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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

천문학

지구가 스스로 정화되는 방법

미디어위원회
2023-05-04

지구가 스스로 정화되는 방법

(How Earth Cleans Itself)

David F. Coppedge


    과학자들은 공기와 물이 자동으로 정화된다는 새로운 발견에 놀라움을 금치 못하고 있다.


  “깨끗한 공기, 깨끗한 물”은 정치적 캠페인에서 자주 등장하는 목표이다. 인간은 지구를 더 잘 관리해야 하지만, 미생물과 지구화학의 도움을 받고 있다. ‘지구의 날(Earth Day, 4월 22일)’을 기념하는 행사에는 의심할 여지 없이 환경, 특히 기후변화와 같은 모든 나쁜 일의 원인이 인간에게 있다는 비난이 포함될 것이다. 인류가 초래한 생태학적 재앙이 많고, 심각한 것은 사실이다. 하지만 이번 지구의 날을 맞아 사람들은, 자연이 스스로 작동하도록 내버려두면 자동으로 정화되는 자연적 과정에 대해 배워야 할 것이다.

우리는 박테리아가 기름 유출(oil spills)을 청소하고, 동물들이 체르노빌(Chernobyl) 원전 사고 이후 생태계를 되살리고, 식물이 아마존 우림(Amazonia)과 캄보디아(Cambodia)의 고대 도시를 뒤덮어버리는 것을 보았다. 시간이 흐르면, 이러한 자연적 과정은 인간이 어지럽힌 환경을 정화할 수 있다. 그 방법은 무엇일까? 인간이 엉망진창을 만든 것에 대해 변명의 여지는 없다. 하지만 지구가 스스로 청소하기에는 전 지구적 핵전쟁만큼 큰 일은 없는 것처럼 보인다.


해양 화학


과학자들이 지구 대기가 스스로 정화되는 방법을 발견했다 (UC Irvine, 2023. 4. 7). 수산화이온(hydroxyl ions, OH-)은 인체 내부에서는 해로울 수 있지만, 대기 중에서는 유익한 역할을 한다. 바다에서 측정된 새로운 과정에 따르면, 이 이온은 밤에 바다 표면에서 자연적으로 형성되어 공기 정화를 가속화 한다. 과학자들은 수산화이온에 대해 알고 있었지만, 햇빛에 의해 생성되는 것으로 생각했으며, 그 양이 제한적이라고 생각했다. 이제 어바인 대학(UCI)의 과학자들은 수산화이온이 생각보다 훨씬 더 광범위하고, 효과적이며, 24시간 내내 작동한다는 사실을 발견했다.

OH 이온 자체가 대기 중에 어떻게 형성되는지는 완료된 이야기로 여겨졌지만, 캘리포니아 어바인 대학의 화학과 교수인 세르게이 니즈코로도프(Sergey Nizkorodov)가 이끄는 연구팀은 PNAS 지에 발표된 새로운 연구에서, 공기 중의 물방울과 주변 공기 사이의 표면에 존재하는 강한 전기장이 이전에 알려지지 않은 메커니즘에 의해 OH를 생성할 수 있다고 보고했다.

이 발견은 과학자들이 인간이 배출하는 오염물질이나 온실가스와 같은 것들을 공기가 어떻게 정화하는지 이해하는 방식을 재구성할 수 있는 발견으로, OH가 반응하여 제거할 수 있다. 니즈코로도프는 "탄화수소를 산화하려면 OH가 필요하며, 그렇지 않다면 탄화수소가 대기 중에 무한정으로 축적될 것이다"라고 말한다.

PNAS(2023. 4. 3) 지의 공개 접근 논문에 따르면, 이 자연적 과정은 어두운 밤에 작동하기 때문에, 이전에는 그 정도를 깨닫지 못했다고 한다.

요약하면, 우리는 어둠 속에서 에어로졸화된 물방울의 공기-물 계면(air–water interface)에서 OH 라디칼이 자발적으로 생성된다는 강력한 실험적 증거를 제시했다. 이 생성은 어떤 전구체(precursors)에 의존하지 않으며, 공기-물 계면 영역(air–water interfacial area)과 상관관계가 있다. 계면 OH 중 일부는 기체상 화합물의 산화 화학을 시작하여, 기체상 생성물을 생성할 수 있다. 관측된 OH 형성 속도를 대기 조건으로 외삽한 결과, 이 근원(source)은 특히 어두운 곳에서 대기의 수성 OH 형성에 주요한 근원이지만, 이전에는 인식되지 않았던 주요한 것이 될 수 있음을 나타낸다.


