오존층

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1. 정의2. 역할3. 오존층 파괴4. 오존층이 파괴된다면?


Ozone Layer / Ozone層 [1]

1. 정의[편집]

지상 20~30km에 걸친 상공의 성층권에 비교적 고농도의 오존이 존재하는 층. 온도분포가 주로 오존의 복사성질에 의해 결정되며, 지상 25 km 부근이 가장 농도가 짙다.[2] 그것도 지역마다 약간씩 달라서 극지에서는 농도가 짙고 적도 부근에서는 농도가 적다. 파먼에 의해 발견되었다.

2. 역할[편집]

오존은 공기 중의 산소에 200-300nm 파장인 자외선이 작용하여 생성한다. 대기 중 산소분자(O2)가 태양으로부터 방출되는 강력한 자외선을 받아 두 개의 산소원자(O)로 분해된다. 성층권 오존은 이때 발생된 산소원자가 다시 산소분자와 결합하여 생성된다. 한편, 자외선은 오존을 분해시켜[3] 산소를 만들기도 한다. 이와 같이, 자외선은 오존을 생성시키기도 하고 분해시키기도 하므로, 이것이 균형을 이루게 되어 대기 중에는 일정량의 오존이 존재해왔다.[4][5]

오존층은 생명체에게 중요하다. 오존과 산소의 변환과정에서 자외선을 상당수 흡수하여 지상에 도달하는 자외선의 양을 줄이기 때문이다.

3. 오존층 파괴[편집]

인류 기술 발전에 의해 CFC(프레온 가스)[6] 등의 물질이 사용되었는데, 이에 의해 오존층이 급속도로 파괴되기 시작했다. 이것은 70년대경 과학자인 크루첸,몰리나,롤랜드[7]에 의해 발견되었고, 기업들의 방해에도 불구하고 곧 남극의 오존층에 거대한 구멍이 뚫렸음이 세상에 알려졌다. 이 구멍이 대류에 의해 생성된(운동효과설) 게 아니라 화학물질에 의한 것(화학변화설)임이 입증되자 전 세계는 경악하였고, 연구를 통해 CFC가 매우 심각한 악영향을 준다는 것이 밝혀졌다. 즉 CFC가 오존을 산소로 분해해버린다는 것.[8] NASA의 연구결과에 따르면, CFC가 금지되지 않고 계속 사용되었더라면 2060년 경 전세계의 대기에서 오존층이 완전히 사라졌을 것이라고 한다. 물론 CFC 말고도 그에 버금가는 오존층 파괴물질도 많으며 자연적으로 발생하는 오존 물질도 있지만, 인간이 만들어내는 오존층 파괴 물질의 양은 85%로 절대적으로 많다.

이에 따라 1987년 몬트리올의정서를 기점으로 CFC의 사용이 전면 금지되기에 이르렀고 그 노력에 힘입어 오존층이 서서히 회복되고 있는 중. 이대로 오존층을 잘 지켜낸다면 21세기 말까지 오존층의 구멍이 완전히 메워질 것이라고 한다. 리즈 대학과 메사추세츠 공과대학의 공동 연구에서 오존층이 2050년까지 완전히 회복될 거란 전망이 나오는 등 오존층의 회복에 대한 전망은 희망적이다.

4. 오존층이 파괴된다면?[편집]

오존층의 두께가 얇아지면 지표면에 도달하는 자외선의 양이 증가해 피부암, 백내장 등 피부와 눈 관련 질병의 발생률이 높아진다. 또한 식물 성장에도 영향을 줄뿐 아니라 식물성 플랑크톤이 줄어들어 바다 생태계가 균형을 잃는 등의 환경 문제가 발생한다. 태양의 자외선이 그대로 지표면으로 온다면, 아마 지구는 생명체가 살 수 없는 곳이 될 것이다. 강한 자외선은 생명체에 치명적이기 때문이다.


[1] '오존(Ozone)'은 한자어가 아니지만 오존 '층(層)'때문에 한자어라고 잘못 알고 있는 사람이 꽤 있다.[2] 그래 봤자 오존층이 물위의 기름층처럼 뚜렷히 보이는 건 아니며, 오존층의 오존을 다 긁어모아 1기압인 곳에 놓는다고 하면 두께는 3mm 에 불과하게 된다. 그만큼 옅다는 것.[3] 보통 320nm 파장의 자외선을 흡수하고 붕괴한다[4] 지구의 대기가 생긴 이후 기준이다.[5] 이와 같은 과정을 설명하는 이론이 채프먼 이론이다. 이 메커니즘의 발견자 채프먼에서 이름을 따왔다[6] 냉장고의 냉매 등으로 사용되었다.[7] 모두 이 공로로 노벨화학상을 수상하였다[8] 엄밀하게는 CFC가 분해되어 생성된 염소 음이온 때문이다. 생성된 음이온은 없어지지 않고 오존이 산소로 분해되는 반응에 촉매의 역할을 한다.

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