귀를 선언했지만 미국 매체들은 트럼프가 2기 정부 출범 직후에 다시 협약에서 탈퇴한다고 내다봤다. 한편 COP 29 회원국들은 이번 회의에서 파리 협정에서 승인은 했지만 시행 규정이 없었던 국제 탄소배출권 거래 시장을 두고 관련 규정에 합의했다. 다음 회의는 내년 11월 브라질 벨렝에서 열릴 예정이다.
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COP29, 선진국 매년 3천억달러 출연 합의⋯실행가능성 의문
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[기후의 역습(88)] 영장류 권위자 제인 구달 "여섯 번째 대멸종이 목전에 있다" 경고
- 제인 구달(Jane Goodall). 그녀는 세계적으로 유명한 저명 영장류학자이자 환경보호론자다. 현재 90세인 구달 박사는 여전히 탐사를 위한 여행을 하고 있다. BBC와의 이 인터뷰도 여행 중에 진행한 것이다. 그 뒤 베를린, 다음에는 제네바로 간다고 한다. BBC와의 인터뷰에서 구달 박사는 이번 여행은 환경에 대한 위험과 몇 가지 치유법에 대해 이야기하기 위함이라고 말했다. 인터뷰에서 구달 박사는 그녀의 이름을 딴 재단이자 비영리 기술 회사인 에코시아(Ecosia)가 우간다에서 수행하고 있는 나무 심기 및 서식지 복원 임무를 소개했다. 지난 5년 동안 지역 사회와 소규모 농부의 도움으로 이 조직은 거의 200만 그루의 나무를 심었다. 구달 박사는 이 자리에서 "우리는 여섯 번째 대멸종의 한가운데에 있다"고 경고했다. 그러면서 "자연을 복원하고 기존 숲을 보호하기 위해 할 수 있는 일이 급선무"라고 강조했다. 이 프로젝트의 주목적은 우간다에서 5000마리 침팬지의 생존을 위협받는 서식지를 복원하는 것이다. 그녀는 수십 년 동안 영장류를 보호하기 위해 연구하고 캠페인을 벌였다. 동시에 산림 벌채가 우리 기후에 미치는 위협을 강조한다. 나무는 지구 기후를 위협하는 이산화탄소를 흡수하는 소중한 존재다. 아제르바이잔 바쿠에서 개최된 COP29(유엔 기후변화협약 당사국총회)와 맞물려 구달 박사는 "지구 온난화를 늦추기 위한 조치를 취하는 것이 그 어느 때보다 시급하다"고 지적했다. "기후 변화와 생물 다양성 손실을 늦출 시간은 끝나가고 있다"는 것이다. 그녀는 침팬지를 연구하기 시작한 탄자니아의 숲에서 60년 전에는 우기와 건기에 따라 일정을 정할 수 있었지만 지금은 건기에 비가 내리고 우기에는 오히려 건조하다고 말했다. 나무가 잘못된 시기에 열매를 맺는다는 의미이다. 이는 침팬지와 곤충, 새의 생태계를 위협한다. 수십 년 동안 그녀는 야생 침팬지의 주요 서식지인 아프리카 전역에서 숲이 파괴되는 것을 보았다. 그리고 침팬지 수가 감소하는 것도 목격했다. 그녀는 "환경에 엄격한 규제를 부과하지 않고 화석 연료에서 빠르게 벗어나지 않는다면, 산업 농업을 중단하지 않는다면, 결국 환경을 파괴하고 토양을 죽이고 생물 다양성에 파괴적인 영향을 미칠 것이며 궁극적으로 미래는 파멸할 것"이라고 경고했다. 구달 박사는 탄자니아에서 침팬지를 관찰하고 연구하기 시작한 선구자였다. 그녀는 침팬지가 도구를 만들고 사용하는 것을 목격하고 기록한 최초의 전문가였다. 영장류는 흰개미를 낚기 위해 막대기를 사용했다. 그녀가 관찰하기 전까지 이는 인간에게만 있는 특성으로 여겨졌다. 또한 그녀는 동물들이 강한 가족적 유대감을 형성하고 심지어 영토를 놓고 전쟁을 벌인다는 것도 밝혔다. 구달 박사는 거의 전 생애를 침팬지를 비롯한 영장류 연구에 바쳤다. 올해 90세가 된 지금도 그 속도를 늦추지 않고 있다. 그녀는 이를 우리의 다음 세대 미래를 위한 것이라고 해명한다. 그러면서 단호하게 환경 법률에 대해 더욱 강경해야 한다고 강조한다. 구달 박사는 "우리에게는 환경을 되돌릴 시간이 남아있지 않다. 환경을 파괴하는 너무 많은 잘못을 저질렀다"면서, 여섯 번째 대멸종의 위기를 재삼 경고했다.
