지구에서 가장 깨끗한 공기를 찾았다

육지서 가장 먼 남위 60도 아래 남대양

대기질 깨끗해 미생물 DNA 거의 없어

남위 60도 아래쪽 남대양에서 치는 파도. 콜로라도주립대 제공

지구상에서 가장 깨끗한 공기는 어디에 있을까? 남극대륙을 에워싸고 있는 남위 60도 아래쪽의 남대양(Southern Ocean) 공기라는 연구 결과가 나왔다. 미국 콜로라도주립대 연구진은 이곳의 대기 조성을 분석한 결과, 이 일대 대기에서는 인간 활동이 배출한 입자들의 흔적을 발견하지 못했다고 밝혔다.

콜로라도대 연구진은 세계 모든 곳의 해양 대기를 조사하는 대신, 일단 육지에서 가장 먼 남대양의 대기가 세계 육지에서 날아오는 먼지의 영향을 가장 덜 받을 것으로 가정하고 이를 확인하는 방식으로 연구를 진행했다. 연구진은 낮은 구름을 생성하는 남대양의 경계층 대기를 살펴본 결과 화석연료 연소, 농작물 재배, 비료 생산, 하수 폐기 등 인간 활동 영향으로 생기거나 다른 대륙에서 운반돼온 에어로졸 입자를 발견하지 못했다고 밝혔다. 대기 중에 고체나 액체, 기체 상태로 떠 있는 에어로졸은 대기오염의 원인 물질이다. 이 물질들은 바람을 타고 수백~수천km를 이동한다.

연구진은 공기 중의 박테리아를 대기 특성을 추론하는 진단 도구로 이용했다. 논문 공동저자인 토머스 힐은 "남대양 구름의 특성을 좌우하는 에어로졸은 해양 생물 시스템과 밀접한 관련이 있을 뿐, 남반구에 있는 대륙의 미세유기체나 영양물질과는 관련이 없어 보인다"며 "이는 남대양이 지구상에서 인위적 활동의 영향을 가장 적게 받은 장소 가운데 하나임을 시사한다"고 말했다.

콜로라도주립대 조사 선박의 대기 표본 수집기. 콜로라도주립대 제공

과학자들은 조사 선박을 타고 오스트레일리아 남동부 태즈메이니아섬(남위 42.8도)에서 남쪽으로 남극대륙의 얼음 초입(남위 66.5도)에 걸친 넓은 지역의 바다 경계층, 즉 바다와 직접 맞닿아 있는 대기층에서 공기 표본을 수집했다. 그런 다음 수집한 공기 중의 미생물 종들을 분석했다. 연구진은 DNA 염기서열 분석과 소스 추적, 바람의 역궤적 등을 이용해 이들 미생물은 바다에서 온 것임을 확인했다. 이는 인간 활동에서 비롯된 오염 물질이나 배출 가스 성분이 이곳까지 오지는 않았다는 걸 뜻한다. 연구진의 표현을 빌리면 ‘진정한 원시’(truly pristine) 지역이다.

콜로라도대 과학자들은 과거 북반구 및 아열대 해양 대기 연구에서는 대부분의 미생물이 육지에서 날아온 것이 확인됐던 점을 들어, 이번 연구 결과는 이와 확연히 다르다고 강조했다. 식물과 토양은 구름 속 물방울을 얼게 하는 입자들의 발원지다. 이를 ‘얼음핵형성 입자’라고 부르는데, 연구진에 따르면 이 일대는 이 입자의 농도가 지구상에서 가장 낮다. 연구진은 특히 이 일대는 공기가 워낙 깨끗해서 분석할 미생물 DNA가 거의 없었다고 강조했다.

세계보건기구(WHO)에 따르면 대기 오염은 각종 심장 질환과 뇌졸중, 폐암 등을 일으키거나 악화시켜 한 해 전 세계에서 700만명을 조기 사망에 이르게 하고 있다. 세계 각지의 도시에 거주하는 사람의 80% 이상이 보건기구의 가이드라인을 초과한 대기질에 노출돼 있다. 저개발국일수록 노출 정도가 높다.

이번 연구는 6월1일 미 국립과학원회보(PNAS)에 실렸다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr