종의 기원을 알아내는 데 중요한 역할

스트론튬은 부드럽고 은빛의 금속으로 다양한 용도로 사용된다.

스트론튬은 텔레비전 화관에서 방출되는 엑스선을 차단하고, 어둠 속에서 페인트를 빛나게 하며, 불꽃놀이에서 빛나는 빨간색을 책임진다. 인류학자들은 고대 인간과 동물의 지리적 기원을 알아내기 위해 뼈와 치아에서 스트론튬 이온의 수치를 측정한다. 천연 스트론튬은 무해하지만 동위원소 중 하나인 Sr-90은 더 불길한 평판을 받고 있다. 그것은 핵 낙진의 위험한 부산물이다. 광물교육연합에 따르면 스트론튬은 자연에서 꽤 흔하다. 즉, 지구 표면에서 15번째로 풍부한 원소라고 한다. 미국 지질조사국에 따르면 스트론튬은 전체 화성암의 0.03%에서 발생한다. 천연 스트론튬은 Sr-84, Sr-86, Sr-87, Sr-88 등 4개의 안정적인 동위원소가 혼합된 것으로 주로 광물 셀레스트이트와 스트론티아나이트 내에서 발견된다. 스트론튬은 다른 알칼리성 지구 금속과 마찬가지로 화학적으로 반응성이 높으며 공기와 물 모두에 반응한다. 공기에 노출되면 화사한 붉은 불꽃과 함께 타오른다. 스트론튬은 물과 결합하면 강력한 자극제인 수소 가스와 스트론튬 수산화물을 방출한다. 천연 스트론튬은 안정적이고 건강에 위험하지 않지만, 합성 Sr-90 동위원소는 방사능이며 핵 낙진의 위험한 성분이다. 미국 지질조사국에 따르면 스트론튬의 전 세계 자원은 10억 톤을 넘는다고 한다. 스트론튬의 주요 생산국은 중국과 스페인이며 멕시코, 아르헨티나, 모로코 등이 그 뒤를 잇고 있다. 스트론튬 침전물은 미국에서 광범위하게 발생하지만 1959년 이후 채굴되지 않았다. 곱게 가루로 만든 스트론튬 금속은 상온에서 자연 발화한다. 만약 당신이 빨간 불꽃이나 도로의 불꽃을 쏘거나 야광 페인트를 사용해본 적이 있다면, 당신은 아마도 스트론튬 탄산염의 작용을 목격했을 것이다. 이 스트론튬염은 화려한 붉은 색을 발산하며 불꽃 혼합물을 안정시키는 데에도 사용된다고 사상의는 전했다. 스트론튬의 또 다른 주요 용도는 유리로 컬러 텔레비전 브라운관에 사용되며, 이 유리는 엑스선 방출을 방지하기 위해 사용된다. 그러나, 적은 양의 스트론튬 탄산염을 필요로 하는 평면 패널 기술의 발전으로 인해 컬러 텔레비전 브라운관이 대체되고 있기 때문에, 이러한 사용은 급속히 감소하고 있다. 미국 지질조사국에 따르면 이는 스트론튬 채굴과 정제에도 상당한 영향을 미쳤다. 스트론튬은 페라이트 자석이나 아연 정제 공정에도 사용된다. 이 원소는 또한 우주 차량, 원격 기상 관측소, 항법 부표를 위한 전기를 발생시킬 수 있다. 영국 왕립화학회에 따르면 염화 스트론튬은 민감한 치아를 위한 치약의 성분이다. 1787년 스코틀랜드 스트론티안 마을의 납광에서 특이한 바위가 발견되어 에든버러로 검사를 받기 위해 데려왔다. 그곳에서 아일랜드의 화학자 겸 의사에 의해 분석되었다. 영국 왕립화학회에따르면, 어떤 사람들은 바륨 화합물의 한 종류라고 믿었지만, 크로포드는 곧 그것이 스트론티아라고 이름지은 알려지지 않은 물질을 함유한 새로운 광물이라는 것을 발견했다. 영국 왕립화학회에 따르면 1791년 에든버러 화학자 토마스 찰스 호프는 스트론튬을 함유한 여러 화합물을 생산했는데, 이는 녹색의 색을 발산하는 바륨 화합물과는 달리 촛불의 불꽃이 빨간색으로 타오르게 했다는 점에 주목했다. 한편 독일의 화학자 마틴 하인리히 클라프로스도 새로운 광물에 대한 실험을 하고 있었고 스트론튬 산화물과 스트론튬 수산화물을 모두 생산하는데 성공했다. 영국 왕립화학회에 따르면, 1808년, 런던의 왕립 연구소에서, 코니쉬 화학자 겸 발명가 험프리 다비는 이미 나트륨과 칼륨을 분리한 방법을 사용하여 전기분해를 통해 스트론튬 금속을 분리했다. 대부분의 스트론튬은 원소 루비듐이 분해될 때 형성된다. 지구상의 각 영역은 지역 지질학에 따라 고유한 스트론튬 이온 비율을 가지고 있다. 이 스트론튬 이온들은 우리의 식량과 물 공급에 들어가 결국 우리 몸에 들어가게 된다. 스트론튬 이온은 화학적으로 칼슘과 비슷해 칼슘 감지 수용체와 단단하게 결합되기 때문에 스트론튬은 칼슘 대신 치아, 뼈, 조개 등에 우발적으로 결합될 수 있다. 