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지구과학 이야기

재밌어서 밤새읽는 『지구과학 이야기』. ‘지구 이야기’, ‘기상 이야기’, ‘우주 이야기’ 3부로 구성하여 가까이는 우리가 살고 있는 지구 표면, 지구 내부, 지구를 둘러싸고 있는 대기권뿐만 아니라, 멀리는 모든 인류의 관심사인 우주까지 다루고 있다. 특히 기상이변, 지진, 태풍 등 우리 일상생활과 친근한 내용들도 설명하고 있어, 지구과학에 흥미를 못 느끼던 학생들도 쉽고 재미있게 읽을 수 있도록 꾸며졌다.

저자

사마키 다케오

출판

더숲

출판일

2013.12.09

 

1. 서두

우리가 발을 딛고 서 있는 이곳이 바로 지구이다. 그래서 지구를 제대로 이해하지 못하고서는 우리의 삶도 온전히 이어갈 수 없다. 하지만 지구에 대해서 여전히 많은 것을 알지 못한다. 그래서 지금도 계속 새로운 발견들이 이루어지고 있다. 그리고 그러한 발견들은 우리가 발을 딛고 지구상에서 살아가는 데에 큰 도움을 준다. 이 책은 과학자들이 발견한 많은 사실들에 대해서 일반 사람들도 쉽게 이해할 수 있도록 풀어서 설명을 해 놓았다.

 

 

2. 에베레스트 산의 높이

세계에서 가장 높은 산이 뭐냐고 물으면 에베레스트 산이라고 답하는 것에 대해서 큰 의문이 들었던 적은 없었다. 하지만 이 책을 보면서 에베레스트 산이 이 세상에서 가장 높은 산이 된 것은, 실제로 가장 높은 산이기 때문이 아니라 산의 높이를 재는 한 가지 방법 때문이라는 것을 알게 되었다. 산의 높이를 재는 방법은 세 가지가 있다고 한다. 보통 우리가 알고 있는 것은 해수면을 기준으로 하는 것이라고 한다. 그 기준을 바탕으로 할 때에만 에베레스트 산이 최고 높은 산이 된다는 것이다. 하지만 산의 높이를 재는 다른 두 가지 방법이 더 있다. 그것은 지구 중심으로부터 재는 방법과 해양저에서 재는 방법이다. 지구 중심에서부터 산의 높이를 잰다면 에베레스트 산이 아니라 침보라소 산이 가장 높은 산이 된다. 한편 해양저에서부터 산의 높이를 잰다면 마우나케아 산이 가장 높은 산이 된다. 이처럼 우리가 익히 아는 사실도 때로는 절대적 사실이 아니라 상대적 기준에 의한 사실일 수 있다.

 

그렇다면 우리가 일반적으로 알고 있는 에베레스트 산이 최고의 높이라고 정하게 된 기준인 해수면은 무엇을 의미하는 것일까. 사실 해수면이라는 말은 많이 들어봤지만 그 의미에 대해서 구체적으로 생각해 본 적은 없었던 것 같다. 단순히 이름 그대로 ‘바다 표면 위’라는 정도로만 생각을 했던 것 같다. 그런데 지구는 둥글다는 표현과 달리 실제 지구는 전혀 둥글지 않다. 지구에는 8,000 미터가 넘는 높은 산과 1만 미터가 넢는 깊은 해구가 존재하고, 지각 구조의 밀도도 균일하지 않아서 지구의 중력도 일정하지 않다고 한다. 그래서 과학자들은 지구의 표면에서 가장 많은 70%의 비중을 차지하는 바다를 기준으로 잡자는 생각을 했다고 한다. 그런데 바다의 높이도 위치에 따라서 제각각이다. 결국 그래서 전 세계의 바다 높이에 대한 평균을 정하고 그것을 ‘지오이드’라 명칭했다. 그리고 그것을 기준으로 산의 높이를 잰 것이다. 그래서 산의 높이를 말 할 때 ‘해발 몇 미터’라는 말을 쓰는 것은 지오이드를 기준으로 높이를 쟀다는 것을 의미한다는 것이다. 이처럼 우리가 당연하게 알고 있는 사실도 제대로 알고 나면 훨씬 더 정확하게 지구를 이해하게 된다.

