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TAG: MPI (막스플랑크연구소)

작성 2014-09-18
조회 2,096

출생1933-12-03, 네덜란드
국적 네덜란드
분야화학
소속독일 막스플랑크화학연구소 연구원
출신대학스톡홀름대학교대학원 박사
주요업적오존의 생성과 분해에 관한 연구
수상노벨 화학상 (1995)

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인물정보

산화질소류가 오존의 분해를 촉진시키는 촉매제 역할을 한다는 사실을 밝힘으로써, 미국의 F.S.롤런드, 멕시코의 화학자 M.몰리나 등과 함께 1995년도 노벨화학상을 수상했다.

크뤼천은 1933년 12월 3일 네덜란드에서 태어났다. 나치의 점령 하에 어릴적 가난하게 자랐으며, 초등학교 시절 2차 세계대전이 발발하였다. 1944년에서 1945 겨울에는 식량과 연료가 부족하였고, 식수와 조리할 물이 하루에 단 몇 시간 동만밖에 쓸 수 없을 만큼 부족한 환경에 속에서 자라기도 했다..

그 당시 모든 아이들에게 기회가 주어지지 않았던 초등교육을 크뤼천은 입학 시험을 통과하여 합격하였고, 정규 교육 과정을 기한 내에 마친 소수 학생들 중 하나였다. 자연과학과 불어, 영어 그리고 독일어를 배우는 Hogere Burger학교에 들어갔고 축구, 자전거, 아이스 스케이팅을 즐겨하였다. 졸업 후 그는 4년제 대학에 진학 할 여유가 없어 Middelbare Technische 2년제 대학에 진학하였고, 1954년에 졸업한다.

1973년에 스톡홀름 대학교에서 과학 박사학위(D.Sc.)를 취득하였다. 1980년에 막스 플랑크 화학연구소의 연구원이 되었고, 1983년에는 소장이 되었다. 이후 시카고 대학교와 캘리포니아 대학교에서 강의한 후 1993년에 마인츠 대학교의 명예교수가 되었다. 1970년에 연소 과정에서 생성되는 질소산화물이 성층권에서의 오존 고갈 속도에 영향을 줄 수 있음을 밝혔다.

노벨상 수상자라는 타이틀 외에 그는 ‘핵겨울(Nuclear Winter)’ 이론의 주창자 중 한 명으로 널리 알려졌다. 핵겨울 이론에 따르면 거대한 운석이 충돌하거나 대규모 화산이 폭발하거나 또는 핵전쟁 등으로 대기권 상층에 화산재나 분진이 많아지면 핵겨울이라는 냉각기가 온다. 그는 또 ‘인류세(人類世)’라는 말을 만들기도 했다. 지구를 지배한 단 하나의 종인 인간이 단 200년 저도의 아주 짧은 시간 안에 지구 환경을 마음대로 바꿨음을 빗댄 것이다. 현재 인류세에 대한 논의는 지질학 연구자들 사이에서도 활발하게 거론되고 있다.

*공동수상: 마리오 조제 몰리나 -미국의 화학자.
1972년에 버클리에 있는 캘리포니아 대학교에서 박사학위를 취득하였다. 1973년에 박사후과정으로 공동 수상자이기도 한 롤런드 교수와 함께 연구를 시작하여 프레온가스로 인해 성층권의 오존이 파괴될 수 있음을 규명하였다. 1989년에 매사추세츠 공과대학의 교수가 되었다.

*공동수상: 프랭크 셔우드 롤런드-미국의 화학자.
1952년에 시카고 대학교에서 박사학위를 취득한 후, 프린스턴 대학교와 캔자스 대학교에서 강의하였다. 1964년에 어바인에 있는 캘리포니아 대학교의 화학 교수로 임용되었으며, 1973년부터 당시 박사후과정 연구원이었던 몰리나와 함께 연구하였다. 오존 파괴에 대한 공동 연구는 몬트리올 의정서라는 국제협약을 체결하는 데 영향을 주었다.

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시상연설

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분.
우리 인류는 30년 전에 처음으로 우주에서 지구를 바라볼 수 있었습니다. 흰 구름, 푸른 바다, 초록 식물과 갈색 토양, 그리고 산을 보았습니다. 우주로부터 우리는 총체적으로 지구를 보고 연구할 수 있게 되었으며, 우리의 삶의 영역인 생물권이 영향을 주고받는다는 것을 알게 되었습니다. 과학의 임무 중 하나는 이런 일이 어떻게 일어나는지 기술하고 설명하는 것입니다. 1995년 노벨 화학상 수상자 파울 크뤼첸, 마리오 몰리나, 셔우드 롤런드 교수는 지구 대기에서 일어나는 화학반응에 관한 연구 중에서 이 우주적 관점을 택했습니다.

