해동시키지 마세요, 냉동 바이러스

해동시키지 마세요, 냉동 바이러스

대학생신재생에너지기자단 20기 황지영, 22기 박재욱, 22기 한예림, 23기 송시원

 

전 세계에서 ‘빙하 장례식’이 치러지고 있다. 기후변화로 인하여 사라지는 빙하에 대해 애도하는 것이다. 아이슬란드 최초의 빙하인 오크외쿨, 스위스 피졸 빙하, 클라크 빙하 등 벌써 여러 차례 대규모 빙하들이 녹으면서 장례 의식이 이루어졌다. 이것은 사라지는 빙하에 대한 경각심을 갖게 한다.

극지방의 빙하는 지구온난화로 인해 빠르게 녹고 있어 그 진행 속도가 심각한 수준에 이르렀다. 최근에는 연필 모양의 남극 탐사 로봇인 ‘아이스핀’으로 스웨이트 빙하를 관측했다. 스웨이트 빙하는 남극에서 가장 빠르게 변화하는 빙하이며, 녹을 때 해수면의 빠른 상승의 원인이 될 수 있다. 아이스핀 로봇은 빙하에 가장 큰 피해를 주는 얼음층의 균열이나 크레바스(빙하가 갈라져서 생긴 좁고 깊은 틈)의 유무를 관찰했다. 그 결과, 얼음 아랫부분의 크레바스에서 극단적으로 얼음이 녹고 있음을 발견했다. 빙하 바닥 부분의 깊은 균열이 있는 곳이 빠르게 녹고 있다는 것이다. 따뜻한 바닷물이 이 크레바스에 들어가 빙하의 상태를 불안정하게 만들고 있다고 말했다.

[자료 1. 스웨이츠 빙하를 탐사하는 아이스핀 로봇]

출처 : SBS뉴스

이렇게 사라지는 빙하는 여러 문제를 야기한다.

먼저, 빙하가 녹으면 해수면이 상승한다. 지구 평균 기온이 1.8℃ 이상 상승하면 극지방의 빙하가 녹아 해수면이 약 1.4m 증가한다는 연구 결과가 나왔다. 한국 기초과학연구원(IBS)과 미국 하와이대학교 연구진은 온실가스 감축을 하지 않으면 해수면 상승은 계속될 것이라고 발표했다.

[자료 2. 배출량 변화에 따른 평균 기온 증가율과 해수면 상승 정도를 나타낸 그래프]

출처 : 뉴스펭귄

다음으로, 빙하가 녹으면 우리가 빙하 속 냉동되어 있던 바이러스에 노출될 수 있다. 스페인에서 독감 바이러스가 발견됐을 당시에 이 바이러스로 죽은 여성의 시신이 알래스카의 동토에 묻혀 있었는데, 이곳의 추운 기후가 바이러스를 냉동시켜주는 역할을 하여 그 바이러스가 남아있게 됐다. 후에 얼음이 녹으면서 그 바이러스가 다시 나온 사례가 있다.

위 사례 외에도 빙하가 녹으며 나온 바이러스로 인해 인간이 감염되는 일이 생기는 등 피해가 발생하자 여러 연구가 진행됐다. 오타와대 스테판 아리스브로수 박사팀은 국제학술지 영국 ‘왕립학회보 B'에서 빙하 속 냉동된 바이러스는 얼음이 녹은 물이 많은 곳에서 새로운 동물을 감염시킬 위험이 큰 것으로 나타났다고 밝혔다.  

우리가 심각성을 인지해야 하는 이유는 지금까지 알려지지 않은 바이러스가 빙하 속에 냉동되어 있다면, 우리는 그 바이러스에 대한 정보가 없고, 그것이 사람에게 얼마나 영향을 미치는지 알 수 없기 때문이다. 실제로, 오하이오주립대 연구팀은 중국 티베트고원의 두꺼운 빙하 샘플에서 새로운 바이러스 24종 등 모두 33종의 유전물질을 발견했다고 밝혔다. 

또한,  유럽우주기구와 미국항공우주국이 공동으로 연구한 보고서에 따르면,  북극의 영구동토층이 녹을경우  바이러스 외에도 항생제 내성 박테리아 등이  방출될 가능성이 있다는 것이 밝혀져 인간과 동물에게 피해를 가져다줄 것으로 예상된다. 