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[기후의 역습(88)] 영장류 권위자 제인 구달 "여섯 번째 대멸종이 목전에 있다" 경고
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[신소재 신기술(134)] UC 버클리, '뜨거운 이산화탄소 가스 포집' 획기적 기술 개발
- 산업 공정에서 발생하는 뜨거운 이산화탄소를 포집할 수 있는 혁신적인 기술이 개발됐다. 시멘트나 강철을 생산하는 산업 플랜트는 강력한 온실가스인 이산화탄소를 대량으로 배출하지만, 배기가스가 너무 뜨거워 최첨단 탄소 제거 기술을 사용할 수 없다. 배기가스를 냉각하려면 많은 에너지와 물이 필요하며, 이는 일부 가장 오염이 심한 산업에서 이산화탄소 포집 기술을 도입하는 장벽으로 작용한다. 그런데 UC 버클리의 화학자 연구진이 스펀지처럼 작용해 산업 배기가스와 비슷한 높은 온도에서 이산화탄소를 포집할 수 있는 소재를 발했다. UC 버클리 공식 홈페이지에 따르면, 발견된 소재는 금속-유기 프레임워크(MOF)의 일종으로, 사이언스 저널에 게재됐다. 발전 또는 산업 플랜트 배기가스에서 탄소를 포집하는 주요 방법은 액체 아민을 사용하여 이산화탄소를 흡수하는 것이다. 그러나 이 방법은 섭씨 40~60도 사이에서만 효율적으로 작동한다. 시멘트 제조 및 제강 공장은 200도를 넘는 배기가스를 생성하고 일부 산업 배기가스는 500도에 달한다. 아민이 추가된 MOF 하위 분류를 포함해 현재 시범 운영 중인 새로운 소재는 150도 이상의 온도에서는 분해되거나 덜 효율적이다. 이렇게 뜨거운 이산화탄소를 가져와 기존의 탄소 포집 기술을 적용하려면 적절한 온도로 냉각해야 하고, 비싼 인프라가 필요하다. 이번 연구를 진행한 UC 버클리 커티스 카쉬 박사는 "우리 기술이 탄소 포집 방식을 근본적으로 바꿀 수 있을 것"이라며 "개발된 MOF가 전례 없이 높은 온도에서 이산화탄소를 포집할 수 있다는 것이 입증됐다. 과거의 다공성 소재로는 불가능했던 것"이라고 설명했다. 아민 기반 탄소 포집에 대한 일반 연구에서 벗어나 고온에서도 작동하는 MOF의 새로운 매커니즘을 수립했다는 것이다. 개발된 소재는 다공성 결정질 금속 이온 및 유기 링커 배열을 특징으로 하며, 내부 면적은 스푼당 약 6개의 축구장 크기에 달해 이산화탄소를 흡착하기에 충분히 넓은 면적이다. 연구진은 시뮬레이션에서 새로운 MOF가 평균 20%~30%의 이산화탄소 농도를 보이는 시멘트 및 철강 제조 플랜트의 배출가스와 약 4% 농도의 이산화탄소를 포함한 천연가스 발전소의 배출가스에서 뜨거운 이산화탄소를 포집할 수 있음을 보여주었다. 포집된 이산화탄소를 지하에 저장하거나 연료 또는 기타 부가가치 화학 물질을 만드는 데 사용하는 것은 온실가스를 줄이는 핵심 전략이다. 지구 온난화와 기후 변화에 대응하는 유력한 솔루션으로 각광받고 있다. 재생 에너지 발전과 달리 화석연료를 주로 사용하는 산업 플랜트는 지속 가능성을 확보하는 것이 더욱 어렵기 때문에 이산화탄소 포집이 매우 중요하다. 아민 기반 흡착제는 수십 년 동안 탄소 포집 연구의 초점이었다. MOF는 원래 독일 아우크스부르크 대학교의 연구진이 발견했다. MOF가 이산화탄소로 채워지면 이산화탄소의 분압을 낮추어 제거하거나 탈착할 수 있다. MOF는 재사용한다. 연구진은 MOF를 변형해 다른 가스를 흡착할 수 있는지 추가 확인 작업에 나서고 있다. 이 소재가 더 많은 이산화탄소를 흡착할 수 있도록 기능 개선도 진행하고 있다.
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[신소재 신기술(134)] UC 버클리, '뜨거운 이산화탄소 가스 포집' 획기적 기술 개발
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미국, 원자로 용량 3배 증설 계획 발표…트럼프, 실행할까?
- 미국이 원자력 발전량을 대규모로 늘리기 위한 새로운 로드맵을 공개했다. 바이든 행정부가 이 같은 계획을 공개했는데, 도널드 트럼프 대통령 당선자가 백악관에 입성해 이 계획을 실행할지는 알 수 없다. 그럼에도 불구하고 원자력 발전은 양당의 큰 지지를 얻었으며, 거대 기술 기업도 환영하고 있다고 더버지가 전했다. 현재 원자력 에너지는 미국 전체 발전의 약 20%를 차지한다. 이는 미국이 풍력 및 태양광 등 재생 에너지 발전량과 거의 같다. 나머지 60%는 화석 연료에서 나온다. 이를 감안하면, 원자력 발전은 탄소 배출이 없는 전력의 거의 절반을 차지한다. 연료봉용 우라늄 채굴과 핵 발전소의 방사성 폐기물에 대한 환경적 우려는 여전히 크다. 그러나 원자력은 온실가스를 배출하지 않고 전기를 생산하기 때문에 일부 환경 단체와 바이든 행정부의 지지를 얻었다. 또 풍력과 태양광 발전이 변동할 때, 이를 대체할 수 있는 안정적인 에너지 공급으로 여겨진다. 미국은 작년에 전 세계적으로 재생 에너지 용량을 3배로 늘리겠다는 국제적 공약에 동참했다. 백악관은 2050년까지 200GW의 새로운 원자력 에너지 용량을 증설한다는 목표를 제시했는데, 이는 미국이 2020년에 보유한 용량의 최소 3배에 해당한다. 2035년까지 35GW의 새로운 용량을 증설하는 것으로 시작해 2040년까지 매년 15GW를 추가한다는 중간 목표를 세웠다. 이는 쉬운 일은 아니다. 미국의 원자력 에너지는 노후화된 원자력 발전소에서 나온다. 대부분은 1970년대 또는 1980년대에 건설되었다. 미국 원자로의 평균 수명은 42년이다. 원자력 산업은 펜실베이니아의 쓰리마일아일랜드, 우크라이나의 체르노빌, 일본의 후쿠시마에서 발생한 대형 사고로 인해 오명을 썼다. 그리고 수년 동안 원자력은 더 저렴하고 유연한 전력원, 즉 가스와 경쟁하는 데 어려움을 겪었다. 참고로 15GW는 엄청나게 큰 발전 용량이다. 일반적인 원자력 발전소 1기의 발전 용량이 약 1GW 정도다. 다시 말하면 15GW는 원자력 발전소 15기를 합친 것과 같은 용량이다. 또다른 예를 들면 1GW는 약 75만 가구에 전력을 공급할 수 있는 용량이다. 15GW는 약 1125만 가구에 전력을 공급할 수 있는 양으로 도시 하나에 전력을 공급하고도 남을 규모다. 수십 년 만에 미국에서 새로 건설된 최초의 원자로인 조지아주의 보글(Vogtle) 3호기 원자로는 2023년 가동에 들어갔다. 당초 예정일을 7년 넘겼고 예산은 170억 달러 초과했다. 같은 부지에 있는 또 다른 새로운 원자로는 올해 4월에 가동을 시작했다. 이 원자로의 건설은 2009년에 시작됐다. 대규모 원자력 발전소를 건설하는 것은 높은 비용으로 인해 대단히 어렵다. 이로 인해 원자력 산업의 성장은 제한적이었다. 업계의 해결책은 소형 모듈형 원자로(SMR)라고 하는 차세대 기술을 개발하는 것이었다. 이 첨단 원자로는 기존 원자력 발전소의 약 10~25%의 크기이므로 비용이 저렴하고 건설도 쉽다. 원자력 발전 목표를 달성하기 위한 바이든 행정부의 로드맵은 크고 작은 새로운 원자로를 건설할 것을 요구하고 있다. 또 오래된 원자로의 수명을 연장하고 퇴역한 원자로를 재가동하기 위한 면허 갱신을 주장한다. 특히 빅테크는 올해 원자력 에너지를 구매하고 첨단 원자로 개발을 지원하기 위한 새로운 계약을 잇따라 체결하면서 원자력 산업에 힘을 실어주고 있다. 마이크로소프트는 9월에 쓰리마일아일랜드의 원자로를 재가동할 수 있는 전력 구매 계약을 체결했다. AWS는 3월에 펜실베이니아주에 있는 원자력 발전 데이터 센터 캠퍼스를 매입했다. 지난달 아마존은 워싱턴주와 버지니아에서 SMR을 개발하는 3건의 추가 계약을 발표했다. 한편 구글은 10월에 2030~2035년 사이에 건설될 SMR로부터 전기를 구매할 계획이라고 발표했다. 트럼프는 바이든 행정부의 온실가스 감축 노력을 무산시키려 할 것으로 예상된다. 그러나 그는 과거 원자력 에너지에 대해서는 덜 적대적이었다. 그의 어젠다47은 "원자력 규제 위원회를 현대화하고, 기존 원자력 발전소를 계속 가동하며, 혁신적인 SMR에 투자함으로써 원자력 에너지 생산을 지원할 것"이라고 말한다. 다만 트럼프가 다시 취임하면 무슨 일이든 일어날 수 있다. 그는 10월 25일 조 로건과의 인터뷰에서 핵 르네상스에 대해 의심을 표명하며 "핵에는 다소의 위험이 있다"고 말했다. 그는 기후 변화로 인한 위험을 무시하는 태도를 보였다. 그는 로건에게 "오늘날 세계에서 가장 큰 문제는 지구 온난화가 아니라 핵 온난화다"라고 말했다.