과학자들은 고대 치아, 뼈 또는 조개껍질에서 스트론튬 동위 원소 Sr-86과 Sr-87의 수준을 측정한 다음, 이 두 동위 원소의 비율을 서로 또는 칼슘이나 아연과 같은 다른 원소에 비교하여 표본의 원산지, 식이요법 또는 나이를 결정한다. 한 특별한 사례 연구에서, 인류학자들은 현대 성 근처의 고대 아메리카 원주민 정착지 카호키아에서 1,000년 된 집단 무덤을 발견했다. 루이스, 미주리 주 무덤에는 39명의 유해가 안치되어 있었는데, 그의 뼈는 폭력적인 종말의 징후를 드러냈다. 오랫동안 과학자들은 이 사람들이 전쟁 포로나 침입자로 살해된 외국인이라고 생각했다. 그러나 최근 희생자들의 치아에 대한 스트론튬 검사를 실시한 후, 과학자들은 대부분의 사람들이 카호키아에서 태어나고 자랐다는 것을 발견했다. 뼈에 있는 스트론튬 동위원소 수치를 연구함으로써 과학자들은 식물이 육류보다 자연 스트론튬이 더 높은 경향이 있다는 것을 알고 우리 조상들의 식단을 더 잘 이해할 수 있게 되었다. 예를 들어, 영국 왕립화학회에 따르면, 2007년에 오스트리아의 연구원들은 스트론튬과 아연 수치를 비교하여 로마의 검투사들이 주로 보리, 콩, 말린 과일을 먹는 채식주의자라는 가설을 뒷받침했다. 실제로 이 두 스트론튬 동위원소는 썩지 않기 때문에 예를 들어 고대 바다생물체의 껍질에서 발견된 비율은 동물이 죽고 그 껍질이 화석이 된 후에도 변함이 없다. 그래서 수백만년이 지난 후에도 과학자들은 스트론튬을 추출하여 과거 특정 기간 바닷물에서 발생한 것으로 알려진 것과 두 동위원소의 비율을 일치시킴으로써 해양 화석의 연대를 결정할 수 있다. 높은 수치의 Sr-90이 칼슘 대신 골조직에 흡수되면 골수를 파괴하고 암을 유발할 수 있다. 미국에서는 1940~50년대 핵실험 때 sr-90이 공중으로 방출돼 결국 초원과 소 위, 유제품으로 흡수돼 1950년대 어린이 치아에 나타났다고 케미컬월드는 전했다. Sr-90과 다른 방사성 원소를 환경으로 방출한 두 개의 주요 원자력 사고는 1986년 우크라이나 체르노빌 원전 사고와 2011년 일본 후쿠시마 제1원전 참사였다. 후쿠시마 사고는 2011년 3월 11일 발생한 도호쿠 지진규모 9.0에 의해 촉발된 일련의 쓰나미가 후쿠시마 원전을 심하게 파손하면서 발생했다. 우즈홀해양조사소에 따르면 원자로 6기 중 4기가 대기와 바다로 방사선을 방출했다. 사이언스 데일리에 따르면 후쿠시마 사고는 일본 동부 연안 태평양 해역에서 발생한 sr-90의 수준을 최대 100배까지 끌어올렸다. 2011년, 세계보건기구 방사화학학자 켄 부셀러는 후쿠시마에서 태평양으로 방사성핵종이 확산되는 것을 조사하기 위한 최초의 종합적이고 국제적인 탐사를 조직했다. 뷰셀러의 연구는 사고 지역 주변의 스트론튬 수치가 예상만큼 빠르게 감소하고 있지 않다는 것을 보여준다. 그러나 이 수준들이 정확히 어디에 있어야 하고 왜 아직도 통제되지 않는지는 복잡한 문제다. 그는 "방사능 Sr 수치가 감소하고 있지만 사고 이전 수준으로 후퇴하지 않고 있다"고 말했다. 이는 현재 진행 중인 정보원을 시사한다"고 부셀러는 말했다. "이들 원천에는 2011년 이후 처음 2년 동안 주로 볼 수 있었던 개별적인 탱크 누출과, 오염수의 해양으로의 지하수 흐름은 불가능하지는 않더라도 완전히 멈추기 어렵다." 과도한 스트론튬과 다른 방사성 원소의 양이 인간과 해양 동물에게 위협이 되기 때문에 부셀러의 연구는 매우 중요하다. 하지만 현 시점에서, 세슘의 방출은 더 큰 관심사다. 부셀러는 "스트론튬은 칼슘과 비슷한 작용을 하므로 뼈를 찾는 원소로 알려져 있다"고 말했다. "그러므로 생물학적 반감기가 다소 길다, 즉 인간과 해양생물에 남아 있는 시간은 몇 년이다. "그래서 인간에게 가장 큰 위험은 오염된 해양 생물을 섭취하고 우리 뼈에 방사성 스트론튬이 축적되는 것이다. 다행히 방사성 스트론튬의 초기 방출량은 세슘 동위원소보다 훨씬 적었고, 현재까지 일본 연안의 해산물에서 90Sr의 수치는 그에 상응해 세슘에 비해 작고 우려되는 수준은 적다."