새로운 형태의 얼음, MDA의 미스터리를 밝히다.

일반 얼음과 다른 비정질 얼음 발견

MDA 얼음, 앞으로 활용 기대도 높아

[객원 에디터 5기 / 한동욱 기자] 최근 얼음보다 액체 물에 더 가까운 특이한 물성으로 학계의 뜨거운 관심을 받고 있는 얼음이 있다. 바로 MDA 얼음이다.

MDA 얼음은 “Meteorite-Derived Antarctic Ice”의 약자이다. 이는 낙하한 운석에서 파생된 미네랄과 같은 물질로 구성된 남극 얼음을 의미한다. 우주에서 낙하한 운석의 나이를 파악하는 데 중요한 역할을 한다. MDA 얼음은 우주 과학 분야에서 연구되고 있다. 간단하게 우주의 탄생과 진화, 또는 지구에 미치는 우주 선량 등을 연구하는 데 활용될 수 있다.

MDA 얼음은 액화질소로 가득 찬 통에서 고체 물질을 미세한 입자로 분쇄하는 ball milling 기술을 사용하여 만들어진다. 이 과정은 일반적으로 볼 밀이라는 장비에서 이루어지며, 연구실이나 공장에서 사용된다. 쇠구슬과 얼음 등의 물질을 사용하여 만들어진 MDA 얼음은 밀도가 물과 유사하며, 고체 형태를 가지고 있다. 

MDA 얼음은 일반 얼음과 구조가 다르다. 비정질 얼음은 일반적인 얼음과 달리 결정 구조가 규칙적이지 않은 얼음을 말한다. 일반적인 얼음은 결정 구조가 규칙적인 헥사곤(hexagon) 형태를 이룬다. 이러한 규칙적인 결정 구조 때문에 일반적인 얼음은 깨끗하고 반짝거리는 모습을 보인다. 반면, 비정질 얼음은 결정 구조가 불규칙하게 이루어져 있기 때문에 일반적인 얼음보다 더욱 흐려 보이고 투명하지 않다. 이러한 특징으로 인해 학계에서는 중밀도 비정질 얼음으로 분류하고 있다.

비정질 얼음은 물의 온도나 압력, 노출된 환경 등에 따라 다양한 모양과 크기로 생성될 수 있다. 비정질 얼음은 고밀도 비정질 얼음(HDA)과 저밀도 비정질 얼음(LDA)으로 나누어진다. HDA는 액체 상태의 물과 비슷한 밀도를 가진 비정질 얼음의 밀도가 더 높은 형태로 LDA보다 높은 압력과 낮은 온도에서 형성된다. 반면, LDA는 밀도가 낮은 무정형 얼음 형태이며, 액체 상태의 물보다 밀도가 약 10% 더 낮다. HDA보다 낮은 압력과 높은 온도에서 형성된다. 

다양한 분야에서 MDA 얼음의 활용이 가능하며, 그 범위는 환경, 대기화학 연구, 기후 변화 예측, 해양 생태학 등 광범위하다. MDA 얼음은 지구 환경 변화 연구에 중요한 자료로도 활용될 수 있다. 이 얼음은 수십 년간 대기 상태와 오염 수준을 기록하고 있으며, 이를 통해 지구 환경 변화에 대한 이해를 돕는 역할을 할 수 있다. 또한 화학 연구에도 매우 유용하게 쓰일 수도 있다. 이 얼음은 대기 오염 물질의 변화를 추적하고, 대기화학반응 및 대기 상태 변화 등에 대한 정보를 제공할 수 있다. 이러한 정보를 바탕으로 대기 오염 문제에 대한 대처 방안을 찾고, 대기 환경 보호에 기여할 수 있다. MDA 얼음을 통해 지구의 기후 변화 및 자연 요인, 인간 활동의 영향 등을 파악하여 미래 기후 변화에 대한 예측을 더욱 정확하게 할 수 있다. 또한, 해양 생물의 생태계 및 생태적 변화에 대한 정보를 얻는 데 중요한 역할을 할 수 있다.

MDA 얼음은 그 독특한 특성과 활용 가능성 때문에 미래 기술 발전과 지구 밖의 세계, 즉 우주를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것이다. 우주는 지구보다 더 큰 면적이며, 미래에는 더욱 중요한 역할을 수행할 것이다. 따라서, MDA 얼음에 대한 연구는 다양한 분야에서 활용될 수 있도록 더욱더 집중되어야 한다.