오존층

최근 수정 시각:

분류


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. 극지 오존 정보는 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.

또한 오존층은 지구의 대기권을 크게 4가지로 나누는 원인이 된다. 일반적으로 대기의 온도는 고도가 증가하면서 낮아지다가 대기가 희박해지면 다시 온도가 상승하기 때문에 대류권과 열권만이 존재하게 된다. 그런데 지구에서는 오존층의 존재로 인해 성층권과 중간권이 구분되어 다른 행성과는 다른 양상을 띈다.

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.[8] 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.[9] 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 줄 뿐 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] 순수 한자 로는 '취양층(臭氧層)' 이지만 '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] 다만 말 그대로 구멍이 아니라 다른 지역의 오존층에 비해 그만큼 얇다는것을 표현한것이다.[9] 엄밀하게는 CFC가 분해되어 생성된 염소 음이온 때문이다. 생성된 음이온은 없어지지 않고 오존이 산소로 분해되는 반응에 촉매의 역할을 한다.