지구의 방패 오존층, 생명체 필수 요소

오존층은 지구 대기 중에서 약 20~30km 높이의 성층권에 존재하며, 그 이름에서 알 수 있듯이 오존(O3)으로 이루어져 있습니다. 지구 대기 중에서는 미량밖에 존재하지 않지만, 지구 생명체가 살기 위한 필수 요소로 그 역할은 매우 중요합니다. 지구의 방패 오존층에 대해 알아보겠습니다.

 

※ 오존층에 무슨 일이 있나요?

What’s Going on with the Hole in the Ozone Layer? We Asked a NASA Scientist: Episode 44 - NASA

* UN이 지정한 세계 오존층 보호의 날 9월 16일

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※ 목차

1. 오존층 형성

2. 오존층의 역할

3. 오존층 파괴로 발생하는 현상

4. 오존층 보호

5. 오존층 파괴 요소들

1. 오존층 형성

오존층은 대략 6억 년 전, 산소가 지구 대기에 충분히 축적된 이후에 형성되었습니다.

 

이는 산소가 대기 중에서 높은 에너지를 가진 자외선에 의해 산소 분자가 원자로 분해되고, 이 분해된 산소 원자가 다시 산소 분자와 결합하면서 오존을 생성하게 됩니다.

2. 오존층의 역할

오존층은 태양에서 나오는 유해한 자외선을 대부분 차단하는 역할을 합니다.

 

또한, 오존층은 지구의 온도를 일정하게 유지하는데 도움을 주며, 동시에 생물체에게 필요한 빛을 공급합니다.

이는 식물의 광합성과 동물의 시력 보호에 매우 중요합니다.

3. 오존층 파괴로 발생하는 현상

오존층이 파괴되어 자외선이 지구 표면에 직접 도달하게 되면, 인간의 피부암, 백내장 등의 질병 유발, 면역 체계의 약화, 동식물의 성장 과정에 부정적인 영향을 끼치게 됩니다.

 

또, 대기 중의 열 교환 패턴이 바뀌게 되어 기후 변화에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

4. 오존층 보호

오존층은 남극 상공에 ‘오존 구멍’이 발견되면서 보호해야 할 대상으로 인식하게 되었습니다.

 

스프레이와 냉장고·에어컨 냉매로 사용되는 프레온가스의 사용을 제한하는 몬트리올 의정서가 1987년 체결된 것도 이 때문입니다.

 

이후 프레온가스 사용량은 99% 감소했고, 수소불화탄소(HFC)가 대체재로 쓰이면서 유엔에서는 오존층이 2040년에는 1980년대 수준으로 회복할 것이라고 전망하였습니다.

 

오존층이 회복되면 지구 온난화를 0.5~1도 정도 억제하는 추가적인 효과도 나타날 것으로 보고 있습니다.

5. 오존층 파괴 요인

오존층은 생명체가 살아가는데 매우 중요합니다. 프레온가스를 제외한 오존층을 파괴시키는 또 다른 요인은 무엇이 있을까요?

 

5.1 화산 폭발

우선 화산 폭발로 인해 분출된 가스에 포함된 이산화황은 대기 중 오존(O3)과 반응해 황산 에어로졸로 변하게 합니다.

 

또 다량의 수증기는 성층권의 상대 습도를 높이고 따뜻한 온도를 만드는데, 에어로졸이 염화수소와 일산화염소, 질소산화물 같은 물질로 화학반응을 일으킵니다.

 

이 물질들은 오존과 상호작용해 오존을 고갈시키는 역할을 하게 됩니다.

 

5.2 우주산업

최근 전 세계적으로 붐이 일고 있는 우주산업도 오존층을 파괴합니다.

 

로켓은 우주로 날아가면서 이산화탄소와 수증기, 염화수소, 블랙카본, 질소산화물을 배출하는데, 이러한 오염 물질과 대기 마찰열이 대기 온도를 높이고 오존을 감소시킵니다.

 

이 외에도 소화기, 농약 살충제로 사용되는 재료들 역시 오존층을 파괴하는 요인입니다.

ㅁ 2023년 10월 오존홀  관측

아래 사진은 2023년 10월 남극 상공에서 관측된 오존홀의 크기와 모양입니다. 오존 파괴가 심한 부분은 빨간색, 중간정도의 오존 손실 부분은 주황색입니다.

 

이번에 관측된 오존홀은 1979년 관측일 기준으로 12번째 큰 구멍으로 기록되었습니다. 구멍의 면적은 2310만 km로 북미 면적과 비슷합니다.

 

NASA는 위성 장비를 이용하여 극지방의 상공 오존층을 모니터링하고 있습니다.

 

이건 어때요?

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