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미국, 원자로 용량 3배 증설 계획 발표…트럼프, 실행할까?
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[기후의 역습(86)] 셸, 네덜란드 기후 소송 항소심 승소
- 네덜란드 항소 법원은 “글로벌 에너지 그룹 셸(Shell)이 2030년까지 지구 온난화를 일으키는 오염을 급격하게 줄일 의무는 없다”고 판결했다. 이는 에너지 회사들이 화석 연료에서 벗어나도록 하려는 환경 운동가들의 노력에 찬물을 끼얹었다고 CNN 등 외신이 전했다. 아제르바이잔 수도 바쿠에서 COP29 연례 기후 회담이 진행되는 가운데 내려진 이 판결은 영국의 석유 및 가스 거대 기업 셸에 대한 급격한 탄소 배출 감축을 명령한 이전 판결을 뒤집은 것이다. 셸의 CEO 와엘 사완은 "법원의 결정을 환영한다. 이는 글로벌 에너지 전환은 물론 네덜란드와 회사를 위한 올바른 결정“이라고 말했다. 셸은 2030년까지 탄소 배출량을 2019년 수준에서 45% 줄이도록 명령한 2021년의 판결에 불복해 항소했다. 여기에는 자체 운영 및 판매하는 에너지 제품에서 발생하는 배출이 모두 포함됐다. 헤이그 항소법원은 셸이 위험한 기후 변화로부터 지구를 보호하기 위해 탄소 배출을 제한해야 할 의무는 있다고 판결하면서도, 셸과 같은 개별 회사가 준수해야 할 구체적인 감축 비율에 대한 합의는 충분하지 않다고 밝히고 이전 판결을 기각했다. 판결에서 법원은 셸이 이미 자체 운영에서 발생하는 배출량을 줄이기 위해 노력하고 있으며, 여기에 더해 자사 제품 사용으로 인한 훨씬 더 많은 배출을 줄이라고 강요하는 것은 효과적이지 않다고 언급했다. 셸을 상대로 소송을 제기한 글로벌 환경운동단체 '지구의 벗(Friends of the Earth)' 네덜란드는 판결에 큰 실망감을 표했다. 도날드 폴스 이사는 "결과는 아프다"면서도 "그래도 판결에서 몇 가지 긍정적인 점은 있었다"고 평가했다. 대표적인 것은 법원이 기업에 대해 기후 변화로 인한 인권 침해에 대해 책임이 있다고 확언했다는 점이다. 판결은 또 800개가 넘는 화석 연료 프로젝트(셸의 파이프라인)가 인권 원칙에 따라 행동해야 할 책임과 모순된다고도 밝혔다. 이는 모두 미래의 법정 사건에서 활용될 수 있는 중요한 법적 판결이다. 폴스는 내용을 점검한 후 판결에 불복해 네덜란드 대법원에 항소할지의 여부를 결정할 것이라고 말했다. 셸에게 탄소 배출을 줄이라는 초기 판결에도 불구하고, 셸은 재정적 수익을 늘리기 위해 실제로 기후 목표 중 일부를 축소했다. 올해 초, 셸은 2016년 대비 2030년까지 에너지 제품의 순 탄소 집약도를 15~20% 줄이는 것을 목표로 한다고 밝혔다. 과거에는 20% 감축을 목표로 했었다. 또한 2035년까지 순 탄소 강도를 절반으로 줄이겠다는 목표도 철회했다. 동시에 셸은 2030년까지 자체 운영에서 배출량을 절반으로 줄이고 2050년까지 순 제로 배출 에너지 사업이 되겠다고 약속했다. 셸은 청정에너지보다 화석 연료에 훨씬 더 많은 투자를 계속하고 있다. 지난해에는 저탄소 에너지에 56억 달러를 투자했는데, 이는 총자본 지출의 23%에 해당한다. 이에 비해 석유 및 가스 사업에 160억 달러 이상을 투자했다. 지구의 벗 네덜란드에 따르면, 셸은 전 세계 온실 가스 배출량의 3%를 차지하는데, 이는 대부분의 국가가 개별적으로 배출하는 배출량보다 많다. 폴스는 이번 판결이 COP29에 미치는 영향에 대해 "국제 기후 협약이 대규모 오염 기업을 제외한다면 기후 변화에 대처하는 데 효과가 없을 것"이라고 우려했다. 그는 파리 협정이 체결된 2015년 이후 약 50개 기업이 전 세계 탄소 오염의 80%를 차지했다고 지적했다. 주주총회를 통해 에너지 대기업의 탄소 배출을 줄이고자 하는 단체인 '팔로우 디스(Follow This)'는 이번 판결로 투자자들의 석유 대기업 개혁에 대한 책임이 더욱 무거워졌다면서 "법원의 결정은 기후 위기에 맞서는 싸움에서 크게 후퇴한 것"이라고 비판했다.
