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북극해 박테리아, ‘구름 씨뿌리기’에 활용 가능…지구 온난화 해소할까?
2019-09-05 17:01:01
이택경
구름 씨뿌리기는 구름을 두껍게 만들어 강우를 유도하는 방법이다(사진=123RF)

[리서치페이퍼=이택경 기자] 해양 해조류 번식에서 발생하는 박테리아를 대기 중으로 이동시키면 구름 속에서 동일한 작용을 할 수 있다는 연구 결과가 발표됐다.

콜로라도주립대학 연구팀은 ‘구름 씨뿌리기’와 관련된 이 박테리아를 발견했다. 이를 통해 조류 번식 미생물이 구름 형성을 촉진하고 강수를 유발할 수 있다는 것이다.

구름 씨뿌리기란?

구름 씨뿌리기란 구름양을 두껍게 만들고 비나 눈을 유도하는 방법이다. 보통 강수 확률을 높이기 위해 특정한 물질을 사용한다. 

여름철 혹서 현상이 심각해지면 세계 각국에서는 가뭄이 이어져 농업과 수경재배 부문에 막대한 피해를 입게 된다. 이 같은 여름철에 강우량이 적어지면 각국 정부들은 비를 유도할 수 있는 효과적인 방법을 찾게 된다. 이를 통해 농가를 구하고 사람이 사용할 수 있는 신선한 물을 저장할 댐의 수량을 비축하는 것이다.

여름철 강우량이 적으면 각국 정부는 비를 유도할 수 있는 효과적인 방법을 찾게 된다(사진=123RF)

이를 위해 개발된 방법 중 하나가 구름 씨뿌리기다. 강우 가능성을 높이기 위해 구름을 두껍게 만드는 것이다. 구름 씨뿌리기에는 대기 중 구름을 두껍게 만들기 위해 여러 가지 물질을 사용한다. 

이 같은 물질에는 보통 식탁염과 드라이아이스, 요오드화은이 포함된다. 그러나 이 같은 물질들은 기존의 구름 위에서만 사용할 수 있다. 만약 대기 중에 구름이 없는 경우 이 같은 화학물질을 뿌리게 되면 대기 중으로 흩어지기만 한다.

2016년 기준 세계 56개 국가에서 상업, 산업, 주거 지역에 수자원 요건을 충족하기 위해 구름 씨뿌리기 방법을 사용했다. 이는 여름철 가뭄에 대처할 수 있는 가장 효과적인 방법이기 때문이다. 하지만 효과적인 측면에서는 매우 다양한 결과로 이어진다.

조류 번식 박테리아 구름 

콜로라도주립대학 연구팀은 자연 그 자체가 물 순환 주기의 속도를 높일 수 있다는 것을 확인했다. 그리고 북극해 조류에 조류 번식과 관련된 미생물이 있다는 것을 밝혀냈다. 

또한 이 미생물을 대기 중으로 보내면 구름 입자를 결집하고 물 순환 주기를 가속화하며 강우 확률을 높일 수 있다는 것을 밝혀냈다.

이 미생물 입자는 대기 중에서 매달려 에어로졸 형태로 변하게 된다. 그 후, 구름 속에서 얼음 결정 형성 속도를 가속화하고 응집을 강화하며 강우 확률을 높이는 것이다. 하지만 이 미생물은 다른 에어로졸과는 달리 생물학적 특성을 바탕으로 하고 있다는 장점이 있다.

선임 저자인 제시 크리미안 박사는 “이 특별한 형태의 에어로졸은 마치 식물을 재배하는 것과 유사하게 구름을 재배한다”며 “그리고 구름 얼음 결정을 형성하는 데에도 매우 효율적”이라고 말했다.

박테리아 입자는 대기 중에서 생물학적 에어로졸로 변해 구름 형성을 촉진한다(사진=123RF)

박테리아가 구름을 두껍게 만드는 방법

연구팀은 2017년 8월 26일~9월 13일까지 미국 연안경비대 커터 힐리에서 해수와 에어로졸 샘플을 채취했다. 그리고 채취한 샘플의 대기 중 영향을 확인하기 위해 몇 가지 분석을 실시했다. 실험실 분석 결과, 이 샘플 속에는 박테리아성 식물성 플랑크톤이 들어있었다. 연구팀은 바다 조류를 먹고 생활하는 이 유기체를 대기 중으로 보냈다.

대기 중에서 이 박테리아 입자는 구름 형성을 촉진하는 생물학적 에어로졸처럼 기능했다. 기존에 형성된 구름 속에 이 박테리아 입자를 배치하자 온도가 내려가 물방울이 얼음 결정으로 변했다. 그리고 박테리아 입자가 대기 중에 많을수록 기존 구름이 강우 단계로 바뀔 확률이 높아졌다.

즉, 순수한 물방울이 영하 104℉로 급랭한 이후 얼음 결정으로 변한 것이다. 에어로졸 형태로 변한 박테리아는 구름 형태에 영향을 미쳐 비나 눈을 내리기에 최적 상태로 변했다.

연구팀은 아직 구름 씨뿌리기 방법의 비밀을 제대로 풀지 못했지만, 이번 연구 결과를 지구 온난화 현상에 긴요하게 사용할 수 있을 것이라고 강조했다.

한편, 미국 국립기상데이터센터에 따르면, 2017년 미국의 기온은 54.6℉로써 연평균 기온이 지속적으로 상승하고 있으며 1895년 이후 세 번째로 높은 연평균 기온을 기록했다. 그리고 미국 연평균 강수량은 32.21인치로, 2017년은 역사상 20번째로 습한 해였다.

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