오존층이 파괴로 기후변화가 생기는 과정이 궁금합니다.
많은 국가에서 프레온 가스를 사용하면서 오존층이 파괴되면서 오존층의 파괴가 급속히 진행되고 있는데
오존층이 파괴되면 최근 기후변화가 눈에 띄게 나타나는 것 같습니다.
어떤 과정으로 인하여 기후변화가 생기는것인지 궁금합니다.
- 먼저, 지구 대기권 중 성층권(지구표면에서 10~50km 사이)에서 오존은 만들어집니다. 그것도 태양에 의해서 만들어지죠. 만들어지는 원리는
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지구 대기권에 있던 산소분자 O2 가 2개의 산소원자 O 로 갈라지고 그 2개의 산소원자 중 하나가 다른 산소분자 O2 와 결합하여 O3 가 만들어집니다. 이런 일이 성층권에서 마구 일어납니다. 그래서 일정한 농도 10ppm 정도의 오존농도를 유지합니다.
- 오존층의 역할은 다음과 같습니다.
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성층권의 오존층은 태양의 자외선에 의해 만들어지기도 하지만 태양의 자외선 중 지구에 있는 생명체들에 치명적인 자외선 종류인 자외선 B(파장 240nm 이하) 를 지구 내부로 들어가지 못하게 차단하는 역할을 합니다. 인간도 자외선 B에 노출되면 피부암이 걸립니다.
- 문제는 인간이 냉매나 스프레이의 압축용매로 프레온을 사용하기 시작하면서 지구 대기권에 있는 오존을 분해하기 시작하게 되었습니다.
- 프레온 가스(CF3Cl2)에 의한 오존의 분해 메커니즘은 다음과 같습니다.
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2CF2Cl2 +2O3 -> 2CF2Cl + 2ClO + 2O2
복잡한 식인 것 같지만 오존(O3) 2개가 프레온 가스를 만나서 산소 2개로 변하는 메커니즘입니다.
- 이렇게 프레온 가스로 인해 오존층이 얇아져서 오존층이 파괴되면서 오존층이 앏아진 호주의 일부 지방에서는 실제로 주민들의 피부암 발생률이 급증하기도 했습니다.
- 이 문제의 심각성을 느낀 우리나라를 비롯한 전 세계는 2005년 오존층 붕괴현상이 일어난 직후, 프레온가스의 전면사용금지를 실제로 실천하였습니다. 놀랍게도 2018년 남극의 오존층 구멍이 원래 크기의 30% 가까이 줄어든 것이 확인되었는데, 점점 더 오존층의 회복속도도 빨라지고 있다고 합니다. 인간의 노력이 얼마나 중요한 것인지 실감하게 하는 일이라고 하겠습니다.
오존층은 우주에서 발생하는 생물에게 안좋은 영향을 주는 물질들을 자기장과 더불어 걸러주는 방패입니다.
현재에는 많이 줄었으나 2000년대 초까지 에어컨이나 냉장고등의 냉매제로 사용한 프레온가스와 같은 여러 기체물질들이 오존을 분해함으로 인해 오존층이 파괴가 되는 것인데요.
오존층이 가장 많이 막아주는 것은 자외선입니다. 태양광에는 자외선 적외선 가시광선 그리고 감마선과 같은 우주방사선이 대표적으로 들어있는데요. 이중 UV-B라는 자외선이 동식물에게 악영향을 주는 대표적인 종류입니다.
그 중 자외선은 피부를 태우는 역할을 하지만 심하면 피부암, 백내장과 같은 시력손상 등을 동물에게 유발합니다. 또한 자외선이 급증하게되면 특정 면역세포가 파괴되어 면역력이 감소한다는 연구결과가 있으며, 식물의 생장성을 저하시키기도 하는데 특히 UV-B는 깊은 수심까지 침투하여 광합성을 하는 단세포 조류에게 치명적이기도 하며 이 단세포 조류는 수중생태계를 구성하는 먹이사슬 최하층에 존재하기 때문에 장기적으로 보면 수중생태계가 파괴되게 됩니다.
그리고 오존층이 파괴되면 자외선을 흡수하는 양이 적어지고 그만큼의 열에너지가 지구에 다이렉트로 향하여 수온이 급격하게 상승하기도 하고 많은 꽃들이 개화시기를 혼동하게 되어 꽃가루를 배송하는 곤충들 역시 혼동을 하게됨으로 지상생태계도 망가지게 됩니다.
거기에 수온이 상승하듯 지표온도역시 상승하게 됩니다.
오존은 지구를 지켜주는 보호막이라고 생각하시면 됩니다.
태양에서 오는 빛은 저희 눈에 보이는 가시광선 뿐 아니라
다양한 파장의 빛과 에너지를 지구로 보내고 있는데요.
오존이 두껍게 자리하고있는 오존층에서 생명체에 민간한 파장의 빛들과 에너지를 차단해주고 있기 때문에 오존층이 중요합니다.
프레온가스는 이 오존과 반응해 오존층을 점차 옅어지게 하기 때문에 차단되는 빛과 에너지가 지구로 그대로 향하게 됩니다.
차단당하던 에너지가 지구표면에 닿게 되고 그로인해 지구의 온도가 높아지게 되는 것이죠.
지구의 온도가 높아지면 티비나 각종매체에서 보시는 바와같이 북극, 남극의 빙하가 녹게 됩니다.
빙하가 녹으며 해수면의 농도가 달라지고 그에따른 날씨변화를 초래하게 되는것입니다.
답변이 도움이 되길 바랍니다.
먼저, 오존을 아주 자세히보면 산소를 이루는 아주작은 알갱이 3개가 붙어서 만들어진 형태입니다.
이 알갱이들은 원래 2개가 가장 정상적인형태인데, 3개가 붙어있으므로 불안정한 상태입니다.
즉, 어떠한 충격이라든가 다른물질이오면 산소알갱이 3개중 1개가 매우쉽게 떨어져 나간다는것을 뜻하지요.
우리가 알고있는 오존층 파괴의 주된원인이 '프레온가스' 는 1980년대 무공해 냉각제로 냉장고나 자동차, 선박 등에 널리 쓰였으나, 1990년대 오존층을 파괴한다는 연구결과가 발표되면서 즉시 사용이 중단되었습니다.
그러나 이 프레온가스는 다른물질의 분해를 도와주는 물질입니다. 즉, 다른물질을 분해하는것을 도와주기만할뿐,
자신은 변하지 않지요.
따라서 2020년정도되야 프레온가스의 분해력이 떨어져 지구의 오존층은 다시 복구될것이라 생각됩니다.
이 프레온가스는 다른물질의 분해를 도와준다고헀죠?
오존은 산소알갱이 3개가 붙어있어 불안정 하다고 말씀드렸습니다?
자, 불안정한 알갱이와 다른물질의 분해를 도와주는것이 만나면,
불안정한 알갱이는 그즉시 안정한 알갱이 형태로 바뀌어 버립니다. 즉, 산소알갱이2개와 1개를 따로 분리시켜 버리는 것이지요. 따라서 오존은 산소3개가 결합되어있어야만 오존 특유의 자외선을 막는 성질이 나오는데,
2개와 1개로 분리되면, 그 특유의 성질을 잃어버리는 것이지요.
그래서 오존층이 파괴되는 것입니다.