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[기후의 역습(86)] 셸, 네덜란드 기후 소송 항소심 승소
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[기후의 역습(84)] 기후 변화로 바다 독성 점점 더 강해져
- 지구 온난화로 바다의 독성이 점점 더 강해지고 있는 것으로 나타났다. 바다는 따뜻해지고 산성화되면서 산소를 잃고 있다. 이는 기후 변화의 잘 알려진 결과물이다. 이러한 변화가 해양 환경의 오염 물질에 영향을 미쳐 바다 독성을 더욱 강화시키고 있다는 연구 결과가 나와 주목된다고 사이테크데일 리가 전했다. 새로운 연구는 바다의 미량 오염 물질과 기후 변화의 상호작용을 조사한 것이다. 그 결과는 네이처의 지구와 환경 저널(Communications Earth & Environment)에 게재됐다. 기후 변화를 이끄는 많은 오염 물질이 바다로 방출되고 있다. 연구를 주도한 지오마르 헬름홀츠 해양연구센터(GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel)의 해양 화학자 레베카 지톤 박사는 "바다의 미량 원소가 기후 변화의 영향을 어떻게 받는가를 이해하고 싶었다. 지금까지 이에 대한 연구는 거의 이뤄지지 않았다. 연구진은 인간이 유발한 원인과 자연적인 원인 두가지를 모두 조사했다"고 설명했다. 납, 수은, 카드뮴과 같은 금속은 산업이나 화석연료 연소와 같은 인간 활동을 통해서만 바다에 유입되는 것이 아니다. 기후 변화로 인해 자연적인 공급원도 변화하고 있다. 해수면 상승, 강 범람 또는 고갈, 해빙과 빙하 용융 등 모든 과정이 오염 물질 흐름을 촉진시키고 있다. 이 연구는 해양 환경 보호의 과학적 측면에 대한 유엔 공동 전문가 그룹(GESAMP)의 실무 그룹 분석 결과를 요약한 것으로, 해양의 금속 오염 물질에 초점을 맞추고 있다. 이 실무 그룹은 모나코 국제원자력기구(IAEA)의 해양 환경 연구실 전 책임자이자 GEOMAR의 해양 광물 자원 교수 실비아 샌더 박사가 시작했다. 알프레드 베게너 연구소, 헬름홀츠 극지 및 해양 연구 센터(AWI)의 크리스토프 뵐커도 참여했다. 샌더 박사는 "실무 그룹은 기후 변화와 온실가스가 해양 오염 물질에 미치는 영향에 초점을 맞췄다"며 북극 해역의 수은 농도 상승을 예로 들었다. 빙하가 녹고 영구 동토층이 해빙되고 해안이 침식하는 등 자연 공급에 의한 수은 방출 때문에 일어난 현상이다. 전통적인 어업에 의존하는 지역 사회에 특히 위협이 되는데, 수은이 먹이 사슬에 축적되어 오염된 생선을 섭취하기 때문이다. 샌더 교수는 "인간 활동으로 인해 납과 같은 독성 금속의 전 세계 유입량은 산업화 이전 수준에 비해 10배, 수은은 3~7배 증가했다"라고 말하며 "은과 같은 독성 원소는 석탄 연소와 항균 제품에서 은 나노입자의 사용이 증가함에 따라 해안 해역에서 점점 더 많이 검출되고 있다"고 우려했다. 또 해양 운송과 플라스틱 사용도 중금속 확산에 기여한다. 플라스틱은 물에서 구리, 아연, 납과 같은 금속과 결합할 수 있다. 결합된 오염 물질은 또한 먹이 사슬로 유입될 수 있다. 미래에는 해양 개발이 증가함에 따라 인간의 중금속 오염이 더욱 증가할 수 있다. 해수 온도 상승, 해양 산성화, 산소 고갈과 같은 기후 변화는 다양한 방식으로 미량 원소에 영향을 미친다. 수온이 높아질수록 수은과 같은 미량 원소의 해양 생물에 의한 생체 이용과 흡수가 증가한다. 이는 높은 온도가 신진대사를 촉진하고, 산소 용해도를 감소시키며, 아가미 환기를 증가시켜 더 많은 금속이 생체에 들어가 체내에 축적되기 때문이다. 바다는 인간이 방출하는 이산화탄소의 대부분을 흡수한다. 이 때문에 더 산성화되어 pH 수준이 떨어진다. 이는 구리, 아연 또는 철과 같은 금속의 용해도와 생체 이용률을 증가시킨다. 이 효과는 특히 구리에서 두드러지는데, 구리는 고농도에서 많은 해양 생물에 강한 독성을 일으킨다. 특히 해안 지역과 해저에서 산소가 고갈되면서 미량 원소의 독성 효과가 커진다. 이는 홍합, 게 및 기타 갑각류와 같이 해저에 서식하는 생물체에 스트레스를 준다. 인간 활동은 두 가지 방식으로 해안 지역의 오염 물질의 양에 영향을 미친다. 직접적으로는 오염 물질을 곧바로 방출하는 것이고, 간접적으로는 인간이 유발한 기후 변화가 자연에 미치는 영향을 통해서다. 연구는 그러나 기후 변화가 해양의 오염 물질에 어떤 영향을 미치는지에 대한 데이터가 여전히 부족하다는 사실도 보여준다. 실무 그룹은 오염 물질에 대한 연구를 확대해야 한다고 강조한다. 또한 더 나은 모델과 규제법을 통해 바다에 영향을 미치는 오염 물질에 대한 통제를 강화해야 한다고 권고한다.
