태평양 거대 쓰레기 지대

1. 개요

태평양 거대 쓰레기 지대는 북태평양 환류를 중심으로 해양 쓰레기가 모여 형성된 지역이다. 1980년대에 예측되었으며, 찰스 무어에 의해 대중에게 알려졌다. 에크만 수렴과 북태평양 환류의 소용돌이 모양이 쓰레기 집적에 영향을 미치며, 육지와 선박에서 유래한 쓰레기와 어망 등이 주요 오염원이다. 이 지역의 플라스틱은 광분해되어 미세 입자로 변하며, 야생 생물에게 유해한 영향을 미친다. 이러한 문제 해결을 위해 오션 클린업과 같은 국제적인 노력이 진행 중이며, 대한민국 정부와 시민단체도 해양 쓰레기 문제 해결을 위해 노력하고 있다.

2. 정의

태평양 거대 쓰레기 지대는 미국 해양대기청(NOAA)의 1988년 문서에서 처음 예측되었다. 이는 1985년부터 1988년 사이 알래스카 연구자들이 측정한 네이스톤 플라스틱 입자 데이터를 기반으로 했다. 연구자들은 특정 해류 패턴으로 인해 해양 쓰레기가 고농도로 축적될 것이라고 보았다.

2.1. 초기 연구 및 예측

미국 해양대기청이 1988년에 공개한 문서에서 태평양 거대 쓰레기 지대의 존재가 예측되었다. 이 예측은 1985년부터 1988년 사이 알래스카 연구자들이 측정한 네이스톤의 플라스틱 입자 결과에 기초했다. 이 연구는 특정 해류 패턴에 지배되는 지역에 고농도의 해양 쓰레기가 모일 것을 시사했다. 연구자들은 동해(일본해)의 조사 결과를 바탕으로 유사한 상황이 태평양의 다른 부분에서도 일어날 것이라고 가정했으며, 특히 북태평양 환류의 영향을 지적했다.

북태평양에서의 쓰레기 집적에 관해서는 와호・스기모리(1990)가 선박의 편류 데이터를 사용하고, 구보타 마사히사(1994)가 현장 관측 데이터( 에크만 수송, 지형류, 스토크스 드리프트)를 사용하여 밝혀냈다. Kubota 등(2005)은 인공위성 데이터로 추정된 해양 흐름을 사용하여 유사한 집적 구역이 전 세계 해역에도 존재한다는 것을 제시했다.

2.2. 대중적 인식

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태평양 거대 쓰레기 지대는 캘리포니아 출신 선장이자 해양학자인 찰스 무어의 논문을 통해 대중과 과학계에 널리 알려졌다. 무어는 트랜스퍼시픽 요트 레이스에 참가한 후 북태평양 환류를 지나던 중 막대한 표류 쓰레기를 목격했다. 무어는 해양학자 Curtis Ebbesmeyer^영어에게 이 해역에 대한 조사를 촉구했다. 에브스마이어는 이 해역을 "Eastern Garbage Patch"(EGP)로 명명했으며, 이후 해양 오염의 심각성을 보여주는 사례로 자주 언급된다.

3. 형성

태평양 거대 쓰레기 지대는 세계의 다른 해양 쓰레기 집중 지역과 마찬가지로, 주로 해상풍에 의한 에크만 수렴에 의해 형성된다. 쿠로시오 해류, 북태평양 해류와 같은 지균류에 따른 수렴, 발산의 영향도 받으며, 실제 쓰레기의 분포는 상당히 불균일하다. 하와이 부근의 쓰레기 집적 지역에 대한 메커니즘은 Kubota(1994)에 의해 아열대 고압대와 밀접하게 관련되어 있음이 밝혀졌다. 북태평양 환류에 의해 그려지는 소용돌이 모양은 북아메리카와 일본 근해 등 북태평양의 양쪽 끝에서 폐기물을 끌어들인다. 이러한 움직임이 이 지역에 매우 높은 농도의 해양 쓰레기를 발생시켰다.

3.1. 오염 물질의 원인

찰스 무어는 쓰레기의 80%는 육상에서, 20%는 선박에서 유래한다고 추정했다. 그는 쓰레기 조각이 해류에 의해 아시아 동해안에서 순환 중심으로 1년 이내에, 북미에서는 약 5년 만에 운반된다고 말했다.

오랫동안 찰스 무어의 "어업 관련 20%, 육지 기원 80%" 추정이 정설이었지만, 최근 연구에서는 어망이 46%를 차지한다는 결과도 있다.

3.2. 해양 플라스틱의 광분해

태평양 거대 쓰레기 지대에서는 최고 수준은 아니더라도, 고농도의 플라스틱 미립자가 해수 상층부에 떠돌아다니고 있다. 결과적으로 해면에서의 플라스틱의 광분해 영향을 연구하기에 적합한 해역이 되고 있다. 생분해되는 파편과 달리, 광분해성 플라스틱은 중합체로 남아있으면서 작은 조각으로 붕괴되어 작아진다. 그리고 그 붕괴는 분자 수준까지 계속된다.

