작성일 : 11-01-05 17:18
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오존 구멍 (대우가족 1998.7.1)
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글쓴이 :
문환구
 조회 : 5,121
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지구를 둘러싸고 있는 오존층이 점점 얇아지고 있어서 지표에 도달하는 자외선 양도 증가하고 있으며 이는 당장 곡물수확 감소와 피부암 환자 증가를 가져온다고 한다. 더구나 남극에서만 관측되던 오존구멍이 작년에는 북극에서도 측정되어 지구 생물의 생존자체를 위협하는 재앙으로 되지 않을까 우려하는 목소리도 있다. 그런데 오존구멍은 어째서 사람이 살지도 않는 극지방에 생기는 걸까?
산소원자 3개로 이루어진 오존(O3)은 전체의 90% 가량이 지상 10km에서 50km 사이에 위치한 성층권에 집중되어 오존층을 형성한다. 오존이 성층권에 많은 이유는 태양에서 나오는 강한 자외선이 보통의 산소분자(O2)를 산소원자 2개로 쪼개고 이렇게 쪼개진 원자들이 각각 다른 산소분자와 결합해 오존이 되기 때문이다. 또 산소분자를 쪼갠 것보다 조금 약한 자외선은 오존분자를 다시 산소분자와 산소원자로 분해한다. 결국 오존과 산소의 결합과 분해에 자외선이 작용되는 과정을 통해 오존층은 생명체에 해로운 자외선을 지표면에 도달하지 않도록 막아주는 것이다.
이처럼 유용한 오존층을 파괴하는 주요 성분은 염소로, 염소원자 한 개는 촉매작용을 통해 약 10만개 이상의 오존원자를 산소로 분해하는 것으로 알려져 있다. 다행히 대부분의 염소화합물은 대기상에 방출되더라도 성층권까지는 도달하지 못하고 비에 녹아버리므로 오존층 파괴에 영향을 미치지 못한다. 또한 원래 성층권에 있는 염소화합물은 안정된 구조여서 염소원자로 분해되지 않는다.
그러나 프레온은 수년간에 걸친 오랜 여행 끝에 성층권에 도달할 수 있다. 프레온은 인체에 무해하지만 성층권에 이르러 강한 자외선을 만나게 되면 염소원자로 분해되고, 이는 곧 오존의 급격한 감소를 가져와 지구표면까지 오는 자외선 양을 늘리는 것이다.
한편 극지방에서는 햇빛이 들지 않는 겨울동안 성층권에 차가운 구름이 만들어지고, 이 구름내부에서 화학반응이 진행되어 안정하던 염소화합물이 분해가능한 구조로 바뀐다. 그리고는 봄이 되어 햇빛을 받게 되면 염소원자로 분해된다. 남극지방에서는 9월에서 10월경에, 북극에서는 3월경에 오존구멍이 생기는 것은 봄에 대규모로 생성된 염소원자가 오존을 분해하기 때문이다.
프레온의 사용과 최근 극지방에 생긴 오존구멍을 연계시키는 이유는 대부분의 오존이 적도지방에서 만들어져 바람을 타고 극지방으로 이동하는데 오존층이 줄어들면서 극지방으로 충분한 보충이 되지 못한다고 보기 때문이다.
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