지난 1955년 러시아 북서부 해안에서는 구소련의 핵무기 실험이 한창 진행되고 있었다. 소련군은 실험 중 200회가 넘는 소규모 핵폭발을 일으켰고, 그 과정에서 약 260메가 톤의 핵에너지가 방출된 것으로 드러났다.
이렇게 본격적으로 시작된 핵실험은 1990년까지 총 130회에 이르는 핵실험으로 이어졌다. 여기에 엎친 데 덮친 격으로 인근 해저에서는 수십 척의 잠수함들이 사고로 침몰하면서, 그 일대는 거대한 핵폐기물들로 뒤덮이게 되었다.
그 후 오늘날까지 70여 년의 시간이 흐르는 동안 해당 지역에 쌓여있던 방사능 물질들은 영구동토층으로 조금씩 흘러들어 갔고 사람들의 뇌리에서도 사라졌다. 그런데 기후변화로 인한 지구온난화가 이런 망각을 다시 깨우고 있다. 단순히 깨우는 것만이 아니라 인류에게 생각지도 못한 위협을 안겨주면서 전 세계가 영구동토층의 해빙이 가져올 재앙에 주목하고 있다.

영구동토층에는 산업화 과정에서 발생한 각종 유해물질 존재

영구동토층은 북극권에서 약 2,300만 ㎢에 이르는 지역을 가리키는데, 과학자들은 영구동토층의 생성 시기를 약 100만 년 전으로 예상하고 있다.
이 영구동토층에는 과거 고대의 미생물부터 시작하여 산업화 과정에서 발생한 각종 화학 물질 및 방사능 물질들이 모두 들어있을 것으로 추정하고 있다. 고대부터 근대까지 생존했던 미생물들과 비교적 최근에 생성된 방사성 폐기물 같은 물질들이 모두 얼음에 묻힌 채 갇혀있을 것으로 판단하고 있는 것이다.
문제는 이렇게 얼음에 갇혀있는 미생물이나 유해 물질들이 지구온난화로 얼음이 녹으면서 지속적으로 유출되고 있다는 점이다. 핵폐기물이나 방사능이 유출되면 토양 및 하천 등이 오염되고, 미생물들이 유출되면 예상하지 못한 전염병을 일으킬 수 있다.
최근 영국 애버리스트위스대 연구진이 과학저널인 네이처기후변화(Nature Climate Change)에 기고한 보고서를 살펴보면 이런 추정이 대부분 사실로 드러나고 있다. 오는 2100년까지 영구동토층의 3분의 2가 기후변화로 인해 사라지면서 각종 핵폐기물과 눈에 보이지 않는 미생물들이 대거 유출될 것으로 보고서는 예측하고 있다.
실제로 연구진이 영구동토층 인근의 구소련이 가동하던 원자로를 조사한 바로는, 인류 건강에 위협이 될 수 있는 고위험 수준의 방사성 물질이 발견된 것으로 나타났다. 물론 러시아 정부도 구 소련 붕괴 이후 과거 원자로가 있었던 지역에 대해 정화작업을 벌였다고는 하지만, 제대로 대처하지 못했다는 사실이 이번 조사를 통해 밝혀졌다.
이번 보고서의 핵심 저자이자 조사 책임자인 애버리스트위스대의 ‘아윈 에드워즈(Arwyn Edwards)’ 박사는 “영구동토층이 그동안 다양한 유해물질이나 미생물들의 저장고 역할을 해왔다”라고 밝히며 “이번 연구가 지구온난화가 가져올 생각지도 못한 위험요인들을 파악하는 데 도움이 될 것”이라고 강조했다.

코로나19 사태와 맞물려 고대 바이러스 등장에 대한 공포심도 증가

영구동토층에 묻힌 핵폐기물과 방사능도 문제이지만, 더 큰 문제는 사실 오래전에 갇힌 고대 미생물들이라는 것이 전문가들의 의견이다. 지금으로부터 70년 전, 러시아에서 발생한 탄저병 중독 사건은 과거에 존재했던 미생물들의 유해성을 보여주는 대표적 사례다.
당시 벌어진 탄저병 중독 사건은 고대에 존재했을 것으로 추정되는 탄저균이 다수의 순록과 사람을 감염시켰던 사건이다. 이 사고로 2,000마리의 순록이 사망했고 96명의 사람이 입원했다. 이 중 12세 소년은 탄저병에 감염된 사슴 고기를 먹고 사망한 바 있다.
이처럼 탄저균의 갑작스러웠던 출현에 대해 당시 많은 전문가들은 비정상적으로 높은 기온을 원인으로 지목한 바 있다. 땅속 깊은 곳의 얼음이 녹으면서 그 안에 냉동상태로 보존되어 있던 탄저균이 깨어나 본격적인 활동을 벌이면서 비극적인 사건이 일어났다고 본 것이다.
코로나19 사태로 바이러스에 대한 공포가 그 어느 때보다 높은 상황에서, 고대에 존재했던 바이러스는 인류에게 보이지 않는 위협이 될 수 있다. 바이러스 또한 탄저균처럼 고대에 살았을 것으로 추정되는 존재들이 발견된 적이 있다.
지난 2015년 프랑스국립과학연구센터(CNRS)의 연구진은 영구동토층에서 약 3만 년 전에 살았을 것으로 보이는 고대 바이러스를 발견하는 데 성공한 바 있다. 당시 바이러스를 발견한 연구진은 분리 실험을 통해 DNA와 단백질이 모두 살아있는 바이러스를 확보하는 데 성공했다.
특히 CNRS 연구진이 발견한 바이러스에 학계가 주목했던 이유는 크기가 지금의 바이러스와 달리 매우 컸기 때문이다. 발견된 고대 바이러스의 크기는 평균 0.6마이크론(μ)인데, 이는 현재의 일반적인 바이러스보다도 10배 이상 큰 수치다.
물론 크기가 크다고 해서 바이러스의 전염력이 크다는 의미는 아니다. 실제로도 발견된 바이러스의 전염력은 현재의 바이러스와 비교하여 크지 않은 것으로 밝혀졌다.
일반적으로 유전자 수가 적을수록 감염력이 빠르며, 진화를 거듭할수록 유전자 수가 줄어드는 것으로 알려져 있다. 따라서 지금의 과학적 지식으로 볼 때 이 고대 바이러스의 감염력은 큰 문제가 없을 것으로 판단하고 있다.
다만 우려가 되는 것은 고대에 존재했던 박테리아나 바이러스는 현대의 항생물질에 노출된 적이 없다는 점이다. 과학자들은 박테리아나 바이러스가 갇혀 있던 얼음이 녹아 깨어나게 되면서 항생물질에 노출되면 상상하지도 못할 새로운 변종 미생물이 탄생할 것을 걱정하고 있다.