[SOH] 백열등에서 시작된 조명기기는 해가 없는 한밤중에도 대낮처럼 활동할 수 있게 해준다. 인터넷은 바다와 땅 속에 깔린 광케이블을 통해 전 세계를 하나로 연결시켰다.
레이저나 엑스선 등의 빛을 활용한 의료기기는 인류의 수명 연장에 직접적으로 기여하고 있다. 이런 이유로 과학자들은 광학을 21세기 가장 주요한 인류의 성장 동력으로 꼽는다.
무엇보다도 사랑하는 사람의 얼굴과 아름다운 자연의 모습을 볼 수 있는 것이야 말로 빛이 우리에게 주는 가장 큰 선물일 것이다. 그렇다면 우리는 어떤 과정을 통해 사물을 볼 수 있는 것일까?
■ 빛이 반사될 때 사물은 존재한다
우리가 물체를 볼 수 있는 이유는 빛이 반사하는 성질을 갖고 있기 때문이다. 태양에서 나온 빛은 직진하다가 물체에 부딪혀 사방으로 반사된다. 이 반사된 빛들 중 일부가 우리 눈에 들어오면 우리는 물체를 인식할 수 있는 것이다.
우리 눈이 정보를 파악하는 구조는 카메라의 기능과 같다. 안구 앞쪽에 있는 수정체는 카메라의 렌즈를, 수정체 바로 앞의 홍채는 조리개 역할을 한다. 동공을 통해 들어온 빛의 양은 홍채로 조절되는데, 밝을 때는 홍채를 닫아서 빛이 들어오는 통로를 작게 하고 어두울 때는 크게 열어서 더 많은 빛이 들어오게 한다.
홍채를 통해 안구 안으로 들어온 빛은 수정체에서 굴절돼 하나의 점으로 모아진다. 어릴 적 운동장에서 볼록렌즈를 종이에 대보면 빛이 하나로 모아졌던 것처럼 말이다. 이때 빛이 모아진 점이 망막에 정확하게 닿으면 보고 있는 물체의 상이 맺힌다.
이후 빛은 망막을 지나면서 전기 신호로 전환돼 시신경을 지나 대뇌로 전달된다. 이 때문에 우리는 빛의 색이나 밝은 정도를 파악해 빛이 반사된 물체를 인지할 수 있는 것이다.
그러나 밤에는 빛을 비춰주는 태양이 없다. 달이 있긴 하지만 그것도 물체와 마찬가지로 태양빛에 반사돼 보이는 것일 뿐이다. 밤에 햇빛의 역할을 하는 것은 인공조명이다. 전등이나 스탠드, 가로등의 빛을 이용해 밤에도 낮과 같이 활동하고 사물을 볼 수 있는 것이다.
■ 빛 공해로 전락한 멋진 야경
그러나 인공조명 빛의 고마움도 잠시. 최근에는 지나치게 많은 인공조명으로 인해 멋진 야경이 ‘빛 공해’로 전락했다.
수많은 가로등과 화려한 간판, 광고 영상이 도시를 낮보다 더 밝게 비추면서 수면장애를 겪는 사람이 많아졌다. 식물 또한 밤과 낮을 구분하지 못해 정상적인 성장을 하지 못하고, 야행성 동물은 먹이사냥이나 짝짓기를 제대로 하지 못해 생태계가 교란되고 있다는 지적도 나온다.
빛 공해에 장기간 노출되면 뇌기능 저하는 물론 암까지 일으킬 수 있다는 국내 연구 결과도 있다.
고려대 안암병원 연구팀에 따르면 약한 불빛의 방에서 잔 경우 통찰력과 관련된 전두엽 부위의 뇌기능이 떨어진 것이 확인됐다. 게다가 우리나라 야간 인공위성 사진을 분석한 결과, 빛 공해가 심한 지역에서 유방암 발생 위험이 다른 지역보다 1.3%나 높은 것으로 나타났다.