4. 야생 생물에 대한 영향

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떠다니는 미세 플라스틱 입자는 플랑크톤과 유사하여 해파리 같은 해양 생물에게 섭취되고, 먹이 사슬을 통해 상위 포식자에게 전달된다. 2001년 채취된 표본에서는 플라스틱 질량이 (이 지역의 가장 우세한 동물인) 플랑크톤의 7배를 넘었다. 검은발알바트로스, 바다거북 등 해양 생물의 위에서 많은 양의 플라스틱 조각이 발견되며, 특히 태평양 쓰레기 지대에서 발견된 바다거북 위 내용물의 74%가 해양 플라스틱이었다.

4.1. 독성 물질 흡수 및 호르몬 교란

떠다니는 플라스틱 입자는 플랑크톤과 비슷하게 생겨 해파리가 잘못 섭취하면 해양 먹이 연쇄로 들어간다. 2001년 표본 조사에서 플라스틱 질량이 플랑크톤의 7배를 넘었다. 이 조각들은 검은발알바트로스나 바다거북 같은 해양 생물의 위로 흘러 들어간다. 태평양 쓰레기 지대에서 발견된 바다거북 위 내용물의 74%가 해양 플라스틱이었다. 부유하는 작은 조각들은 PCB, DDT, PAHs 같은 잔류성 유기 오염 물질을 흡수한다. 독성 작용 외에도, 섭취된 물질 일부는 뇌에서 에스트라디올로 오인되어 호르몬을 교란시킨다.

5. 대책

대한민국 정부와 시민단체는 해양 쓰레기 문제 해결을 위해 국제 협력을 통해 해양 쓰레기 발생량을 줄이고, 이미 발생한 쓰레기를 수거하는 기술 개발에 힘쓰는 등 다양한 노력을 기울이고 있다.

5.1. 국제적 노력

네덜란드의 비영리 단체인 오션 클린업은 2018년 세계 최초로 해양 플라스틱 쓰레기를 회수하는 장치를 만들었다. 이 장치는 U자 형태의 거대한 부유체와 해중에 늘어뜨린 스커트로 구성되어 있으며, 천천히 이동하며 쓰레기를 모은다. 회수한 플라스틱 쓰레기는 육지로 가져와 재활용한다. 오션 클린업은 이 장치를 바다로 옮겨 5년 이내에 태평양 쓰레기 벨트의 쓰레기를 절반으로 줄이는 것을 목표로 하고 있다.

6. 미디어

태평양 거대 쓰레기 지대는 여러 미디어를 통해 대중에게 알려져 왔으며, 대한민국 방송 프로그램에서도 이 문제를 다루며 경각심을 일깨우고 있다.

6.1. 대한민국 방송 프로그램

* 신비한TV 서프라이즈: 2009년 12월 6일 - 죽음의 재앙
* 환경스페셜: 2011년 6월 1일 - 플라스틱, 바다를 점령하다.
* KBS 스페셜: 2019년 9월 19일 - https://www.youtube.com/watch?v=fgGo5DMSnCc 지구의 뜨거운 경고 - 북태평양 쓰레기지대를 가다

7. 참고 문헌

Oliver J. Dameron^영어, Michael Parke^영어, Mark A. Albins^영어 및 Russell Brainard^영어 (2007년 4월). "하와이 제도 북서부의 해양 쓰레기 축적: 속도와 과정을 검토", 해양 오염 게시판 54 (4), 423-433.
야마시타 레이, 타니무라 아츠시, "쿠로시오 해류 지역의 부유 플라스틱, 북서 태평양" [해양 오염 게시판; 54권, 4호, 485-488페이지 (2007)]
쿠보타 마사히사, 타카야마 카츠미 및 호리 노리유키, "(PDF)[http://www.aviso.oceanobs.com/fileadmin/documents/OSTST/2000/kubota.pdf 위성 데이터에서 파생된 해류를 시뮬레이션한 부유 해양 쓰레기의 이동 및 축적]" [토카이 대학 해양 과학 기술 학교 (2000)]
M R Gregory^영어 및 P G Ryan^영어, "해양 플라스틱 및 기타 해상 영구 합성 쓰레기" [해양 쓰레기: 출처, 영향, 해결책; 49-66페이지 — J M Coe^영어 및 D B Rogers^영어 (1997)]
Charles J Moore^영어, Shelly L Moore^영어, Molly K Leecaster^영어 및 Stephen B Weisberg^영어, "북태평양 중앙 환류에서 플라스틱과 플랑크톤 비교"
Charles J Moore^영어, Gwen L Lattin^영어 및 Ann F Zellers^영어, "캘리포니아 해안에서 북태평양 중앙 환류까지 동물성 플랑크톤 트롤에서 발견된 플라스틱 입자의 밀도"
R H Day^영어, D G Shaw^영어 및 S E Ignell^영어 (1988), "1984-1988년 북태평양의 네스톤 플라스틱의 정량적 분포 및 특성"
Thomas Morton^영어, ‘오, 이건 훌륭해, 인간들이 마침내 바다를 망쳤어’, 바이스 매거진 Vol. 6, No. 2 (2007), 78-81페이지.