1950년대 핵실험, 심해 깊숙이 영향 줘
1950년대 핵실험, 심해 깊숙이 영향 줘
  • 이상진
  • 승인 2019.05.12 19:20
  • 조회수 3103
  • 댓글 0
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핵실험의 영향이 마리아나해구까지 도달했다고 합니다. 출처:fotolia
핵실험의 영향이 마리아나해구까지 도달했다고 합니다. 출처:fotolia

1950년~1960년대에 실시된 핵폭탄 실험의 영향이 지구에서 가장 깊은 해저지점으로 알려진 마리아나해구까지 도달했다는 점을 과학자들이 발견했습니다.

 

핵실험으로 폭증한 탄소-14

 

탄소-14는 지난 1936년 최초로 관찰된 탄소의 방사성 동위 원소인데요. 6개의 양성자와 8개의 중성자, 그리고 6개의 전자로 구성돼 있습니다. 탄소-14는 지상으로부터 9km 이상 떨어진 대기권에서 우주방사선으로 인해 생성되는 중성자와 질소-14가 핵반응을 이루어 생성됩니다.

 

대기 중 존재하는 탄소의 99%는 탄소-12와 탄소-13인데요. 자연상태에서 존재하는 탄소 가운데 1조분의 1만이 탄소-14로 존재한다고 해요. 하지만 우주방사선 이외에 대기권에서 중성자를 생성해 탄소-14를 인위적으로 증식하는 경로들이 있는데요. 대표적인 것이 바로 핵무기실험입니다.

탄소-14는 자연적으로도 생성되지만 인위적으로도 만들어집니다. 출처:fotolia
탄소-14는 자연적으로도 생성되지만 인위적으로도 만들어집니다. 출처: fotolia

바로 '폭탄 영향(Bomb Effect)'라 불리는 현상인데요. 핵무기 실험으로 생성된 엄청난 양의 중성자들이 대기권에서 질소와 반응해 탄소-14를 만들어내게 됩니다. 과학자들에 따르면 1950년대와 1960년대 실시된 핵실험으로 핵무기 실험 전도가 대기 중 탄소-14의 농도가 2배 정도 증가했는데요. 

 

현재는 탄소 교환 사이클로 인해 핵실험으로 야기된 탄소-14의 대기 중 이상 증식이 많이 줄어든 상태라고 합니다. 하지만 대서양과 태평양, 인도양, 지중해 등에서 채취한 바다 표면 샘플에는 여전히 폭탄 영향이 조금은 남아있다고 알려졌습니다.

 

탄소-14 대기 중 농도 많이 줄었지만 해저 영향은 여전


 
중국 광저우 중국과학원 지구화학연구소 연구팀은 해양 표면으로부터 6,400m 이상 아래에 사는 작은 갑각류들의 근육 조직에서 핵실험에서 방출되는 방사성 탄소를 검출했다고 밝혔습니다.

 

연구팀에 따르면 방사성 탄소가 검출된 갑각류들은 지난 2017년 마리아나해구와 뉴브리튼해구, 무소해구 등에서 회수한 수생생물들이었는데요. 처음에 과학자들은 해당 수생생물들의 핵실험 영향을 조사하기 위해서가 아닌 수생생물들의 생태를 조사하기 위해 연구를 진행했습니다.

바다표면의 탄소-14 농도는 점차 옅어졌습니다. 출처:fotolia
바다 표면의 탄소-14 농도는 점차 옅어졌습니다. 출처: fotolia

연구팀은 여러 해구들에서 가져온 수생생물들이 어떤 유기물질로부터 에너지를 얻어 생명을 유지하는지 조사하는 도중 의외의 발견을 하게 되는데요. 바로 이들 수생생물들에게서 탄소-14가 발견된 것이죠.

 

핵실험으로 발생한 탄소-14는 바다 표면에 섞여 표면에 사는 여러 생물들에 흡수됐습니다. 1960년대 이후 몇 년 동안 과학자들은 바다표면에 사는 생물들에게서 탄소-14 수치가 증가한 것을 발견할 수 있었는데요. 하지만 이 수치는 핵실험 전인 1950년대 이전 수치로 점차 떨어지기 시작했습니다.

 

그런데 이번 연구 결과에 따르면 바다 표면에 사는 생물들의 탄소-14 수치는 떨어진 반면 해양 깊숙한 곳에 사는 수생생물들에서는 탄소-14 수치가 여전히 높다고 하는데요. 과학자들은 해저 밑바닥의 수생생물들이 바다 표면에서 해저로 가라앉은 유기물을 섭취해 탄소-14 수치가 늘어난 것으로 분석했습니다.

 

연구팀은 "바다의 생물학적 시스템에서 바다 표면과 해저는 매우 강한 상호작용이 존재한다"며 "인간행동의 결과가 해저 생태계의 먹이사슬에 영향을 끼칠 수 있기 때문에 주의해야 한다"고 설명했습니다.


##참고자료##

 

  • Ning Wang et al, “Penetration of Bomb 14C into the Deepest Ocean Trench”, Geophysical Research Letters Published Online(2019), doi: 10.1029/2018GL081514.


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