빙하가 사라지면 방대한 양의 수은이 유출되는 문제가 발생할 수 있다. 수은은 독성물질로, 토양에 축적되거나 유기물에 결합하는 등의 방식으로 존재한다. 수은이 메틸수은의 형태일 때 사람과 동물에게 운동 장애 및 선천적 기형 등의 문제를 야기할 수 있기 때문에 위험하다.

북극 지방에서는 낮은 기온으로, 식물이 죽으면 썩어 수은을 자연적으로 방출하는 것이 아니라 얼어서 여러 층의 토양을 형성한다. 그래서 식물 안에 있는 수은은 대기로 방출되지 않고 빙하 속에 갇혀있게 된다. 그러나 영구동토층이 녹으면 식물 안에 갇혀 있던 수은도 퍼져나가는데, 심각한 것은 대기로 방출될 수은의 양도 알 수 없고, 인간과 식량자원에 얼마나 많은 영향을 끼치는지 알 수 없다는 것이다. 

 

좀비 바이러스, 과거로부터의 위협

지난 3년간 인류를 최악의 위기 상황으로 내몰았던 코로나 바이러스. 근원지조차 제대로 파악하지 못한 채 늘어만 가는 감염자와 사망자, 그리고 삶의 일부가 된 마스크를 보며 우리는 팬데믹의 공포를 여실히 느낄 수 있었다. 이처럼 바이러스는 언제, 어디서, 어떻게 발생할지 예측하는 것이 불가능하기 때문에 인류에게 치명적인 피해를 남기곤 한다. 그렇다면 빙하 속에 잠들어있는 고대 바이러스는 우리에게 어떤 위협이 될 수 있을까?

[자료 3. 바이러스와 빙하]

출처 : 네이버 블로그

영국 일간 가디언의 보도에 따르면, 오타와 대학의 연구팀은 캐나다의 북극 담수호인 ‘하젠 호수’로부터 빙하가 녹은 물이 다량 유입되는 지역에서 바이러스 감염이 더 높게 측정된다는 사실을 밝혀냈다. 지구온난화로 인해 빙하가 녹게 되었고 얼음 속에 갇혀있던 고대 바이러스가 빙하수에 섞여 세상 밖으로 나오게 된 것이다. 일각에서는 이를 바이러스의 부활이라고 칭하며 ‘좀비 바이러스’라고 부르기도 한다. 연구팀은 하젠 호수에서 토양과 퇴적물 샘플을 수집하였고 염기서열 분석을 통해 바이러스와 박테리아에 대한 조사를 이어 나가고 있다. 바이러스는 최대 10만 년까지 빙하 속에서 버틸 수 있기 때문에 이 감염체들 역시 실제로 주변 야생동물들을 감염시킬 정도의 기능을 할 수 있을 것으로 예상되지만, 자세한 위험성과 전염성을 파악하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다. 연구팀은 수개월 안에 고대 바이러스에 대한 정보를 구체화할 예정이라고 전했다.

[자료 4. 티베트 고원에서 채취한 바이러스]

출처 : 네이버 블로그

이번 연구는 지구온난화에 의한 빙하 유실이 새로운 팬데믹을 불러올 수 있다는 것을 증명했다는 점에서 큰 의미가 있지만 빙하 속에 바이러스가 존재할 가능성이 제기된 것은 사실 처음이 아니다. 10년 가까이 거슬러 올라간 2013년과 2015년에 꽁꽁 얼어있던 시베리아 영구동토층에서 무려 3만 년 전에 존재했던 것으로 밝혀진 두 종류의 바이러스가 발견되었다. 바이러스의 이름은 ‘몰리바이러스 시베리큠’과 ‘판도라 바이러스 예도마’이며 ‘자이언트 바이러스’라는 별명을 가지고 있다고 한다. 이 바이러스들의 크기는 별명에 걸맞게 약 0.6 마이크로미터로 다른 바이러스에 비해 상당히 큰 체적을 가지고 있다. (우리에게 익숙한 코로나 바이러스의 크기는 약 10나노미터로 60배가량 작다.) 2021년에는 앞서 언급한 것처럼 오하이오주립대학 연구팀이 중국의 티베트 고원에서 채취한 얼음 샘플로부터 무려 33종의 바이러스 유전물질을 추출하였으며, 프랑스 엑스-마르세유 대학의 클라베리 교수팀 역시 작년 11월 동시베리아에서 추출한 샘플로부터 몰리바이러스와 판도라 바이러스를 포함한 9종의 감염체를 복원하고 번식력이 살아있음을 확인하는 데에 성공했다. 

