[미리보는 '금요일의 과학터치'] 봄 불청객 황사, 어디서 오나

사진=황사의 발생과 이동

황사는 아시아 내륙 건조지역에서 발생해 봄철마다 우리나라에 영향을 미치는 기상 현상이다. 황사는 시각적 경험이기 때문에 일반인들의 관심이 매우 높다. 따라서 황사의 발생, 이동, 예측 등의 기상학적 연구나 황사 시료의 화학 조성 분석 등 수많은 연구들이 이전부터 수행돼 왔다.

그러나 방대한 황사 연구에도 불구하고, 황사 입자의 본성에 대한 정밀 연구는 최근에야 시작되고 있다. 특히 황사 입자는 바람에 날린 건조지역 토양먼지이므로 황사 입자의 특성을 이해하기 위해서는 기원지 암석의 풍화 및 토양 생성 과정에 기초한 지질학적 및 광물학적 연구가 필요하다. 또한 황사에 수반되는 유해 화학물질들의 분석자료들이 있지만 유해 화학물질의 생체 흡수도와 토양, 수질, 생체환경으로 확산되는 과정은 잘 알려져 있지 않다.

시민들은 매년 봄철마다 황사 마스크를 쓰고 농가에서는 축사를 덮고 소독을 한다. 하지만 사실 황사의 화학적 유해성을 정확히 평가할 만한 자료는 부족한 것이 현실이다. 이 때문에 안동대학교 지구환경과학과 정기영 교수 연구팀은 2011년 9월부터 한국연구재단의 중견연구자지원사업의 지원을 받아 향후 5년간 '황사의 재해 평가를 위한 광물학적 및 지구화학적 기초연구'를 수행 중이다.

황사는 발생 후 이동 과정에서 서서히 퇴적하는데, 당연히 기원지인 사막 연변부에 가장 많이 퇴적된다. 따라서 중국 서부 사막 연변부에는 황사가 수십~수백m 정도로 두껍게 퇴적된 광대한 황토고원이 형성돼 있다. 정기영 교수는 황토고원의 황사 퇴적물에 관한 광물학적 연구결과를 관련 분야 권위 있는 국제학술지에 연속 게재한 바 있다.

또한 황사 입자의 광물학적 특성에 관한 정량적이고 미시적인 연구결과를 국제학계에 보고했다. 이를 바탕으로 정기영 교수 연구팀은 국내 토양에 퇴적된 황사에 대해서도 연구 중이며 곧 연구 결과를 발표할 예정이다. 황사가 본성적으로 토양먼지임을 고려하면 황사에 대한 이해는 지질학적 및 광물학적 기반지식에 기초해야만 한다. 따라서 광물학과 지질학 전문지식에 기반한 정기영 교수팀의 향후 연구는 우리나라 황사 연구가 한 단계 도약하는 계기가 될 것으로 기대되고 있다.

황사가 발생하는 기상학적 조건과 이동은 조금만 관심을 가지면 누구나 온라인으로 공개된 자료들과 경험을 바탕으로 쉽게 파악할 수 있다. 이번 강연에서는 광물 먼지 발생 현황과 지구 기후와의 관계, 동아시아 황사 발생의 지질학적 배경, 황사의 발생과 이동, 황사의 물질 특성과 연구 방향을 소개한다.

황사는 동아시아 지역의 광물 먼지다. 이외에도 지구상에는 북아프리카 사하라 사막, 호주 사막, 파타고니아 건조지역 등의 광물 먼지 발생 지역이 있다. 전 세계적인 광물 먼지 발생현황을 소개하고, 광물 먼지 발생과 지구 기후변화의 상호관계에 대한 최근 연구 성과를 살펴볼 예정이다.

동아시아 지역에서 황사가 미치는 영향은 상당히 크다. 지구 역사를 통해 기후는 전 지구적으로 또는 지역적으로 계속 변해왔는데 기후에 대한 설명은 황사를 이해하는 데 필수적인 요소다. 아시아 내륙 지역이 왜, 그리고 언제부터 건조 지역이 돼 세계적인 광물 먼지 대량 발생지가 됐는가에 대한 지질학적 배경을 소개한다. 또 황사 구성 입자의 현재까지 밝혀진 광물학적 특성들과 중국이나 우리나라의 토양 입자와의 상호관계, 그리고 유해성 평가에 관한 향후 연구방향도 안내할 것이다.