By MATT SIMON, WIRED US

2021년, 허리케인 래리(Hurricane Larry)가 대서양에서 북쪽으로 향하면서 미국 동부 해안가까지 향할 때 뉴펀들랜드의 해안가에 설치된 특수 장비로 허리케인을 측정할 준비가 되었다. 허리케인 래리가 따뜻한 해수의 영향으로 커진 점에서 과학계는 허리케인과 같은 폭풍이 육지로 향할 때 해양 표면의 미세 플라스틱과 침전물이 이동하는지 알아내고자 했다. 허리케인 래리는 말 그대로 완벽한 폭풍이었다. 섬에 도달하기 전까지 육지에 접근한 적이 없었다는 점에서 허리케인과 함께 떨어지는 것 무엇이든 인구 밀도가 높은 도시와 달리 미세 플라스틱을 대거 발견하리라 예상하지 못한 해수나 공기에서 모였을 확률이 높기 때문이다.

허리케인 래리가 뉴펀들랜드 일대를 통과하면서 하늘에서 떨어진 것 무엇이든 대거 집어삼켰다. 그중에는 비도 포함되었으며, 5mm 미만이거나 연필 위에 붙어있는 지우개와 같은 면적인 미세 플라스틱 덩어리도 포함된다. 네이처 커뮤니케이션 지구 및 환경(Communications Earth and Environment)에 게재된 연구 논문에서 발견한 바와 같이 허리케인 래리는 정점에 이르렀을 때 하루 사이에 토지 1제곱미터당 총 10만 개가 넘는 미세 플라스틱을 축적했다. 이후 허리케인에 추가되는 미세 플라스틱 입자 종류가 증가하면서 환경의 모든 부분에 침투하는 것은 물론이고, 토지와 해양, 공기로도 이동할 준비가 된 것으로 나타났다.

인류가 전체적으로 더 많은 플라스틱을 대거 생성하면서 미세 플라스틱 때문에 발생하는 환경 오염 수준도 더 심각해지는 추세이다. 미세 플라스틱이 해양에 흘러들어가 그대로 남을 것이라는 생각이 지배적이다. 예를 들어, 폴리에스터와 같은 합성 의류를 세탁하면, 세탁 1회당 미세섬유 수백만 개가 방출된 후 폐수 속에서 바닷물로 흘러들어간다. 그러나 최신 연구를 통해 대기 중에서 발생하는 입자가 사실은 파도가 발생할 때와 거품이 표면에 등장할 때 미세 플라스틱이 바닷바람에 던져지면서 육지로 되돌아온다는 사실이 밝혀졌다.
 
뉴펀들랜드를 휩쓴 허리케인이 미세 플라스틱을 옮긴 원리는 꽤 간단하다. 순도가 매우 높은 물을 약간 담은 유리 실린더가 나무가 쌓인 땅과 확고히 부착된다. 허리케인 발생 전과 발생 도중, 발생 후를 기점으로 6시간 전마다 연구팀은 비가 오든 오지 않든 뉴펀들랜드에 떨어진 입자를 모았을 수도 있는 물을 비웠다. 연구 논문 제1 저자인 달하우지대학교 지구 과학자 안나 라이언(Anna Ryan)은 “뉴펀들랜드는 수많은 극단적 기후 현상을 경험할 만한 환경이다. 또한, 꽤 거리가 멀고, 인구 밀도가 낮은 곳이기도 하다. 따라서 근처에는 미세 플라스틱 자원이 많지 않다”라고 말했다.

연구팀은 허리케인 래리 강타 전후로 하루 사이에 토지 1제곱미터당 미세 플라스틱 수만 개가 떨어진 것을 확인했다. 그러나 허리케인 래리가 강타한 당일 같은 면적에 쌓인 미세 플라스틱은 11만 3,000개로 증가했다. 라이언 연구원은 “허리케인 래리의 여파가 최고치에 이르렀을 때 미세 플라스틱이 대거 쌓인 것을 확인했다. 게다가 이전 연구보다 쌓인 전체 미세 플라스틱 수치가 상대적으로 더 높았다”라고 설명했다. 육지에 쌓이는 미세 플라스틱 수치 연구는 정상적인 조건이면서 비교적 외딴 지역에서 진행됐다.