 

얼어 있던 수은이 잠에서 깨다

지구 온난화로 영구동토층이 녹으면 막대한 양의 수은이 토양과 해양으로 방출돼 생태계 전반에 악영향을 미칠 수 있다는 우려가 제기됐다. 영구동토층은 2년 이상의 기간 동안 토양 온도가 0℃ 이하를 유지하여 여름에도 녹지 않고 항상 얼어 있는 토양을 의미한다. 미국 컬럼비아대학 국립빙설자료센터(NSIDC) 연구팀은 북극 영구동토층에 매장된 수은의 양이 약 5,800만 리터 이상일 것으로 예측했다. 북극을 제외한 전 세계 토양, 해양, 대기에 있는 수은량의 2배 정도로 지구상의 가장 많은 수은이 북극 영구동토층에 묻혀 있는 것이다. 자연적으로 발생해 토양에 스며들거나 유기물과 결합한 수은을 포함하여 산업화 과정에서 화석연료를 태우거나 쓰레기를 소각할 때 발생한 수은까지 모두 영구동토층에 축적된 것으로 밝혀졌다. 

토양 속의 수은은 상대적으로 안전하지만, 바다나 강 등의 공기가 없는 환경에서는 일부 미생물에 의해 독성을 띠는 메틸수은으로 변화한다. 영구동토층이 녹아 메틸수은이 북극해로 유입되면 미생물과 어류를 거쳐 육상동물과 인간으로 이어지는 먹이사슬을 오염시킬 수 있다. 수은은 오염지역 밖에서 서식하는 육지 및 해양 동물의 체내에도 축적되는데, 실제로 수렵 활동을 하는 북극 원주민들의 혈중 수은 함량은 전 세계에서도 가장 높은 것으로 알려졌다. 알래스카 원주민 연합회의 과학 책임자는 영구동토층 융해로 인한 수은의 유입이 해양에서 식량을 얻는 원주민 사회에 생존 문제를 가져온다며 우려의 목소리를 표했다.

[자료 5. 녹고 있는 북극 영구동토층]

출처 : 리서치페이퍼

기후 변화로 녹은 빙하가 해수 수은 농도 증가에 영향을 미친다는 연구 결과도 있다. 극지연구소와 국내 공동연구팀은 2015~2017년까지 북극 스발바르 군도의 3개 피오르(빙하가 만든 U자형 만)에서 채취한 해저퇴적물을 통해 수은 농도를 분석했다. 북극 스발바르 군도는 북극해가 시작되는 위치로 따뜻한 북대서양 표층수와 만나기 때문에 지구 온난화의 영향을 명확히 확인할 수 있는 환경이다. 스발바르 군도 최남단에 위치한 호르준드 피오르에서는 조수 빙하(빙하의 일부가 떨어져나와 바다를 떠다니는 빙산)가 가장 빠르게 후퇴하면서 퇴적물 내 수은·비소·구리와 같은 중금속 농도가 가장 높게 나타났다. 빙하 속에 갇혀 있던 유기물과 수은이 결합하여 해저퇴적물에 쌓인 것이다. 지구온난화로 인한 영구동토층 및 빙하의 융해가 얼마나 많은 수은을 방출하고 메틸수은이 먹이사슬을 통해 인간에게 어느 정도의 피해를 주지 파악하기 위한 추가 연구의 필요성이 제기된다. 

