1966년 영국의 남극탐사대는 남극 대기권의 오존층에서 구멍을 하나 발견하게 되었다. 독일 막스플랑크연구소도 위성 관측을 통해 오존홀이 계속해서 커지고 있음을 확인하였다. 1974년 셔우드 롤런드는 냉장고 등의 냉매로 사용되는 프레온 가스가 오존층을 파괴한다는 가설을 제기하였다.

이것이 사실로 규명되면서 1978년 1월 스웨덴은 세계에서 처음으로 프레온가스가 함유된 에오로졸 스프레이의 사용을 금지했다. 당시 다른 국가들은 동참하지 않고, 프레온 가스가 오존층을 파괴한다는 명확한 과학적 근거가 부족하다고 주장했다.

하지만 미국의 기상위성인 님부스 7호가 남극의 오존층 파괴 사진을 촬영하여 공개하면서 큰 파문이 일었다. 결국 오존층 보호를 위해 1985년 빈협약을 체결하고 1987년 오존층 파괴 물질의 생산과 사용을 규제하는 몬트리올 의정서가 체결됐다. (관련링크)

단순히 프레온 가스 사용량을 줄이는데서 그치는 것이 아니라, 생산과 사용을 완전히 금지한 이유는 프레온가스의 특징 때문이다. 프레온 가스는 한번 발생하면 약 100년 동안 대기 중에 머무는 것으로 추정하고 있기 때문이다. 즉, 방출을 줄이는 수밖에 달리 도리가 없다.

한국도 몬트리올 의정서의 가입국이고, 2010년부터 기존 생산분과 일부 예외적인 경우를 제외하고 생산 수출입이 완전히 금지되었다. 이러한 전 세계의 노력으로 오존량 감소는 2010년에 와서 중단되었고 이후 회복되고 있다. 실제로 오존층 평가에 참여한 300명의 과학자들은 오존층 복원이 예상보다 빨리 진척되어, 2045년에서 2060년 사이에 1980년 수준으로 회복될 것으로 예상하기도 했다. (관련링크)

오존층이 얇아지는 오존홀 현상을 막기 위해 몬트리올 의정서가 채택되었고, 그 노력으로 현재 오존홀의 크기는 점차 줄어들고 있다. ⓒ NASA

지난해 12월, 미국항공우주국(NASA)는 조사 보고서를 통해 오존홀이 앞으로 30년 후인 2040년쯤에는 200만제곱미터(㎡)이하로 줄어들어 21세기 말에는 실질적으로 소멸할 것이라는 예측을 내놓기도 했다. 오존 홀의 크기를 줄이고 오존층을 지키고자 하는 노력이 빛을 보고 있는 것이다. (관련링크)

현재 오존홀의 면적은 3100만 제곱킬로미터(㎢)로, 남극 상공에는 봄에서 초여름에 걸쳐 거대한 오존홀이 형성된다. 다행인 것은 몬티리올 의정서 이후 오존층을 파괴하는 프레온 가스 대신 대체물질 사용이 일반화되면서 유해 화학 물질이 줄어들고 있다는 점이다.

미국항공우주국은 인공위성을 통해 얻은 데이터를 통해 장기적으로 오존의 동향을 수집하였다. 그 결과, 오존홀 문제가 거의 끝나가고 있음을 밝혔다. 오존홀 크기가 꾸준히 줄어들고 있고, 30년후가 되면 실질적으로 큰 문제가 되지 않는 선까지 크기가 작아질 것이라는 의미이다. (관련영상)

오존홀이라고 해서 정말로 오존층이 뚫린 것은 아니다. 높은 함량의 오존이 존재하는 오존층의 오존량이 과거에 비해 상대적으로 적어진 범위를 말한다. 오존층은 태양이 방출하는 자외선으로부터 지구를 보호하고 있는데, 오존홀이 생기면서 오존의 농도가 옅어지게 되고 자외선 투과율이 높아지면서 문제가 생기는 것이다.

남극에서만 오존홀이 발견될까

오존홀이 생기는 이유에 대해서는 여러 학설이 존재하지만, 첫째는 남극의 특이한 기상 조건 때문이며 둘째는 지나치게 많이 방출되는 프레온 가스 때문이다. 두번째 원인 때문에 몬트리올 의정서가 채택된 것이다.

남극의 기상은 겨울에서 이른 봄까지 강한 제트류가 대륙을 감싸고 있어 주변의 다른 공기가 들어오지 못하는 특징이 있다. 그래서 남극 겨울의 극저온 성층권에서는 진주운이 생기고, 이 구름에 포함된 플루오로카본(fluorocarbon)에서 염소가 생긴다.

이 염소가 햇빛이 비칠 때 구름 입자의 표면에서 오존과 접촉하여 오존층을 파괴하여 오존홀이 생긴다. 특히 남반구의 봄철인 9월과 10월 사이에 오존층이 많이 얇아지고, 11월경이 되면 오존층은 다시 원상태로 회복된다.

일반적으로 오존홀은 남극에만 있다고 알려졌는데, 2011년 처음으로 북극 상공에서 남극에 버금가는 심각한 오존홀이 발견되었다는 조사결과가 발표됐다. 북극 성층권의 오존층 40%가 사라지면서 원쁠형 오존구멍이 형성되었다는 것이다. (관련링크)

사실 북극의 성층권은 남극에 비해 온난기류가 유입되기 쉬워 남극만큼 심각한 오존층 파괴는 이뤄지지 않을 것으로 예상돼 왔다. 하지만 겨울 한랭화가 이례적으로 장기화되면서 매년 30% 수준이던 오존층 파괴가 40%를 넘어서게 된 것이다.

http://www.sciencetimes.co.kr/?p=136692&cat=36&post_type=news

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