본 기사는 ENN이 전하는 최신 환경뉴스입니다. 앞으로 본지는 ENN은 물론 전세계 환경전문 언론에서 전하는 세계 환경문제도 함께 전달, 보도할 예정입니다. (편집자주)
북극광이 보이는 중간권에서 오존층의 파괴가 설명된다.
(중간권: 지상 50~80㎞ 사이의 지구 대기층)
[2021년 8월23일 = ENN] 오로라를 유발하는 똑같은 현상 – 지구의 극지방에서 종종 볼 수 있는 초록색 빛의 마법의 커튼 –은 중간권 오존층 파괴를 유발한다. 이러한 오존의 감소는 지구 기후 변화에 큰 의미가 있을 수 있으며, 따라서 이러한 현상을 이해하는 것이 중요하다.
이제, 일본 나고야 대학의 미요시 요시즈미 교수가 이끄는 연구진은 이러한 현상을 관찰하고 분석하고 더 큰 통찰력을 제공해 왔다. 이 연구 결과는 Nature's Scientific Reports에 실렸다.
지구의 자기권에는 - 지구 주위의 자기장 영역 - 태양에서 온 전자가 갇힌 채로 남아 있다. 전자와 플라스마 파동 사이의 상호작용은 갇힌 전자를 탈출시켜 지구의 상층 대기권(열권, 대기권에서 중간권 위쪽에 위치하는 영역)으로 들어가게 할 수 있다.
전자 침전이라 불리는 이 현상은 오로라의 원인이다. 하지만, 최근의 연구들은 이것이 중간권의 국부적인 오존층 감소에 원인이 있으며 우리의 기후에 일정한 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여준다.
더욱이 중간권에서 이러한 오존층 파괴는 특히 오로라 현상이 있는 동안 발생할 수 있다. 그리고 과학자들이 오로라에 관한 전자 침전을 연구했지만, 아무도 그것이 어떻게 중간권 오존 감소를 일으키는지 충분히 설명하지 못했다.
미요시 교수와 연구팀은 2017년 스칸디나비아반도에서 온건한 지자기폭풍(geomagnetic storm, 태양풍에서 지구를 둘러싼 우주 환경으로 매우 효율적인 에너지 교환이 있을 때 발생하는 지구 자기권의 주요 교란)이 몰아칠 때 이 이야기를 바꿀 기회를 얻었다.
연구팀은 그들의 관측을 희미한 오로라의 일종인 "펄싱 오로라(PsA, 60km에서 120km 고도까지 깜박이는 빛 조각을 일으키는 고에너지 침전 전자에 의해 생성)"를 겨냥했다.
그들의 관찰은 유럽 비일관성 산란 레이더(European Incoherent Scatter (EISCAT) radar)와 (PsA가 발생하는 고도 60~120km), 일본 우주선 아라세(Arase), 그리고 전천 카메라(all-sky camera) 네트워크와의 공동 실험을 통해 가능했다.
아라세 데이터는 지구의 자기권에 갇힌 전자가 넓은 에너지 범위를 갖는다는 것을 보여주었다. 그것은 또한 그 공간 영역에서 전자기 플라스마파의 일종인 코러스파의 존재를 나타낸다.
그런 다음 컴퓨터 시뮬레이션은 Arase가 넓은 에너지 범위에 걸쳐 이러한 전자의 침전을 일으키는 플라스마 파동을 관찰했음을 보여주었고 이는 지구의 열권에서 EISCAT 관측과 일치했다.
EISCAT 데이터 분석에 따르면 소규모의 keV(킬로 전자 볼트)에서 MeV(메가 전자볼트)에 이르는 광범위한 에너지 범위의 전자가 침전되어 PsA를 유발하는 것으로 나타났다.
이 전자는 중간권 오존이 있는 100km 이하, 최대 60km 고도까지 우리 대기를 관통하기에 충분한 에너지를 운반한다. 실제로, EISCAT 데이터를 사용한 컴퓨터 시뮬레이션에서 이러한 전자는 중간권에 있는 국소 오존을 부딪치자마자 (10% 이상) 즉시 고갈시키는 것으로 나타났다.
미요시 교수는 "PsA는 거의 매일 발생하며 넓은 지역에 퍼지고 몇 시간 동안 지속된다. 따라서 이러한 현상으로 인한 오존 감소가 상당할 수 있습니다."라고 말했다.
이러한 발견의 더 큰 의미에 대해 미요시 교수는 계속해서 다음과 같이 말했다.
"이것은 단지 사례 연구일 뿐이다. 전자 침전 때문에 대기 중 오존 파괴가 얼마나 일어나는지 확인하기 위해서는 추가적인 통계 연구가 필요하다. 결국 이 현상이 기후에 미치는 영향은 잠재적으로 현대 생활에 영향을 미칠 수 있다."
다음은 ENN과 나고야대학교가 전하는 뉴스링크입니다.
본지 객원기자(외신) 이상현 소개
서울 영동고등학교를 거쳐 미국 Beverly Hills 고등학교를 졸업하고 Parks College of Aviation & Engineering,에서 항공우주공학 석사를 취득했다.
미국의 McDonnell Douglas (현 The Boeing Company)와 NASA와의 연구 협업 및 파견 근무 등 다양한 경력을 거친 후 현재 국내 지에프오엔엠㈜ / 총괄사업 이사로 근무중이다.