[자료 6. 북극 스발바르 군도 위치]

출처 : HelloDD

 

실제 사례와 전문가들의 의견

[자료 7. 시베리아 얼음 속에 묻혀있던 사슴의 사체]

출처 : 네이버 포스트 

그 전염성과 영향력이 아직 정확히 측정되지는 않았지만, 좀비 바이러스는 실제로 인류 앞에 나타나 방심은 금물이라는 경고의 메시지를 남긴 적이 있다. 지난 2016년 폭염으로 인해 시베리아 동토의 일부가 녹게 되었고 그곳에 얼어있던 사슴의 사체가 얼음 밖으로 노출됐다. 안타깝게도 그 사슴의 사체는 탄저균을 품은 채로 얼음 속에 묻혀있었기 때문에 얼음이 녹자 탄저균이 세상 밖으로 퍼져 나왔다. 탄저균으로 인해 사슴 사체와 접촉한 어린이 1명이 사망하였으며 성인 7명이 감염되었다. 근처에 서식하던 2,000마리의 순록도 폐사하였는데 당시 러시아 당국은 바이러스의 전염을 막기 위해 25만 마리의 순록을 도살하기도 하였다. 이 지역에서 탄저병이 발생한 것이 1941년 이후 처음이라는 사실은 고대 바이러스가 끔찍한 팬데믹을 얼마든지 다시금 불러올 수 있다는 주장에 힘을 실어준다.

이에 대해 강종구 바이오톡스텍 대표·충북대 수의대 명예교수는 ‘고대 바이러스가 외계 병원체처럼 두려운 존재’라며 얼어있던 동물 사체 속에서 잠자던 바이러스가 빙하 유실과 함께 모습을 드러내면 어떠한 재앙을 불러올지 예측할 수 없기 때문에 신중해야 한다고 강조했다. 이어 강 교수는 과거 스페인 독감이 미국 캔자스의 닭 농장에서 시작되었고 사스(SARS) 역시 고양이를 만지던 개인에서 퍼져나갔듯 감염병의 70% 이상이 동물로부터 시작되었음을 상기하며 고대 매머드/늑대를 감염시킨 바이러스라면 충분히 인간도 감염될 수 있다는 말과 함께 이런 바이러스가 생물학 무기로 사용될 수 있음에 대한 우려도 표했다. 

많은 전문가들은 고대 바이러스가 부활하면 동·식물과 사람에게 전염될 수 있음에 동의하지만, 동토층은 주로 사람이 살지 않는 곳이기 때문에 바이러스가 노출된다고 해도 사람에게 당장 위협이 되지는 않는다고 전한다. 하지만 지금 전 세계는 녹고 있는 동토층의 자원 발굴에 상당한 관심을 기울이고 있다. 이 지역의 자원을 채굴하는 과정에서 바이러스와의 접촉은 필연적이기 때문에 고대 바이러스가 인류의 삶 속에 스며들 여지는 충분하다는 것이 전문가들의 걱정이다. 

지구온난화로 인한 수은의 해수 유입은 이미 진행되고 있어 시급한 대처가 요구되고 있다. 빙하가 녹은 그린란드 남서부 하천과 피오르에서는 막대한 양의 수은이 검출되었다. 피오르 암분 퇴적물의 수은 용해도는 1L당 2,000ng (1ng=10억분의 1g)로 폐수처리가 이뤄지지 않은 산업도시의 하천 수은량에 맞먹는 수치이다. 일반 하천은 1L당 1~10ng의 수은 용해도를 갖는다. 그린란드는 수산업을 주력으로 하여 광어, 대구, 새우 등을 수출하기에 수은오염이 먹이사슬을 따라 인간에게 도달할 위험도 클 수밖에 없다. 다만 아직은 수심이 깊은 바다로 갈수록 수은 농도가 어떻게 변하는지, 융빙에 의한 수은오염이 해양 먹이사슬의 어느 단계까지 진입했는지 파악이 어려운 상태이다. 

[자료 8. 그린란드 연안에서 조업 중인 어선]

출처 : 연합뉴스

앞서 북극 스발바르 군도의 수은 오염을 연구했던 공동연구팀의 김하련 박사도 빙하가 급속히 녹으면서 유출되는 수은이 해양생물에 미치는 피해와 복원 방안에 대한 장기적 연구의 중요성을 언급했다. 

