[이미디어= 황원희 기자] 대기 중 질산염 수치가 수십 년간 감소한 배출량에도 불구하고 여전히 높은 수준을 유지하고 있는 이유가 밝혀졌다. 일본 홋카이도대학이 주도한 국제 연구팀은 대기 중에서 일어나는 화학적 전환 과정이 질산염의 장기 지속에 핵심 역할을 한다는 사실을 규명했다.

연구 결과는 최근 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 에 게재됐다. 연구진은 질산염 수치를 보다 정확히 평가하고 예측할 수 있는 기초를 제공함으로써 향후 기후변화 모델의 정밀도를 높이는 데 기여할 것으로 기대하고 있다.

질산염은 대기 오염의 주요 물질 중 하나로, 대기 질을 떨어뜨리고 기후 변화에 영향을 미친다. 연구팀은 1800년부터 2020년까지의 질산염 퇴적 변화를 알아보기 위해 그린란드 남동부에서 채취한 얼음 핵을 분석했다.

분석 결과, 질산염 농도는 1850년대부터 증가하기 시작해 1970년대~2000년대 사이 최고치를 기록한 뒤 다소 감소했지만 여전히 높은 수준을 유지하고 있는 것으로 나타났다. 특히 1990년대 이후 질산염 전구체 배출량이 감소했음에도 불구하고, 질산염 수치의 감소 폭은 이에 비해 작았다.

이러한 불일치는 대기 중에서 발생하는 화학 반응, 특히 기체 질산염이 입자형으로 전환되는 ‘완충 효과(buffer effect)’ 때문으로 해석된다. 기체 질산염은 대기에서 빠르게 제거되지만, 입자형 질산염은 장거리 이동이 가능하고 더 오랜 시간 대기 중에 머물 수 있어 질산염의 지속성을 높인다.

또한 연구진은 글로벌 대기화학 수송 모델을 활용한 분석을 통해, 질산염 수치와 대기 산도 간의 밀접한 상관관계를 밝혀냈다. 반면, 대기 온도나 풍속 등 기상 요인과는 뚜렷한 관련이 없는 것으로 나타났다. 이는 질산염 농도가 기상 조건보다는 대기 내 화학적 조건, 특히 산도 변화에 더 크게 영향을 받는다는 점을 보여준다.

대기 산도는 질산염의 상태를 결정하는 데 영향을 미친다. 산도가 높을수록 질산염은 입자 형태로 존재하게 되고, 이는 장거리 수송과 장기 축적을 가능하게 만든다. 이로 인해 북극 등 원거리 지역에서도 높은 농도의 질산염이 관측되는 것이다.

연구를 이끈 홋카이도대 저온과학연구소의 이즈카 요시노리 교수는 “이번 연구는 얼음 핵 속 입자 질산염을 정밀 분석한 최초의 사례로, 매우 도전적인 작업이었다”고 밝혔다. 그는 이어 “이번 데이터를 바탕으로 하면 질산염이 북극 온난화 증폭에 미치는 영향을 더욱 정확히 예측할 수 있다”고 설명했다. 향후 질산염이 북극에서 황산염을 대체하는 주요 에어로졸로 자리잡을 가능성이 높을 것으로 내다보고 있다. 따라서 이번 연구 결과는 향후 북극 기후 변화 예측에 핵심적인 기초 자료가 될 것이라고 밝혔다.

[저작권자ⓒ 이미디어. 무단전재-재배포 금지]