연구팀은 역궤적(back trajectory) 모델이라는 기법도 활용했다. 역궤적 모델은 기본적으로 공기가 이전이 미세 플라스틱이 쌓인 곳에 도달하도록 구현하는 방식이다. 연구팀은 역궤적 모델을 통해 허리케인 래리가 해양에 표류하던 미세 플라스틱을 들어 올려 대기 중에서 옮기고는 뉴펀들랜드에 미세 플라스틱을 쌓았다는 사실을 확인했다. 실제로 이전 연구를 통해 미세 플라스틱 1,200만~2,100만 메트릭톤이 대서양 수심 200m 지점까지 떠돌아다닌다고 추산했다. 하지만 이는 바다로 방출되는 미세 섬유를 고려하지 않았기 때문에 미세 플라스틱의 표류 수준을 실제보다 더 적게 추산한 것이다. 뉴펀들랜드 연구는 허리케인 래리가 기류의 영향으로 바다에 떠돌아다니는 플라스틱을 축적한 북대서양 환류의 쓰레기 섬을 통과한 사실에도 주목했다.

뉴펀들랜드의 미세 플라스틱 축적량 연구로 새로이 확인한 수치도 실제 미세플라스틱 축적 수치보다는 훨씬 더 낮은 수치일 수도 있다. 또, 실제 수치보다 왜곡될 수밖에 없다. 가장 작은 플라스틱 입자 관찰은 여전히 어려우면서 거액의 비용을 부담해야 한다. 해당 연구는 크기가 최소 1.2마이크론인 미세 플라스틱을 연구했다. 그러나 그보다 훨씬 더 작은 미세 플라스틱이 육지에 떨어졌을 수도 있다. 연구 논문의 공동 저자인 버밍엄대학교 미세 플라스틱 연구원 스티븐 앨런(Steve Allen)은 “이전 연구부터 크기가 작은 입자를 연구할수록 입자 수가 대거 왜곡됐을 가능성을 인지했다. 따라서 하루 사이 1제곱미터당 입자 11만 3,000개가 쌓인 것이 매우 많이 쌓인 것이라고 말했다. 입자가 작을수록 미세 플라스틱 축적량이 많을 수밖에 없다”라고 말했다.

연구팀은 하늘에서 떨어지는 플라스틱 종류도 확인할 수 있다. 라이언 연구원은 “한 가지 특정 성분의 축적량이 압도적으로 많은 것이 아니다. 육지에 쌓이는 미세 플라스틱 종류는 다양하다”라며, “해양에는 많은 이들이 알지 못하는 다양한 입자가 섞여 있다. 게다가 허리케인은 아프리카 서부 해안가에서 형성되는 등 먼 곳에서 시작하여 이동 과정에서 각종 입자를 모은다”라고 설명했다.

과학계에서도 환경에 쌓인 미세 플라스틱을 발견하면서 라이언 연구원이 설명한 바와 같은 내용을 말한다. 미세 플라스틱 오염원은 의류, 차량 타이어, 페인트 칩, 망가진 병과 가방 등 다양한 폴리머가 혼합된 사물이다. 해양과 하늘에 쌓인 미세 플라스틱 모두 마찬가지이다. 미국 서부 해안가까지 도달하는 외딴 지역에서 뉴펀들랜드에 축적된 것과 같은 미세 플라스틱 표본은 플라스틱 비와 같이 다량의 입자를 동반한 채로 육지로 떨어진다. 미세 플라스틱은 공중으로만 사라지지 않고, 지구 대기의 기본 구성요소가 된다.

따라서 미세 플라스틱은 바다에 표류한 채로 그대로 남아있지 않고, 대기에도 퍼지면서 육지로 돌아간다. 육지에 쌓인 미세 플라스틱이 바람에 섞여 해양으로 다시 표류될 때까지 육지에 쌓인 채로 남는다. 앨런 연구원은 “해양과 대기 간 미세 플라스틱 이동은 실제로 발생하는 일이다. 각종 생물군이 증가하면서 겨울에 번식할 때까지 1년 사이에 뉴펀들랜드로 미세 플라스틱이 도달한다”라고 말했다.

미세 플라스틱이 바람, 해양 기류에 따라 언제든지 이동할 수 있다는 점에서 한때 새로운 환경 문제라고 생각한 일은 이제 새로운 문제로 볼 수 없다. 과학계는 입자가 미세 플라스틱 유기체에 미치는 영향을 찾고자 한다. 예를 들어, 유럽에 쌓인 미세 플라스틱이 북극 오염 원인이 되고, 드 결과 바닷물 얼음 아래에서 성장하는 해조류인 멜로시라 아티카(Melosira arctica) 오염 원인이 될 수도 있다. 해조류는 북극 먹이 사슬의 가장 기본이 되는 요소이다. 즉, 해조류를 먹는 모든 유기체의 미세 플라스틱 축적량이 증가한다는 의미이다.

허리케인이 더 악화되지 않는다면, 플라스틱 입자가 다른 곳으로 확산될 다른 방법은 없을 것이다.

** 위 기사는 와이어드US(WIRED.com)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)

<기사원문>
Oh Good, Hurricanes Are Now Made of Microplastics