Atomic deposition of Hg(II) and its reactive compounds to the Antarctic snowpack: Insights from the ab initio calculations

Abstract

남극 대륙의 빙상 표면에는 다양한 물질들이 침적되고 있지만, 수은(Hg)의 경우 특이하게 활발한 양방향 교환이 관찰되고 있다. 자외선에 의한 광화학 반응으로 산화된 Hg2+와 반응성 수은 화합물은 빙상 표면에 침적되지만, 많은 양의 수은이 빙상 표면 부근에서의 광화학 반응과 광해리를 거치며 Hg0로 환원되어 대기로 재방출된다. 이때, 일부 수은이 빙상에 반영구적으로 잔류하여 추후 시추 된 빙하코어에서 검출되고 있다. 빙상에 잔류하고 있는 수은은 빙상에 함께 존재하는 에어로졸 또는 얼음과 상호작용하며 잔류할 것이라 추측하고 있지만, 어떠한 과정에 의하여 수은이 빙상 내부에 잔류하게 되는지 원자단위에서 명확하게 밝혀내지 못하였다. 본 연구에서는 양자화학계산을 이용하여 수은(Hg2+와 반응성 수은 화합물)이 빙상 내의 에어로졸 및 얼음과 어떠한 상호작용을 하고 있는지 원자단위에서 조사하고, 이것이 빙상에서의 Hg 침적에 어떠한 기여를 할 수 있는지 토의하였다.