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- 포커스온
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[기후의 역습(84)] 기후 변화로 바다 독성 점점 더 강해져
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국제유가, 달러화 강세 등 영향 2거래일째 급락세
- 국제유가는 11일(현지시간) 달러화 강세와 중국 원유수요 감소 우려 등 영향으로 하락했다. 국제유가는 2거래일 연속 하락세다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 뉴욕상업거래소에서 서부텍사스산중질유(WTI) 12월물 가격은 전거래일보다 3.3%(2.34달러) 낮아진 배럴당 68.04달러에 거래를 마쳤다. WTI는 지난 8일(-2.8%)에 이어 또다시 크게 밀리면서 70달러선을 내줬다. 종가 기준으로 지난달 29일 최저치를 기록했다. 북해산 브렌트유 1월물은 런던 ICE선물거래소에서 전장보다 2.8%(2.04달러) 하락한 배럴당 71.83달러에 마감했다. 브렌트유도 지난달 29일 이후 가장 낮은 수준에서 거래를 끝냈다. 국제유가는 이날 장 내내 낙폭을 확대한 끝에 하루 중 저점 부근에서 거래를 마무리했다. 장중 이렇다 할 반등 시도조차 없었다. 미국 공화당이 하원까지 장악하는 '레드 스윕(Red Sweep, 공화당 싹쓸이:트럼프 승리+상·하원 공화당 승리)'이 현실화할 수 있다는 관측 속에 주요 6개 통화에 대한 달러화 가치를 반영하는 달러인덱스(DXY)는 한때 105.7을 넘어섰다. 4개월여 만의 최고치다. 원유는 달러화로 표시되기 때문에 달러 가치가 상승하면 다른 통화를 사용하는 구매자들 사이에서 원유에 대한 수요가 약화할 수 있다. 중국 경제지표 악화로 인한 중국 원유수요 감소 우려도 원유가격을 끌어내린 요인으로 작용했다. 지난 주말 발표된 중국의 10월 소비자물가지수(CPI)는 전년 대비 0.3% 오르는 데 그친 것으로 나타났다. 생산자물가지수(PPI)는 전년 대비 2.9% 하락하면서 25개월 연속 '마이너스'(-) 행진을 이어갔다. 중국 정부의 지속적인 부양책 가동에도 내수가 쉽게 살아나지 않고 있다는 우려를 낳았다. 중개사 XM의 아킬리아스 조골로풀로스 시장 애널리스트는 "중국의 인플레이션 숫자가 다시 약세를 보였으며, 특히 PPI의 연간 변화가 마이너스 영역으로 더 깊이 떨어지면서 시장은 디플레이션을 우려하고 있다"면서 "중국 경제 모멘텀은 여전히 부정적"이라고 진단했다. 트럼프 2기 행정부의 친(親)화석연료 정책이 공급을 늘릴 수 있다는 예상은 상승폭을 제한했다. 타이키캐피털어드바이저스의 타릭 자히르 매니저는 공화당이 하원에서도 승리하게 되면 "트럼프 행정부는 정말 엄청난 일을 할 수 있고, 우리는 훨씬 더 많은 시추를 기대할 것"이라고 말했다. 한편 대표적인 안전자산인 국제금값은 달러강세 등에 하락세를 이어갔다. 이날 뉴욕상품거래소에서 12월물 금가격은 2.9%(77.1달러) 내린 온스당 2617.7달러에 거래를 마쳤다.
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국제유가, 달러화 강세 등 영향 2거래일째 급락세
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[기후의 역습(82)] 스페인 홍수, "기후변화가 부른 재앙이다"
- 엄청난 피해를 입히는 단일한 기상 사건이 기후 변화로 인해 발생했다고 단정하는 사례는 거의 존재하지 않는다. 그러나 최근 벌어진 스페인의 홍수에 대해 다수의 전문가들이 이런 관행을 깨고 "스페인의 최악의 홍수는 기후 변화로 인한 기온 상승이 악화의 주된 역할을 했다"고 지적하고 나섰다고 BBC가 전했다. 발렌시아 등 스페인 남동부 지역에 현지 시간으로 지난달 29일 기록적인 폭우가 내렸다. 기습 폭우로 최소 205명이 사망한 것으로 집계되면서 이같은 대참사를 야기한 원인에 이목이 쏠리고 있는 것. 스페인 기상청에 따르면 당시 발렌시아 치바에서는 10월 29일 새벽부터 8시간 동안 1㎡당 491L의 비가 내렸다. 기상청에 따르면 이는 일반적으로 이 지역의 1년치 강수량이다. 임페리얼칼리지 런던의 프리데리케 오토 박사는 BBC와의 인터뷰에서 "스페인에서의 이런 폭발적인 폭우는 의심할 여지 없이 기후 변화로 인해 심화된 결과다"라고 단언했다. 오토 박사는 온난화의 원인과 영향을 연구하는 국제 과학자 그룹을 이끌고 있다. 그는 "화석 연료 연소로 인한 온난화가 섭씨 1도씩 올라갈 때마다 대기는 더 많은 수분을 보유하게 되며, 결과적으로 더 많은 폭우가 쏟아질 수 있다"는 것이다. 기상학자들은 스페인에서 일어난 이번 집중호우의 주요 원인이 가을과 겨울에 스페인을 강타하는 자연적인 기상 현상일 가능성이 높다고 말했다. '고타 프리아(gota fría)' 또는 콜드 드롭(차가운 물방울)이라고 불리는 이 기상 현상은 지난 몇 년 동안 극도로 뜨거운 상황에 놓여 있는 지중해의 따뜻한 바닷물 위로 차가운 공기가 내려오는 것을 보여준다. 그러면 바다 표면의 뜨겁고 습한 공기가 빠르게 상승해 높게 우똑 솟은 비구름이 되어 해안으로 날아와 많은 양의 비를 내린다. 연구진은 기후 변화가 이 구름이 운반하는 비의 양에 직접적인 영향을 미쳤다고 지적했다. 지구 온난화로 인해 기온이 섭씨 1도씩 상승할 때마다 비가 7%씩 증가한다는 것이다. 문제는 지표면이다. 비가 내리면 땅이 그 비를 상당량 흡수하게 된다. 그런데 유럽의 대부분 지역은 포장 도로로 덮여 있다. 게다가 이런 곳은 온도도 높다. 비가 내리기 시작하면 물을 많이 흡수할 수 없는 곳, 온도가 주변보다 높은 곳에 비가 더 강하게 내린다. 리즈 대학교의 마크 스미스 교수는 "강수량이 극심하게 증가하는 것 외에도 여름이 더 더워져 토양이 구워지고, 물을 흡수하는 능력이 떨어지게 된다"고 말했다. "그러면 더 많은 물이 강으로 유입되면서 강수 강도 증가에 더해 직접적인 효과가 증폭된다"는 것이다. 학자들 사이에서는 지구 온난화로 인해 폭풍의 움직임이 더 느려지고, 이로 인해 폭풍으로 내리는 강우량이 더 심해지는지에 대한 논쟁도 있다. 올해는 이런 유형의 폭풍과 폭풍이 가져올 수 있는 파괴에 대한 증거도 보았다. 지난 9월 폭풍 보리스는 중부 유럽의 여러 국가를 강타해 수많은 사상자와 막대한 피해를 남겼고, 이는 지중해의 고온으로 더 심해졌다. 전문가들은 이런 재해가 발생할 가능성이 기후 변화로 인해 두 배나 더 높다고 말했다. 스페인에서는 정확한 기상 예보가 부족해 적절한 조치를 취하지 못했다는 비판도 제기됐다. 다만 기상학자들은 빠르게 움직이는 강렬한 뇌우의 경로를 예측하는 것은 매우 어려운 일이라고 지적했다. 예보는 안전 조치를 취하는 데 도움이 되지만 많은 비가 내리는 정확한 위치를 미리 알기 어려워 예보가 쉽지 않다는 것이다. 스페인의 홍수가 부각시킨 한 가지 문제는 현재의 인프라로는 극심한 홍수에 대처할 수 없다는 사실이다. 현재의 도로와 다리, 거리는 지금의 기후가 아니라 지난 세기의 기후에 맞추어 건설된 것이기 때문에 새로운 접근이 필요하다는 지적이다.