태양은 생명의 근원입니다. 태양은 거의 모든 유기생명체 에너지의 근원이지만 단지 태양광의 일부만이 유익합니다. 생명체에 해로운 자외선도 방출하기 때문인데, 많은 사람들이 과도한 일광욕으로 고통을 받는 것이 그 예입니다. 우리에게 친숙한 형태의 생명 현상은 녹색식물에서 대기 중의 이산화탄소를 생체물질과 산소로 전환하는 광합성입니다. 생물권이 오늘날과 같은 대기 조성을 만드는 데는 수억 년이 걸렸습니다. 상층 대기 또는 성층권에서는 태양빛이 산소를 오존으로 전환할 수 있으며, 15킬로미터 내지 50킬로미터 높이에서 오존 농도가 가장 높습니다. 이 오존층이 태양에서 나오는 자외선을 매우 효과적으로 흡수해서 지구표면에 도달하는 해로운 자외선을 감소시킵니다. 그리고 이것이 효과적인 광합성을 가능하게 합니다. 이것이 생물권화학과 대기화학 사이에 있는 자동제어 메커니즘의 한 예입니다. 이것이 깨지면 지구상의 모든 생명체에 심각한 결과를 초래할 수도 있습니다.

올해의 노벨상 수상 주제는 대기화학 연구에 대한 업적입니다. 오존이 어떻게 생성되고 분해되는지, 그리고 이 과정이 대기권에 있는 인간 활동의 산물인 화학물질에 어떻게 영향을 받는지를 연구하였습니다. 1970년에 파울 크뤼첸 교수는 연소 과정에서 생성되는 질소산화물이 성층권에서 오존이 고갈되는 속도에 영향을 미칠 수 있다는 것을 밝혔습니다.

그는 웃음가스라고 널리 알려진 아산화질소, 토양에서 미생물 대사과정에서 생성되는 아산화질소가 같은 효과를 줄 수 있다고 하였습니다. 또한 하층 대기에서 생성되는 오존에 관해서도 연구했는데, 오존은 스모그의 구성물질로 대기오염 물질, 특히 자동차 및 다른 연소시스템의 배기가스가 태양광을 받아서 만들어집니다. 성층권의 오존은 생명체에 필수불가결하지만 대류권의 오존은 매우 독성이 있으며 적은 양일지라도 대부분의 유기체에게 해롭습니다.

1974년 마리오 몰리나 교수와 셔우드 롤런드 교수는 염화불화탄소(CFC 또는 프레온)의 광화학적 분해반응으로 생성되는 염소화합물이 성층권의 오존을 파괴한다는 것을 밝혔습니다. 그들은 이 복잡한 과정에 관한 자세한 가설을 제시했습니다.

세 과학자의 발견은 현대 기술의 산물과 유난히 관련이 깊습니다. 초음파 항공기는 성층권에 질소산화물을 방출합니다. 자동차 및 고정식 연소공장은 하층 대기에 질소산화물을 방출합니다. 냉장고, 에어컨에서 나오는 프레온가스와 에어로졸 스프레이 형태의 분무제는 쓰고 버리는 문화와 결합되어 대기에 대량의 염소화합물을 방출합니다. 올해 노벨 화학상 수상자가 제시한 발견은 정치적으로나 산업적으로 엄청난 영향을 주었습니다.

그들이 많은 분야 특히 경제적으로 중요한 분야에서 나오는 환경 유해물질을 부정적인 것으로 분명하게 규정했기 때문입니다. 그들도 또한 그들이 세운 초기 가설의 핵심을 확인하는 혹독한 심사를 받았습니다. 그 명백한 결과의 하나가 ''몬트리올 의정서''로 알려진 CFC 제조와 사용을 규제하는 국제협약입니다.

성층권 오존량의 변화를 가장 잘 보여 주는 예는 1985년 조셉 파먼과 그의 동료들이 남극에서 수행한 관찰입니다. 그들은 남극에서 극야(남극의 밤)가 지나고 봄이 왔을 때(해가 떴을 때) 극지에서 오존이 급격하게 고갈되는 것을 관찰했습니다. 오존량은 그 다음에 이어지는 극지방의 여름부터 겨울까지 정상 수준으로 축적되었고 다시 이 과정이 반복되었습니다. 이 반복되는 오존 구멍은 완전히 예기치 못한 것이었습니다. 마침내 과학적 설명이 이루어졌는데, 주로 올해 노벨 화학상 수상자들의 중요한 기여와 수전 솔로몬의 연구를 통해서였습니다.

크뤼첸 교수님, 몰리나 교수님, 그리고 롤런드 교수님.
교수님들은 지구 대기에서 일어나는 균일 화학반응 및 불균일 화학반응의 중요성을 보여 주었습니다. 교수님들은 이러한 데이터를 대기에서 일어나는 대규모 운송과정과 결합하는 모델을 개발하였고, 이 모델이 인류의 활동에서 비롯된 여러 물질의 방출 결과를 평가하기 위한 예측 도구로 어떻게 이용될 수 있는지를 보여 주었습니다. 그리하여 근본적인 화학 현상뿐만 아니라 인간 행동의 대규모적이고 때로는 부정적인 결과를 명쾌하게 설명하였습니다. 알프레드 노벨 박사의 유지를 빌리자면, 교수님들의 업적은 대단히 ''인류에게 유익한'' 것이었습니다.

스웨덴 왕립과학원의 축하를 전해 드리게 되어 영광입니다. 이제 전하께서 수여하시는 노벨상을 받으시기 바랍니다.

스웨덴 왕립과학원 잉마르 그렌테

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