 

 

3. 코리올리

이 책에는 적도 근처의 어떤 마을에서 ‘코리올리 효과’에 대한 실험을 펼치는 공개 쇼가 열렸던 이야기를 소개한다. 적도에서 북쪽으로 20미터 떨어진 곳과 남쪽으로 20미터 떨어진 곳에서 실험을 진행했다. 구멍이 뚫린 작은 그릇의 바닥을 손가락으로 막고 물을 부은 후 성냥깨비를 올린다. 그리고 손가락을 떼고 관찰하면 북쪽으로 20미터 떨어진 곳에서는 성냥깨비가 반시계방향으로 돌고, 남쪽으로 20미터 떨어진 곳에서는 시계 방향으로 돌았다. 보통 전향력이라고 하는 코리올리 효과가 나타난 것을 보여주는 쇼였다. 하지만 실제로는 코리올리 효과가 이렇게 적도에서 20미터 정도의 거리에서 극명하게 나타나지는 않는다고 한다. 즉, 그 정도 거리에서는 전향력이 거의 ‘0’에 가깝다고 한다. 결국 북쪽과 남쪽에서 다르게 성냥깨비가 돈 것은 실험 진행자가 적당히 물의 방향을 그렇게 만들었기 때문이라는 것이다.

 

그래도 코리올리 효과가 존재하지 않는 것은 아니다. 가장 극명하게 코리올리 효과를 볼 수 있는 것은 태풍이라고 한다. 북반구에서는 태풍이 모두 반시계방향으로 회전하면서 진행되는 것만 봐도 코리올리 효과는 큰 범위에서 전 지구적으로 작용하는 것은 사실이다. 이를 통해 알 수 있는 것은, 지구를 제대로 이해하기 위해 작은 실험의 공간만으로는 충분치 않다는 것이다. 전 지구적 영역을 실험 공간으로 생각을 하고 관찰해야 정확하게 지구를 이해할 수 있다. 그런 이유로 과거에는 관측 기술이 발달되지 않았기 때문에 지금처럼 지구를 이해하기는 힘들었을 것이라는 생각이 들었다. 반면 지금은 인공위성을 통해서 전 지구를 조망할 수 있고, 슈퍼 컴퓨터를 통해서 데이터를 빨리 분석할 수 있기 때문에 관찰 결과만 많이 축적이 된다면 더 많이 지구를 제대로 이해할 수 있겠다는 생각이 들었다.

 

 

4. 태풍과 날씨

우리가 지구에 대해서 가장 표면적으로 많은 관심을 기울이는 것은 날씨와 지진, 화산 폭발 같은 것이다. 그런데 지진과 화산 폭발은 특정 지역에 국한되기 때문에 세계의 모든 사람들이 공통적으로 많은 관심을 기울이는 것은 날씨일 것이다. 그래서 날씨에 대한 정보도 관측 장비의 발달과 기상 변화에 따라 더욱 세밀해지고 있는 것 같다. 과거에는 비나 눈이 올지 아니면 맑을지 정도만을 이야기했다. 하지만 지금은 자외선 지수, 미세먼지 농도 등에 대해서도 세밀한 정보가 제공된다. 그리고 이러한 정보들을 제공하는 기상청은 우리나라에서 가장 많은 관심과 지탄을 받는 곳이기도 하다. 특히 태풍 정보에 관해서는 참 말이 많은 것 같다. 즉, 기상청에서는 태풍이 올라오면 그에 대한 피해 예방을 위해 미리미리 조심하라는 강력한 경고를 보내지만 정작 그 태풍이 내륙에 상륙한 뒤에 아무런 피해가 없다면 과잉 반응을 일으켰다는 욕을 먹게 된다.