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[기후의 역습(82)] 스페인 홍수, "기후변화가 부른 재앙이다"
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[기후의 역습(80)] 산불로 전 세계 탄소 배출량 2001년 이후 60% 급증
- 전 세계에서 발생하는 산불이 점점 더 빈번해지고 더 강해지고 있으며, 이로 인한 탄소 배출도 크게 늘고 있다는 보고서가 발표돼 주목된다고 지구 환경을 전하는 어쓰닷컴이 전했다. 이스트앵글리아 대학교(UEA)의 매튜 존스 박사가 이끈 이 연구는 지난 20년 동안 산불 규모가 커졌을 뿐만 아니라 심각성이 심화되고 있다는 점을 강조하고 있다. 이 연구는 사이언스 저널에 실렸다. 연구에 따르면 산불로 인한 이산화탄소(CO2) 배출량은 2001년 이후 전 세계적으로 60% 증가했다. 특히 기후 변화에 매우 민감한 일부 북부 한대림에서는 이 기간 동안 이산화탄소 배출량이 거의 3배 증가했다고 한다. 이 연구는 유사한 환경, 인간 및 기후적 영향으로 인해 유사한 산불 패턴을 보이는 지역을 나타내는 데 사용되는 용어인 ‘파이롬(pyromes)’이라는 개념을 기반으로 하고 있다. 연구의 목표는 최근 산불 활동의 급증을 촉진하는 주요 요인을 찾는 것이었다. 연구 중 한 가지 놀라운 발견은 유라시아와 북아메리카의 한대림 숲을 가로지르는 가장 큰 북쪽 수림대에서 발생한 화재로 인해 탄소 배출량이 2001~2023년 사이에 50% 증가했다는 것이다. 탄소 발생은 이 지역에서 뿐만 아니라 전 세계적으로 열대 외의 수림에서도 발생해 연간 5억 톤의 탄소를 배출했다. 이 연구는 탄소 배출량 증가를 ▲폭염이나 가뭄 등 화재 발생 가능성을 높이는 날씨의 급증 ▲산림의 성장으로 인해 가연성 식물이 풍부해지는 것을 연관시켜 분석하고 있다. 이 두 가지 상황은 모두 북반구 고위도의 급속한 온난화로 인해 증폭된다. 이 추세는 세계 평균보다 두 배나 빠르게 진행되고 있다. 연구진에는 영국, 네덜란드, 미국, 브라질, 스페인의 학자들이 포함되었다. 전문가들은 화석연료 배출과 같은 기후 변화의 주범이 해결되지 않으면 산불이 계속 번질 것이라고 경고하고 있다. 존스 박사는 "전 세계적으로 산불이 급증하면서 규모와 심각성 면에서 탄소 배출량이 급격히 증가했다. 전 세계 산불 지리학에서 놀라운 변화가 나타나고 있는데, 이는 주로 전 세계 북방 산림의 기후 변화 영향이 확대된 데 기인한다"고 설명했다. 당연한 이야기지만, 생태계를 산불 위협으로부터 보호하려면 지구 온난화를 억제해야 하며 순 제로 배출로의 전환이 시급하다는 경고다. 산림은 대기에서 이산화탄소를 흡수하여 지구 온난화 속도를 줄인다. 지구의 탄소 저장에서 중요한 역할을 담당한다. 이로 인해 산림은 국제 기후 목표를 달성하는 데 중요한 역할을 담당한다. 재산림화 및 조림과 같은 계획은 탈탄소화가 어려운 부문에서 인간이 유발한 탄소 배출을 상쇄한다. 그러나 이런 계획은 산불로 인해 위협받고 있다. 열대 외 산림 지역의 화재는 앞서도 지적했듯이 20년 전보다 5억 톤 더 많은 이산화탄소를 배출하고 있다. 장기적인 예상과 영향은 산림의 회복 능력에 달려 있다. 산불로 인한 탄소 배출 증가는 같은 기간 동안 전 세계 열대 사바나에서 목격된 화재의 감소와 극명한 대조를 이룬다. 사바나 초원에서의 화재에 비해 산림에서 일어나는 화재는 더 심각하고 대기 중에 더 많은 양의 유해한 연기를 방출한다. 근처의 지역 사회에 심각한 위협을 가한다. 연구에 따르면 화재는 가장 거대한 탄소 저장소인 숲에서 더 많이 발생하고 있다. 기계학습은 변화하는 세계의 화재 지리를 이해하는 데 핵심 노하우를 제공했다. 기계학습을 통해 전 세계의 산림 생태 지역을 12개로 그룹화해 기후 변화에 따른 영향과 토지 이용과 같은 다른 영향을 분리할 수 있도록 했다. 이는 산림을 산불로부터 효과적으로 보호하기 위한 전략을 수립할 수 있도록 지원한다. 연구진은 보고서에서 "산림 관리, 이해 관계자 참여 및 대중 교육을 위한 전략적 프로그램을 만들고 지원해야 한다“며 "화재가 발생하기 쉬운 날씨에 화재 위험이 높은 곳에서 사전 예방적 접근 방식에 초점을 맞춰야 한다”고 강조했다.