인간의 생체리듬은 빛을 쐬는 주기와 연관이 있다. 지구가 태양을 중심으로 자전 및 공전하면서 자연광은 일주기와 월주기, 계절적인 변화가 생기는데, 이 변화가 생체리듬을 갖게 한다. 따라서 빛은 우리 몸의 신체적, 심리적인 변화에 중요한 자극제로서의 역할을 하고 있다.
■ 빛공해가 생태계 및 인체에 미치는 영향
빛 공해는 일상 곳곳에서 우리를 위협한다. 실제로 길을 걷다가 차량의 전조등, 상가의 간판 등으로 인해 신경이 쓰이거나 불쾌했던 경험, 집으로 새어 들어오는 외부 조명으로 인해 커튼을 친 적이 있다면 빛 공해로 인한 피해를 받은 것이다.
인체의 생체리듬은 낮과 밤의 밝기 차이로 인해 발생한다. 아침이 되어 밝아지면 잠에서 깨고, 밤이 되어 어두워지면 잠에 드는 것이 보통 사람들의 생체리듬이다. 하지만 빛 공해로 인해 밝아진 밤의 모습은 '멜라토닌' 호르몬에 영향을 주어 사람들의 정상적인 생체리듬을 방해한다.
'멜라토닌'은 밤의 어두운 환경조건에서 만들어지고, 낮이나 과도한 빛에 노출되면 합성을 중단한다. 하지만 빛공해로 인해 이 멜라토닌 분비가 원활하지 않으면 면역기능이 떨어지고 항산화물질 생산이 중단된다. 심하면 암까지 발생시킬 수 있는 것이다.
또한 빛 공해는 결막충혈이나 안구 건조 등을 유발해 눈의 피로도를 높이고 수면을 방해하며 뇌의 인지기능에도 부정적인 영향을 미친다.
빛 공해는 생태계에도 영향을 미친다. 대부분의 사람들이 여름밤 매미의 울음소리로 인해 뒤척여본 적이 있을 것이다. 이는 정상적인 현상이 아니다.
매미는 주로 낮에 활동함에도 밤의 인공조명으로 인해 밤에도 운다고 한다. 보름달의 밝기는 0.27룩스에 불과하지만 인공조명의 밝기는 무려 153~212룩스라고 한다. 이 때문에 곤충들이 인공조명을 달빛이라고 충분히 착각하게 만든다.
곤충은 빛을 쫓는 습성으로 인해 밤에 가로등을 관찰하면 많은 곤충들이 모여있는 것을 볼 수 있다. 이는 곤충들이 위협에 올바른 대응을 하지 못하게 하며, 먹이사슬에 영향을 미치게 된다. 원래의 곤충은 달빛을 따라 움직인다. 우리가 시계와 달력에 따라 움직이듯이 곤충도 달빛에 따라 적절한 시기를 선정하고 생태계를 꾸려나간다.
하지만 인공조명으로 인해 곤충들이 영향을 받게 되고 생태계 파괴로 이어질 수 있게 한다. 실제로 2018년 한 논문은 전 세계 100만 종의 곤충 중 40% 이상이 환경파괴와 빛 공해 등으로 멸종할 것이라고 경고했다.
■ 한국은?
위 사진은 2014년 1월 미항공우주국(NASA)이 우주정거장에서 촬영한 한반도의 야경이다. 전력과 에너지가 부족한 북한이 거의 '암흑 상태'인 것과 비교해 한국의 빛 공해가 얼마나 심각한지 확인할 수 있다.
과학저널 ‘사이언스 어드밴시스’에 따르면, 세계 인구 3분의 1 이상은 밤하늘의 은하수를 볼 수 없는 곳에서 살고 있으며 지구 면적의 23%가 빛 공해로 오염되어 있다고 한다. 오염이 가장 적은 나라는 캐나다, 호주로 국토의 3% 미만 지역만이 빛 공해에 노출되어 있다.
하지만 빛 공해에 있어서 한국은 세계 2위(2014년 기준)를 차지하고 있다. 한국은 빛 공해 지역이 전체 국토의 89.4%를 차지해 이탈리아(90.4%)에 이어 주요 20국(G20) 중 2위로 나타났다.
디지털뉴스팀
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