그린란드에서의 연구를 진행한 미국 플로리다주립대학의 환경생물화학자 존 호킹스 박사는 빙하에서 방출된 수은이 인간의 인위적인 활동에 의한 것이 아니라 자연을 원천으로 하고 있다는 점에 주목했다. 현재까지는 생태계 수은 오염을 감소시키기 위해 산업활동이나 화석연료 사용 등 인간의 행위를 제한하는 방식이 강조되어 왔다. 하지만 해당 연구는 앞으로 지구온난화를 막기 위해 인간의 행위를 억제하는 것은 물론, 빙하와 같이 통제가 어려운 자연환경을 관리하기 위한 돌파구가 함께 마련될 필요가 있음을 보여준다. 

 

더 이상 극지방만의 문제가 아니다

[자료 9. 페리토 모레노 빙하]

출처 : 네이버TV

기후변화로 빙하가 녹으면서 생기는 문제점들에 대해서는 이미 각종 매스컴에서 여러 차례 강조하고 있다. 해수면 상승, 서식지 파괴와 같이 극지방의 동물뿐만 아니라 전 세계적인 지형 변화로 인해 인구가 침수되는 등 지구 전체가 겪게 되는 문제를 우리는 잘 알고 있다. 그러나 표면적으로 보이는 문제가 전부가 아니다. 동토 지대는 빛과 산소가 차단되어 있으며 온도가 낮아 바이러스가 머물기 좋은 환경이면서, 동토층을 제외한 전 지구에 분포된 수은의 2배만큼이나 높은 농도의 수은을 함유하고 있다. 결국 얼음 샘플로부터 추출된 미확인 종의 바이러스 유전물질은 번식의 가능성이 확인되었고, 매년 200t에 달하는 수은이 북극해로 유입된다는 것이 밝혀졌다. 기후변화가 가속화될 경우 우리는 또다시 어떤 바이러스와 어느 정도 수준의 독성에 노출될지 모르는 일이다.

[자료 10. 세계 해수면 증가 추이]

출처 :중앙일보 

오랜 시간 동안 동식물에서의 온실가스 배출량과 식물 및 바다의 온실가스 흡수량이 균형을 이뤄오고 있었다. 그러나 산업혁명 이후 그 균형이 깨지면서 해수면의 상승 속도가 가속화되고 있고 그만큼 빙하가 빠른 속도로 녹고 있다. 실제로 그린란드의 경우 하루에 약 5천만 톤의 얼음이 녹고 있으며, 이 현상은 더 이상 극지방 동물들의 생태계만의 문제가 아니다. 온실가스 배출을 멈추는 것이 늦어질수록 더 많은 세대가 고통받을 것이다.

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빙하에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "우리의 집! 지구 온난화에 대해서", 1기 권순일, https://renewableenergyfollowers.tistory.com/319

우리의 집! 지구 온난화에 대해서

2. "'녹은 물도 다시 보자', 남극 빙하의 놀라운 변화", 20기 강주혁, https://renewableenergyfollowers.tistory.com/3571

“녹은 물도 다시 보자”, 남극 빙하의 놀라운 변화

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참고문헌

[서론]

1) 권란, [취재파일] 남극 탐사 로봇의 경고…"남극 빙하가 빠르게 녹고 있다", SBS뉴스,

2023.02.16., https://news.sbs.co.kr/news/endPage.do?news_id=N1007083267&plink=ORI&cooper=NAVER

2) 김기봉, [날씨학개론] 지구온난화로 빙하 속 바이러스가 살아난다면?, YTN 사이언스,

2022. 12.13., https://science.ytn.co.kr/program/view.php?mcd=0082&hcd=0024&key=202212131617211738

3) 김나윤, '빙하 장례식'…사라지는 자연을 애도하다, 뉴스트리,

2022.10.12., https://www.newstree.kr/newsView/ntr202210110008

4) 김용원, [전문가 기고] 지구온난화와 수은방출 위험, 중앙일보,

2022.06.16., https://news.koreadaily.com/2022/06/15/society/opinion/20220615200326151.html

5) 남예진, 온실가스 감축 실패하면 130년 뒤 해수면 1.4m 상승, 뉴스펭귄, 2023.02.15., https://www.newspenguin.com/news/articleView.html?idxno=13513

6) 박인영, 지구온난화로 북극 '맹독성 수은' 봉인 뜯기나, 연합뉴스, 2018.02.06., https://www.yna.co.kr/view/AKR20180206143900009?input=1195m