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[기후의 역습(80)] 산불로 전 세계 탄소 배출량 2001년 이후 60% 급증
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유엔, 세계 기온 금세기 중 섭씨 3.1도까지 치명적 상승 경고
- 유엔이 새 보고서를 공식 홈페이지에 공개하고, “현재보다 더 적극적이고 공격적인 행동이 없는 한 지구 온난화는 금세기 중 예상을 크게 뛰어넘는 섭씨 3.1도까지 치솟을 것”이라고 경고했다. 현재의 탄소 배출 감축 추세나 전 세계 국가들이 공약한 정책 시나리오만으로는 치솟는 온난화를 막을 수 없다는 의미다. 유엔에 따르면 이는 전 세계에 '대재앙'이 될 것이며, 기후 변화로 인해 폭염과 홍수를 포함한 극심한 기상 이변은 심각하게 증가할 것으로 예상된다. 유엔은 이 정도 수준의 온난화가 진행되면 사람들이 실외에서 일하는 것은 거의 불가능하거나 극히 어려울 것이라고 지적했다. 물론 3.1도라는 숫자는 완전히 새로운 것은 아니다. 유엔의 기온 상승 예측은 지난 3년 동안 본질적으로는 동일하게 유지되었다. 새 보고서는 "현재 정책을 계속하면 금세기 지구 온난화가 최대 섭씨 3.1도 범위( 1.9~3.8도)가 될 것으로 추산된다"고 한다. 그런데 이 수치는 지난 2021년 IPCC(기후 변화에 관한 정부간 협의체) 최신 보고서의 예측과 일치한다. 보고서는 ‘탄소 배출량이 더 높을 경우’ 금세기 동안 최대 섭씨 3.6도의 온난화가 이루어질 것이라고 예상했다. 유엔의 새 보고서는 세계 각국이 탄소 감축을 선언하며 약속한 정책을 그대로 실행에 옮긴다면 기온이 2.6~2.8도까지 상승할 것이라고 한다. 그리고 각국이 계획을 실행하고, 나아가 기존의 순 제로 공약을 따른다면 상승을 1.9도로 제한할 수 있다고 한다. 물론 1.9도 상승조차도 지구촌에는 재앙이 된다. 현재 지구 온도는 1.1도 오른 상태고, 이 정도 수준에서만도 극한 기상 현상과 해수면 상승 등 여러 측면에서 심각한 영향을 느끼고 있다. 기온 상승에 대한 예측이 변하지 않고 높게 유지되는 것은 유엔을 좌절시키는 것 중 하나다. 국가들이 최근 2년 동안 열린 '유엔 기후변화협약 당사국 총회' COP27과 COP28에서 이구동성으로 약속했지만 현장에서의 조치는 매우 느렸다. 유엔 보고서는 지구 온도 상승을 섭씨 1.5도 이하로 유지하기 위한 노력을 기울인다는 파리 협정의 목표가 현재 매우 심각한 위기에 처해 있다고 인식하고 있다. 이제 몇 주 후면 아제르바이잔에서 COP29가 개최된다. 이 보고서가 발표된 타이밍은 의미심장하다. COP29에서 국가들은 내년 봄까지 새로운 탄소 감축 계획을 내놓기로 최종 합의한다. 합의는 내년부터 2035년까지 10년 동안을 기한으로 할 것이다. 학계는 그때까지 탄소 배출 곡선이 꺾이지 않으면 섭씨 3도 안팎 또는 그 이상의 기온 상승 가능성이 높음을 알고 있다. 유엔 보고서에는 또 탄소 배출량을 늘릴 수 있는 새로운 요소가 담겼다. 2023년 항공 여행 붐으로 인해 항공으로 인한 탄소 배출이 2022년 대비 19.5% 증가했으며, 항공 여행은 코로나19 대유행 이전 수준에 가까워졌다. 도로 교통 배출량도 물론이지만, 기온이 상승으로 인해 더 많은 에어컨을 사용한 것도 탄소 배출 증가의 주요인으로 지목됐다. 열파로 인해 가정과 사무실을 식히기 위한 에너지 수요가 증가한 것이다. 가뭄으로 인한 수력 발전 감소도 문제가 됐다. 에너지 부족을 화석연료로 채우게 된 것. 친환경인 전기자동차와 히트펌프도 역설적으로 탄소 배출을 유발한 측면도 있었다. 전력 수요의 증가로 인해 에너지원을 화석연료로 충당했다는 지적이다.
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유엔, 세계 기온 금세기 중 섭씨 3.1도까지 치명적 상승 경고
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[우주의 속삭임(75)] 태양계 밖 황소자리에서 처음으로 복합 탄소 발견
- 지구에서 430광년 떨어진 황소자리 분자 구름 내에 위치한 심우주에서 거대 복합 탄소가 발견됐다고 스페이스닷컴이 전했다. 이는 천체화학의 오랜 미스터리, 즉 '생명의 핵심 구성 요소인 탄소가 어디에서 왔는가'를 해결하는 데 도움이 될 수 있는 추가 단서를 제공할 것으로 기대된다. 피렌(pyrene)이라고 불리는 이 분자는 탄소의 4개의 융합된 평면 탄소 고리로 구성되어 있다. 따라서 다환 방향족 탄화수소(PAH)로 분류되며, 이는 가시 우주에서 가장 풍부한 복합 분자 중 하나다. PAH는 1960년대에 탄소질 콘드라이트로 알려진 운석에서 처음 발견되었는데, 이는 우리 태양계를 형성한 원시 성운의 잔해이다. 매사추세츠 공과대학(MIT) 화학과 브렛 맥과이어 교수는 "별과 행성 형성의 큰 의문 중 하나는 초기 분자 구름에서 추출한 화학 물질 중 얼마나 많은 부분이 유전되어 태양계의 기본 구성 요소를 형성하는가 하는 것이다"라고 말했다. PAH는 우주에서 발견되는 탄소의 약 20%를 차지하는 것으로 추정되며, 별의 형성에서 사멸까지의 별의 일생 여러 단계에서 존재한다. PAH는 자외선(UV) 방사선에 대한 안정성과 복원력으로 인해 심우주의 혹독한 환경에서도 생존할 수 있다. 연구진은 지구 근처에서 발견된 소행성 류구(Ryugu)로부터 수집한 샘플에서 피렌이 높은 수준으로 발견된 후, 황소자리 구름에서도 다른 PAH를 찾기 시작했고 이번에 복합 탄소 분자를 발견하게 된 것이다. 태양계의 발상지에서 이런 분자를 발견한 것은 천문학자들이 오랫동안 찾아왔던 직접적인 연결 고리를 제공한다. 맥과이어는 "이는 초기 분자 구름에서 나온 이 물질이 우리 태양계를 구성하는 얼음, 먼지 및 암석체로 들어간다는 매우 강력한 증거"라고 설명했다. 이 발견은 전파 천문학을 이용한 것으로, 전파 천문학은 별, 행성, 은하, 먼지 구름과 같은 천체를 전파의 파장으로 관찰하는 천문학의 주요 분야다. 천문학자들은 다양한 천체에서 발생하는 전파를 연구함으로써 특정 대상의 구성, 구조 및 운동을 파악한다. 우주에서 분자를 식별하는 데 사용되는 다른 장비와 비교해, 전파 망원경은 일반 분자 그룹이 아닌 개별 분자를 관찰할 수 있는 기능을 제공한다. 전파 망원경은 분자가 특정 주파수에서 방출하거나 흡수하는 전자기파의 고유한 ‘지문(특성)’을 감지하고 출력한다. 각 분자는 고유한 회전 및 진동 에너지 레벨을 갖는다. 특성 전파는 분자가 이러한 레벨 사이를 전환할 때 생성된다. 전파 망원경은 이를 탐지해 연구에 제공하는 것이다. 이번 탄소 분자에 대해 UBC 화학과의 일사 쿡 교수는 "이는 2021년 처음 발견한 이후 우주에서 확인된 일곱 번째 개별 PAH"라고 말했다. 그는 "PAH는 생명의 구성 요소와 유사한 화학 구조를 갖고 있다. 이 분자가 어떻게 형성되고 우주로 운반되는지에 대해 더 많이 알게 되면 우리 태양계와 그 안의 생명에 대해 더 많이 알게 될 것이다"라고 부연했다. 태양계의 기원지에서 피렌을 발견한 것 외에도, 연구팀에게 더욱 흥미로웠던 것은 구름의 온도가 단지 10켈빈(섭씨 영하 263도)으로 측정되었다는 사실이다. 지구에서 PAH는 화석연료의 연소와 같은 고온 과정을 통해 형성된다. 따라서 이 추운 환경에서 PAH를 발견한 것은 놀라운 일이었다. 쿡 교수는 "향후 연구는 PAH가 극도로 추운 곳에서 형성될 수 있는지, 아니면 우주의 다른 곳에서 오래된 별의 죽음을 통해 형성돼 이동할 수 있는지 여부를 탐구하는 것이 목표"라고 말했다.
