[1일 1페이지, 교양수업365]109 과학_오존층

 

109 과학_오존층

지구의 대기는 여러 층으로 나뉜다. 우리는 산소가 풍부하고 에베레스트 산곡대기 바로 위까지 뻗어 있는 대류권에 살고 있다. 지표면에서 상공 10킬로미터에서 50킬로미터까지 대기권을 성층권이라 한다. 우리가 지구상에서 생활할 수 있게 해주는 오존O3의 90%가 성층권에 있다. 성층권에서 오존 농도가 가장 높은 곳을 가리켜 오존층이라 하며, 대략 해발 25킬로미터 높이에 있다.

 

오존은 희귀한 분자이다. 보통의 산소 분자 O2는 산소 원자 2개로 구성되어 있지만 오존은 산소 원자 3개로 구성되어 있다. 산소 분자 200만 개당 오존 분자는 고작 3개 존재한다. 그러나 오존층은 태양에서 나오는 유해한 자외선 UV의 97%~99%를 흡수한다. 자외선은 백내장이나 햇볕 그을림, 피부암을 유발하며 농작물과 해양 생물에도 피해를 입힐 수 있다.

 

지속성 자가 순환 과정에서 오존은 자외선을 흡수한다. 자외선이 오존 분자에 부딪치면 오존 분자는 산소 분자 O2와 불안정한 산소 원자 하나로 분리된다. 산소 원자는 재빨리 산소 분자와 결합해 오존 분자를 형성한다. 안타깝게도 이렇게 효율적인 과정은 대기 중에 방출된 합성 유기화합물의 방해를 받을 수 있다. 그런 화합물 가운데 가장 악명이 높은 것이 염화불화탄소(클로로플루오르카본, CFC)이다.

 

20세기 중반에 염화불화탄소가 처음 만들어졌을 때 사람들은 그것을 기적의 화합물이라 생각했다. 냉매제, 분무기 고압가스, 전자제품용 세정제, 병원 살균제로 사용할 수 있는 안정적이고 값싼 무독성 물질이었다. 1988년 무렵에는 전 세계적으로 32만 톤(3억 2000만 kg) 이상의 염화불화탄소가 사용되었다. CFC는 매우 안정적이어서 200년 이상 대기에 머무를 수 있다. 염화불화탄소는 성층권에 도달하면 자외선에 의해 분해된다. 그때 염소가 방출되고, 염소는 오존에 달라붙어 오존을 파괴한다. 염소 원자 하나가 10만 개의 오존 분자를 파괴할 수 있다. 20세기 후반 오존층 붕괴가 심각해지자 1987년 선진국가에서 염화불화탄소 사용을 공식적으로 금지하는 몬트리올 협약이 체결되었다.

 

1980년대 초반 이후로 해마다 봄이 되면 남극 상공에 오존층 구멍이 나타나고 있다. 정말로 구멍이 생겼다는 말이 아니라 오존층 파괴가 매우 심해 오존 농도가 60%까지 떨어진 것을 가리킨다.

 

현재 오존층은 20세기 중반보다 현저하게 더 얇아졌지만 최근 보고된 과학 연구에 따르면 상태가 호전되고 있고 21세기 말이면 회복될 수 있을 것으로 예상된다.

 

수영장, 바다 염분, 화산에서 나오는 염소는 성층권까지 도달하지 않는다.

 

 

참고자료

<1일 1페이지, 세상에서 가장 짧은 교양수업 365>

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