지구온난화의 주범인 산화이질소(N2O)의 생성과 소멸 메커니즘을 추적하는 방법이 국내 연구진에 의해 과학적으로 규명되었다.
서울대학교 박선영 연구교수(제1저자, 41세)가 주도하고 미국 UC Berkeley 및 호주 CSIRO 기후연구센터 연구팀이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 BK21사업과 일반연구자지원사업(여성과학자)의 지원을 받아 수행되었으며, 연구결과는 세계 최고 권위의 학술지인 ‘Nature’의 자매지 ‘Nature Geoscience’ 온라인(3월 11일)에 게재되었다.
20세기 인류에게 농업혁명을 안겨준 질소비료가 생산한 산화이질소는 온실가스 감축을 주도하는 교토의정서에서 정한 6종 중 하나이며, 태양열로부터 지구를 보호하는 오존층의 파괴 촉매제이다. 지금까지 지구온난화와 오존층 파괴의 주범으로 지목되어 온 CFCs(프레온가스 등)는 많은 노력으로 감소 추세에 있지만, 산화이질소의 경우 산업혁명 이후 지속적인 증가 추세에 있고 최근 더욱 가파르게 상승하고 있다.
과학자들은 현재의 증가 추세가 지속된다면 앞으로 산화이질소가 오존층에 입히는 피해는 기존에 알려진 어떤 물질보다도 더 클 것이라고 말한다. 산화이질소의 동위원소는 생성과 소멸의 과정을 말해주는 꼬리표이다. 박선영 교수팀은 1940년 이후 60여 년 동안 대기 중 산화이질소 동위원소 변화 과정을 추적함으로써 대기 중 산화이질소의 농도 증가는 지속적인 질소비료 사용에 기인한 것임을 확인하였고, 비료의 사용이 토양 내 미생물의 화학적 반응을 더욱 활성화 한 사실을 밝혀냈다.
그리고 산화이질소 동위원소의 분포가 계절에 따라 주기적으로 변함을 증명하였는데, 이러한 동위원소 변동성이 갖는 폭과 주기는 산화이질소가 어디서 얼마나 발생하고 분해되었는가를 말해준다. 이러한 변동성은 산화이질소 생성 원을 규명하고 오존층이 존재하는 성층권에서 발생하는 광분해 영향 정도를 밝히는 새로운 척도로 평가된다.
박선영 교수는 “세계 인구 증가에 따른 식량·에너지 문제는 화학비료와 생물연료의 사용을 가속화시킬 것이며 산화이질소의 배출은 지속적으로 증가될 것”이며, “이번 연구결과를 통해 지구온난화의 주범인 산화이질소의 생성‧소멸 메커니즘을 명확히 규명하여 지구온난화의 가속화를 막는데 기여할 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.
서울대학교 연구처