지구온난화·미세플라스틱의 역습

인류가 살고 있는 지구를 위협하는 요인엔 여러 가지가 있다. 지구 바깥에서 날아오는 소행성이나 혜성 같은 것도 있지만 인류에게 ‘현존하는 가장 직접적인 문제’는 다름 아닌 인간이 만들어 낸 것들이다. 지구온난화와 미세플라스틱이 바로 그것이다.

미국 매사추세츠공과대(MIT), 영국 버밍엄대 공동 연구팀은 대기 중 온실가스가 증가하면 금세기 말까지 지구 주변을 돌 수 있는 위성의 총개수가 현재 수용 능력의 최대 66%까지 감소할 수 있다고 12일 밝혔다. 이 연구 결과는 환경과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 지속가능성’ 3월 11일 자에 실렸다.

●CO2가 대류권 밀어 대기권 얇아져

지구를 둘러싸고 있는 대기권은 대류권-성층권-중간권-열권으로 구분된다. 인공위성은 지표 위 250㎞ 상공에서 수십만㎞까지 폭넓은 영역에 분포한다. 250~2000㎞ 범위의 저궤도에 가장 많은 위성이 분포하고 있으며 우주왕복선과 국제우주정거장(ISS) 궤도 역시 지상 400㎞의 저궤도에 위치한다. 앞선 연구들에선 대기 중 온실가스가 증가하면 지상 50㎞에서 85㎞의 중간권과 지상 85㎞부터 600㎞까지 열권이 수축할 수 있다고 밝혔다. 온실가스인 이산화탄소가 대류권을 밀어 올리면서 성층권 이상 대기권이 얇아지고 있다는 것이다. 문제는 이런 수축 현상이 지구 궤도 공간의 밀도를 낮추면서 대기와의 마찰을 줄여 우주 쓰레기가 궤도에 남아 있는 시간을 길게 만든다는 점이다. 현재 지구 중간권 이상의 공간을 돌고 있는 위성이 증가하는 만큼 우주 쓰레기도 늘어나 새로운 위성 활용 공간이 축소된다.

●대기 마찰 줄면서 우주 쓰레기 늘어

실제로 연구팀은 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC) 보고서를 근거로 한 여러 시나리오를 통해 2100년까지 지구 궤도에 지속 가능하게 유지될 수 있는 위성 숫자를 추정했다. 그 결과 현재보다 이산화탄소 배출이 더 증가하는 SSP5~8.5 시나리오에서는 2100년까지 저궤도에서 지속 가능하게 관리할 수 있는 최대 위성 수가 지금보다 50~66% 줄어들게 된다. 이는 2500만~4000만개의 위성에 해당한다.

연구를 이끈 리처드 리나레스 MIT 교수(천체역학)는 “이번 연구는 온실가스 배출을 줄이는 것이 지구 기후뿐만 아니라 우주 활용 기회를 늘릴 수 있다는 것을 보여 준다”고 강조했다.



●플라스틱 노출 땐 항생제 내성 심해져

그런가 하면 미국 보스턴대 의대 연구팀은 미세플라스틱에 노출된 박테리아는 감염 치료에 쓰이는 다양한 항생제에 내성을 갖게 된다는 사실을 밝혀내고 생명과학 분야 국제 학술지 ‘응용·환경 미생물학’ 3월 11일 자에 발표했다. 매년 항생제 내성 감염과 관련된 사망자는 전 세계적으로 495만명에 이르는 것으로 추정된다. 박테리아에 내성이 생기는 것은 약물 오남용 문제도 있지만 박테리아가 복제되는 미세 환경의 영향이 더 크다.

이에 연구팀은 가장 흔한 박테리아인 대장균(E. coli)이 미세플라스틱에 오랫동안 노출될 경우 어떻게 반응하는지 실험했다. 그 결과 박테리아 표면에 미세플라스틱이 붙어 일종의 ‘바이오필름’이 형성된다. 이 바이오필름을 항생제가 뚫지 못하는 것으로 확인됐다.

연구를 이끈 무하마드 자만 보스턴대 의대 교수(의생명공학)는 “플라스틱은 무생물이지만 환경 적응력이 매우 높은 물질”이라며 “박테리아 표면에 붙은 미세플라스틱은 항생제를 흡수해 약효를 발휘하지 못하게 하는 것으로 확인됐다”고 말했다.