곰팡이


곰팡이(fungi)는 재활용되기 어려운 플라스틱을 식사로 만든다 (University of Sydney, 2023. 4. 14). 폴리프로필렌(Polypropylene)은 분해되기 가장 어려운 플라스틱 중 하나이다. 장난감, 가구, 장식 등에서 발견되는 이 플라스틱은 매립되는 플라스틱 쓰레기의 28%를 차지한다. 이것들을 어떻게 해야 할까? 시드니 대학의 과학자들은 폴리프로필렌을 분해할 수 있는 자연적 과정을 찾았다.

"이번 연구 결과로 제기된 한 가지 질문은 플라스틱의 분해를 빠르게 촉진할 수 있는, 자연적으로 발생되는 조건은 무엇인가 하는 것이다. 우리는 곰팡이 및 기타 미생물이 제공하는 생물학적 과정의 역할을 더 탐구하고자 한다"라고 말했다.

연구팀은 단단한 플라스틱을 분해할 수 있는 초강력 곰팡이 두 종을 분리했다. 이 두 종은 일반적으로 토양과 식물에 서식하는 것이었다.

생명환경과학 대학의 진균학(곰팡이 연구) 전문가이자, 이번 연구의 공동 저자인 디 카터(Dee Carter) 교수는 다음과 같이 말했다 : "곰팡이는 매우 다재다능하며, 거의 모든 기질을 분해할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이 강력한 능력은 곰팡이가 강력한 효소를 생산하기 때문이며, 이 효소는 분비되어 기질을 더 단순한 분자로 분해하여, 곰팡이가 흡수하는 데 사용된다"라고 설명한다.

아직 해야할 일이 많이 남아있지만, 연구팀은 '슈퍼곰팡이'에 의한 플라스틱 분해를 최적화할 수 있는 조건을 찾아내기 위해 노력하고 있다.


갑각류들


타호 호수의 투명도는 40년 만에 최고이다 : 연구자들은 이 동물이 도움을 주고 있다고 말한다 (Phys.org, 2023. 4. 11). 캘리포니아의 아름답고 큰 타호 호수(Lake Tahoe, 시에라네바다 산맥의 고산 지역에 있는 호수)에서 포식자와 먹이 사이에 전쟁이 벌어지고 있다. 그들은 "물벼룩(water fleas)"으로 알려진 작은 갑각류인 다프니아(Daphnia)와 보스미나(Bosmina), 그리고 이들을 잡아먹는 마이시스 새우(mysis shrimp)이다. 이 갑각류들은 그들의 적절한 비율로, 물을 정화하고 호수에 투명도와 푸른색을 부여한다.

UC 데이비스 대학의 타호 환경연구 센터의 과학자들은 보고서에서 호수의 투명도가 개선된 것은 "부분적으로는 호수의 토착 동물성 플랑크톤이 부활했기 때문"이라고 말했다. 그들은 호수의 유명한 푸른 물을 복원하는데 도움을 주기 위해 자연정화 팀을 운영해오고 있었다.

과학자들은 산불로 인한 작은 입자들이 호수를 더 흐리게 할 것이라고 걱정하고 있었다. 하지만 기사에 따르면, 동물성 플랑크톤은 "호수를 혼탁하게 만드는 입자들을 먹는다"는 것이다.


쓰레기 섬의 생물들


태평양의 거대한 쓰레기 섬에 연안 생물들이 안정적으로 서식하고 있었다 (New Scientist, 2023. 4. 17). 캘리포니아와 하와이 사이에 160만 평방킬로미터에 달하는 태평양 거대 쓰레기 지대(Great Pacific Garbage Patch)는 인간이 바다에 버린 쓰레기와 환경 부주의에 대한 거대한 기념비이다. 하지만 과학자들은 쓰레기 섬에서 절지동물, 말미잘, 연체동물 등 이전에는 살지 않는 것으로 알려졌던 연안 생물(coastal animals)들이 안정적으로 서식하는 것을 발견하고, 놀라움을 금치 못했다. 윌리엄스 대학(Williams College)의 제임스 칼튼(James Carlton)은 연안 생물종이 원양 생물종보다 3대 1로 더 많다는 사실에 놀라움을 금치 못하고 있었다.

이 발견은 연안 생물 종들이 원양에서 생존할 수 없다는 가정을 뒤집는 것이다. 그리고 새로운 유형의 생태학적 '신원양 공동체(neopelagic communities)'가 원양의 플라스틱 쓰레기더미 위에 자리잡고 있다는 증거를 확고히 하는데 도움이 된다. 칼튼은 "연안 생물들이 그들이 진화하지 않은 환경에서 어떻게 생존할 수 있는지, 다시 생각하게 되었다"라고 말한다.

칼튼은 이 생물들이 무엇을 먹고 사는지, 다른 바다 물고기들과 어떻게 상호작용하는지 알지 못하고 있었다. 의심할 여지 없이, 해양생물이 살아가기 위해서는 무언가를 먹고, 쓰레기를 배설하고, 적어도 일부 쓰레기를 분해하는 미생물과 상호작용을 해야 한다.