7) 이주영, 빙하 속 바이러스 풀려난다…"다음 팬데믹, 빙하서 시작될 수도", 연합뉴스, 2022.10.20., https://www.yna.co.kr/view/AKR20221020082200009?input=1195m

8) 자연환경연수원 김창선 교수, 아름다운 섬, 사라져가는 섬, 좁아지는 땅 투발루, 내일신문, 2011.10.24., https://n.news.naver.com/mnews/article/086/0002076169?sid=103

9) “크레바스”, 두산백과, https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1151054&cid=40942&categoryId=32298

[좀비 바이러스, 과거로부터의 위협]

1) 구르는돌, 네이버 블로그, ‘빙하 속 고대 바이러스가 깨어난다.’, 2022.11.14, https://blog.naver.com/rboder/222928004948

2) ‘바이오칼럼/ 외계바이러스와 잠자는 고대바이러스’, 동양일보, 2023.02.08, http://www.dynews.co.kr/news/articleView.html?idxno=691565

3) 안정준, ‘듣도보도 못한 ‘더 센 놈’ 깨어난다... “빙하 속 고대 바이러스” 경고’, 머니투데이, 2022.10.24, https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2022102411332579076

[얼어 있던 수은이 잠에서 깨다]

1) 김선미, “영구 동토층 해빙으로 막대한 양의 수은 방출될수도”, 리서치페이퍼, 2018. 02.13, http://www.research-paper.co.kr/news/articleView.html?idxno=44990 

2) 김용원, “[전문가 기고] 지구온난화와 수은방출 위험”, 중앙일보, 2022. 06. 16, https://news.koreadaily.com/2022/06/15/society/opinion/20220615200326151.html 

3) 김준래, “영구동토층 해빙은 보이지 않는 공포의 시작?”, The Science Times, 2021. 10. 21, https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EC%98%81%EA%B5%AC%EB%8F%99%ED%86%A0%EC%B8%B5-%ED%95%B4%EB%B9%99%EC%9D%80-%EB%B3%B4%EC%9D%B4%EC%A7%80-%EC%95%8A%EB%8A%94-%EA%B3%B5%ED%8F%AC%EC%9D%98-%EC%8B%9C%EC%9E%91/ 

4) “메틸수은”, 네이버 지식백과, https://m.terms.naver.com/entry.naver?docId=2699293&cid=51610&categoryId=51610 

5) 이유진, “지구온난화, 북극 중금속 농도 상승시켜”, HelloDD.com, 2020. 03. 18, https://www.hellodd.com/news/articleView.html?idxno=71379 

6) Food식품안전나라, “메틸수은”,  2014. 11. 26, https://www.foodsafetykorea.go.kr/portal/board/boardDetail.do?menu_no=3120&bbs_no=bbs001&ntctxt_no=21815&menu_grp=MENU_NEW01

[실제 사례와 전문가들의 의견]

1) 곽노필, “‘잠자던 바이러스’ 4만8500년 만에 깨어나…감염력도 살아있다”, 한겨레, 2022.11.28, https://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/1069151.html

2) ‘바이오칼럼/ 외계바이러스와 잠자는 고대바이러스’, 동양일보, 2023.02.08, http://www.dynews.co.kr/news/articleView.html?idxno=691565

3) 염남석, “깨끗한 줄 알았던 빙하 녹은 물서 산업도시 하천급 수은 검출”, 연합뉴스, 2021. 05. 25, https://www.yna.co.kr/view/AKR20210525052400009

4) 이유진, “지구온난화, 북극 중금속 농도 상승시켜”, HelloDD.com, 2020. 03. 18, https://www.hellodd.com/news/articleView.html?idxno=71379 

[더 이상 극지방만의 문제가 아니다]

1) 김기봉, "[날씨학개론] 지구 온난화로 영구동토층 해빙...기후 재앙 되나", YTN 사이언스, 2022.01.11.,

https://science.ytn.co.kr/program/view.php?mcd=0082&key=202201111646048469

2) 편광현, "'올해 해수면 0.45cm 올랐다' 역대급 온난화 경고한 세계기상기구", 중앙일보, 2021.11.01., https://www.joongang.co.kr/article/25019978#home