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[우주의 속삭임(75)] 태양계 밖 황소자리에서 처음으로 복합 탄소 발견
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[기후의 역습(78)] 울긋불긋 단풍은 옛말?…기후변화로 잎 갈화 현상 일반화
- 과거 오랫동안 지구가 그리는 색상은 계절의 변화만큼이나 신뢰할 수 있었다. 가을에는 잎이 선명한 주홍색으로 변했고 플로리다 해안의 수정처럼 맑은 물은 반짝이는 청록색이었다. 그런데 최근 들어 기후 변화가 이러한 자연의 경이로운 색상을 바꾸고 왜곡하고 있다고 독립매체 인디펜던트가 전했다. 지난해는 지구 역사상 가장 더운 해로 기록됐다. 올해는 또 육지 안팎에서 여러 차례의 기상 기록이 세워졌다. 멕시코만에서 극강한 허리케인이 발생했고, 미국 남부 전역에서는 폭우로 인해 수십 명이 사망했다. 가을은 일반적으로 무더위가 한풀 꺾이는 계절이지만, 애리조나주의 주도 피닉스는 가을이 시작된 지 며칠 만에 폭염이 닥쳐 기온 최고치를 기록했고, 북동부도 비정상적으로 뜨겁고 건조한 날씨를 보였다. 비영리 단체인 클라이밋 센트럴(Climate Central)에 따르면 1970년 이후 미국 도시 수백 곳에서 가을 평균 기온이 섭씨 2.5도 상승했다. 단풍을 구경하는 가을의 즐거움이 이제 기후 위기로 취약해지고 있다는 지적이다. 지난 8월 클라이밋 센트럴의 보고서에 따르면, 기후 변화로 인해 나뭇잎에 단풍이 드는 요인이 근본적으로 바뀌고 있다고 한다. 잎이 나오는 시기와 색깔은 모두 기온, 강수량 및 기타 기후 조건의 영향을 받는다. 일반적으로 선선한 기온은 단풍을 촉진하지만, 1970년부터 작년까지 전국 212개 지역의 가을밤 기온은 평균 2.7도 이상 올랐다. 더운 기온은 겨울이 오기 전에 식물이 성장을 멈추는 자연스러운 신호를 늦춘다. 식물이 성장을 멈춘다는 의미는 포도당을 만드는 잎의 엽록소가 줄어들고 그 자리를 단풍 색깔로 물들인다는 뜻이다. 이게 늦어지면 단풍도 지연된다. 그 결과 북동부 수목선을 단풍으로 물들이는 시즌이 더 늦어지고 시기는 더욱 짧아진다. 해가 짧아지고 햇빛에 노출되는 시간이 줄어들면서 식물은 광합성을 줄인다. 광합성은 햇빛을 이용해 식물이 생존에 필요한 에너지를 만드는 과정이다. 광합성이 줄어들면 엽록소가 감소하고, 잎은 밝은 주황색, 노란색, 빨간색, 심지어 보라색으로 변한다. 그러나 극심한 가뭄과 더위는 단풍을 물들이기 전에 잎을 갈색으로 바꿀 수 있다. 한편, 뉴잉글랜드의 다채로운 수목 지대에서 거의 1만 마일(약 1만6093km) 떨어진 얼어붙은 남극 대륙이 녹색으로 변하고 있다. 네이처 지구과학 저널에 최근 발표된 연구에 따르면 남극 반도 전역의 식물은 지난 40년 동안 10배 이상 증가했다. 남극은 지구 평균보다 더 빨리 온난화되고 있다. 이 연구는 식물이 남극 대륙에서 빠르게 확산되고 있으며, 기온의 지속적인 상승으로 미세 조류가 섞인 녹색 눈은 더 넓게 퍼질 가능성이 있음을 보여주고 있다. 기후 변화 영향으로 인해 세계의 바다도 푸른색에서 녹색으로 변하고 있다. 국제 연구진은 20년 이상 축적된 나사(NASA) 위성 이미지를 분석해 세계 바다의 절반 이상에서 이러한 변화를 발견했다. 연구는 바다의 녹색화가 엽록소를 생성하는 식물성 플랑크톤과 같은 미세 조류의 증가를 의미하며, 이로 인해 상대적으로 바닷물의 비율이 감소하기 때문일 수 있다고 주장했다. 이는 바다가 탄소와 지구의 열을 흡수하는 능력에 큰 영향을 미친다. 지구 온난화가 계속되고 화석 연료 소모에 의한 탄소 배출이 온난화를 가속함에 따라 악순환은 이어진다. 그럴수록 지구 전역에서 나뭇잎들이 가을이 되어도 종래와는 다른 색깔이 나타날 것이라는 지적이다.
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[기후의 역습(78)] 울긋불긋 단풍은 옛말?…기후변화로 잎 갈화 현상 일반화
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