미세먼지 발원지는 ‘아프리카설’ 틀렸다

국제 연구진, 대기 환경 학술지에 논문 2건 잇따라 발표
아프리카 발원 미세먼지 과대평가...연중 세계 곳곳서 발생

영국 카디프대가 이끈 국제 연구진은 주요 먼지 배출원이 매년 봄 동아시아 사막에서 여름에 중동과 북아프리카의 사막, 가을과 겨울에는 호주 관목 지대로 일 년 내내 이동한다는 것을 확인했다. 연구진은 위성으로 먼지 배출원의 계절적 변화를 정량화했다./영국 카디프대

광물성 먼지는 토양을 구성하는 광물에서 나오는 대기 에어로졸 입자다. 매년 봄이면 만나는 불청객인 미세먼지가 이 광물성 먼지에서 나온다. 그렇다면 광물성 먼지는 어디에서 시작된 걸까. 지금까지는 북아프리카의 광대한 사막에서 발생했다는 게 정설이었다. 하지만 이런 학설을 뒤집는 연구 결과가 나왔다.

에이드리언 샤펠 영국 카디프대 지구환경과학부 교수가 이끄는 공동 연구진은 29일 북아프리카와 중동 사막에서 대기 중의 먼지가 발생한다고 가정한 기존 모델은 현실과 거의 관련이 없다는 사실을 알아냈다고 밝혔다. 연구진은 이번 논문에서 미세먼지를 포함한 광물성 먼지의 발생지로 북아프리카의 역할이 과대평가됐다는 결론을 냈다.

광물성 먼지는 토양을 구성하는 광물에서 나오는 대기 에어로졸 입자로, 일부는 미세먼지가 되기도 한다. 약 20년 전 과학자들은 광물성 먼지가 일 년 내내 사하라 사막을 포함한 북아프리카와 중동 사막에서 나온다고 봤다. 이 지역의 표면에 건조한 퇴적물이 무한하게 존재한다는 가정을 바탕으로 먼지 예측 모델을 만들었다. 예측 모델을 구현하기 위해 ‘지구 표면에 식물이 없다’는 단순화한 가정을 적용하기도 했다. 광물성 먼지에 대한 장기간의 글로벌 데이터가 거의 없었기 때문이다.

연구진은 위성으로 지구 전역을 500m 간격으로 살펴 먼지 배출원의 계절적 변화를 관측했다. 2001년부터 2020년까지 주요 먼지 배출원이 매년 봄 동아시아 사막에서 여름에는 중동과 북아프리카의 사막, 가을과 겨울에는 호주 관목 지대로 일년 내내 이동한다는 사실을 확인했다. 계절과 속한 반구에 따라 먼지가 가장 많이 배출되는 지역이 달라진다는 것을 확인한 것이다.

연구진은 이를 기반으로 먼지 배출량을 줄이는 식물의 분포를 감안해 미세먼지 발생 모델을 개선했다. 이렇게 다시 분석한 전 세계 먼지의 총량은 이전 모델이 예측한 것보다 2분의 1 수준으로 적었다.

대기 중의 광물성 먼지는 식물과 나무의 광합성을 방해한다. 또 얼음 위에 쌓여 녹는 속도를 앞당기는 것으로 알려져 있다. 반면 먼지의 영양분이 바다와 열대우림을 비옥하게 하기도 한다. 과학자들은 광물성 먼지가 전 지구적인 영향을 미치는 만큼 정확한 예측 모델이 필요하다고 보고 있다.

연구진은 “현재 일반적으로 사용하는 예측 모델은 북아프리카 사하라 사막을 중심으로 한 이야기의 일부만을 전달하고 있다”며 “대기 먼지는 발생원에서 멀리 떨어진 지역에서도 기후와 인간 건강에 영향을 미치는 만큼, 더 정교한 모델을 채택해야 한다”고 밝혔다. 연구진은 향후 풍속 데이터를 사용해 지구 표면에서 먼지가 배출되는 과정을 현실적으로 구현할 계획이다.

참고 자료

Journal of Geophysical Research: Atmospheres(2023), DOI: https://doi.org/10.1029/2023JD038584

Science of The Total Environment(2023), DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163452

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