기타


최근 또 다른 뉴스에 의하면, 물고기들과 산호초 생물들은 침몰한 선박에도 자연어초(natural reefs)처럼 쉽게 적응하는 것으로 보인다는 것이다. CEH의 이전 기사(2022. 10. 13) "화산, 지구에 영양분을 공급하다"는 지구 깊은 곳에서 가져온 영양분으로 황폐한 땅이 다시 살아날 수 있다는 희망을 주고 있다고 보고했었다. 2018. 5. 12일 기사는 비버(beavers)가 그들의 연못에 있는 토양을 정화하는 방법을 기술했었다. 2019. 7. 6일 기사는 나무(trees)들이 지구를 구하는데 도움이 되는 이유는 온실가스인 이산화탄소가 나무에게는 식량과 같기 때문이라고 설명했다. 나무는 이산화탄소를 흡수하고, 산소를 방출한다.

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지구는 생명체를 유지하기 위해 설계되었다고 생각할 수 있다. 이는 인간의 환경오염에 대한 변명은 아니지만, 우리의 엉망진창을 청소할 수 있다는 희망을 준다. 과학자들은 극단적인 조치를 취하는 대신, 기존의 지구 정화 과정을 최적화하는 방법을 고려해야 할지도 모른다.


추천 도서 : 마이클 덴튼(Michael Denton)의 책 '인간이라는 기적(The Miracle of Man)'은 지구에 대한 놀라운 사실을 담아놓은 보물상자로서, 지구가 복잡한 생물들, 특히 우리 같은 커다란 존재를 위해 맞춤 제작된 환경을 조성하기 위해, 얼마나 많은 '우연'들이 필요한지를 보여준다. 덴튼은 창조론자는 아니며, 오랜 연대를 받아들이고 있지만, 그가 수집한 지질학적, 화학적, 생물학적 사실들을 살펴보면, 놀라움을 금치 못할 것이다. 그의 생각을 간략하게 소개하고 있는, 그의 Privileged Species 웹사이트와 Discovery Science의 YouTube Playlist에 있는 동영상들을 살펴보라. 물의 경이로움(The Wonder of Water)에 관한 영상물은 좋은 예이다.

‘지구의 날(Earth Day)’을 맞아 이 영상물과 일러스트라의 걸작인 '특별한 행성(The Privileged Planet)'을 이웃들과 공유해 보라. YouTube에서는 12개의 에피소드로 나누어져 있다.


*참조 : 식물을 사랑해야 될 더 많은 이유들 

https://creation.kr/Plants/?idx=1291412&bmode=view

토양의 중요성과 청색혁명 

https://creation.kr/Ecosystem/?idx=1876340&bmode=view

전 세계에 유익을 주고 있는 작은 바다생물들 : 동물성 플랑크톤은 바닷물의 혼합에 중요한 역할을 한다.

https://creation.kr/Ecosystem/?idx=1876346&bmode=view

번개, 토양 박테리아, 그리고 하나님의 섭리

https://creation.kr/IntelligentDesign/?idx=12269011&bmode=view

열대우림의 나무들은 질소고정을 위해 협력하고 있었다. 

https://creation.kr/Plants/?idx=1291445&bmode=view

식물의 보이지 않는 영향이 밝혀지고 있다.

https://creation.kr/Plants/?idx=1291409&bmode=view

나무를 썩게 하는 균류의 이용. 

https://creation.kr/Plants/?idx=1291358&bmode=view

기적의 식물인 모링가 나무를 이용하여 오염된 물을 정화하는 새로운 방법의 개발

https://creation.kr/Plants/?idx=1291450&bmode=view

하나님은 왜 잡초를 만드셨을까?

https://creation.kr/Plants/?idx=1291456&bmode=view

식충식물이 R&D 수상을 이끌다. 생체모방공학의 새로운 기술들 

https://creation.kr/Plants/?idx=1291385&bmode=view

먹이그물 생태학은 성경과 일치한다.

https://creation.kr/IntelligentDesign/?idx=5072939&bmode=view

생태계의 회복은 매우 빠르게 일어난다. 

https://creation.kr/Topic501/?idx=13898737&bmode=view

화산폭발은 지구에 영양분을 공급한다

https://creation.kr/Sediments/?idx=13213342&bmode=view

우리의 창조된 지구 : 생명체를 위해 독특하게 설계되었다

https://creation.kr/Cosmos/?idx=1293894&bmode=view

사람이 거주하도록 창조된 지구 : 지구 행성의 놀라운 설계 특징

https://creation.kr/Earth/?idx=1294102&bmode=view


출처 : CEH, 2023. 4. 21.

주소 : https://crev.info/2023/04/how-earth-cleans-itself/

번역 : 미디어위원회



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