 

그렇다면 왜 관측 기술이 크게 발달한 지금에 와서도 틀린 기상 정보가 제공되는 것일까. 태풍의 경우는 보통 태평양 고기압 가장자리 부근에서 발생하여 편서풍을 타고 한국과 일본으로 이동한다고 한다. 편서풍의 계절별 세기에 따라서 6월 쯤에는 중국 쪽으로 가고 7월과 8월 쯤에는 한국, 8월과 9월 쯤에는 일본으로 흘러 간다. 또한 북반구에서는 태풍의 소용돌이 방향이 반시계 방향이기 때문에 태풍의 오른쪽이 가장 큰 피해를 일으킨다. 게다가 아무리 강력한 태풍도 내륙을 지나면서 각종 산이나 건물과의 충돌로 그 세기가 약해지기도 하고, 태풍의 진로에 저항하는 다른 기상 현상에 의해서 방향이 예측 범위를 벗어나기도 한다. 그 만큼 태풍의 진로와 그 세기를 정확하게 예측하는 것은 어렵다는 것이다. 따라서 기상청 입장에서는 일단 최악의 상황을 염두해 두고 대비를 하도록 할 수밖에 없는 것이다. 그런데 차라리 대비를 안 하다가 크게 피해를 보는 것 보다는 잘 대비를 하다가 아무 일 없이 지나가는 게 더 낫겠다는 생각이 들었다.

 

맑고 흐린 날씨를 예측하는 것도 흥미로웠다. 예를 들어 저녁노을이 아름다우면 그 다음 날은 날씨가 맑다고 한다. 저녁노을이 선명하게 보이는 것은 서쪽으로 지는 태양의 석양빛이 대기층을 뚫고 멀리 있는 사람에게도 보이고 있다는 의미이다. 따라서 우리나라는 편서풍 지대에 있기에 서쪽의 빛이 잘 도달한다는 것은 서쪽에 구름이 없다는 의미이고, 서쪽에 구름이 없다는 것은 다음 날 우리나라에 도달하는 구름도 없다는 이야기이기 때문에 날씨가 맑게 된다는 것이다. 따라서 정확한 관측 장비가 없어도 지구에 대한 이해만 있으면 일반 사람들도 어느 정도는 충분히 날씨를 예측할 수 있다는 것이 신기했다.

 

 

5. 테라포밍 프로젝트

테라포밍 프로젝트에 대한 내용을 보면서는 지구에 대한 이해가 깊어지면 우주에 대한 이해와 적용도 많은 부분에서 가능해진다는 것을 알 수 있었다. 테라포밍 프로젝트는 우리가 SF 영화에서나 봄직한 내용이다. 즉, 금성이나 화성을 지구와 같은 사람이 살 수 있는 곳으로 만들어 인류의 새로운 거주 공간으로 만들겠다는 것이다. 그런데 실제로 영화 같은 상상이 가능해지고 있다. 인간과 지구에 대한 정보를 바탕으로 다른 행성에도 비슷한 환경을 조성할 수 있게 된 것이다. 이를 통해서 혹시 모를 지구의 멸망에 대비할 수도 있고, 인간의 활동 영역을 지구를 벗어나 전 우주로 확장해 나갈 수 있을 것이다. 또한 테라포밍 프로젝트의 연구 결과물은 단지 다른 행성에 인류의 거점을 만드는 차원에만 머물지 않는다는 생각도 들었다. 즉, 다른 행성은 아주 척박하고 극한 환경이다. 온도가 너무 높거나 아니면 온도가 너무 낮고, 또한 공기도 희박하며 유해 성분도 많다. 그런데 이러한 극한의 환경은 이미 우리 지구 상에도 존재한다. 극지방의 추운 날씨나 심해저의 빛이 도달하지 않는 공간 등도 다른 행성의 극한 상황과 유사하다. 따라서 테라포밍 프로젝트를 통해서 우리는 우주로 인류의 영역을 확장하는 것 뿐만 아니라 지구 자체에서도 더 많은 영역으로 인류의 거주 범위를 확장할 수 있게 될 것이다. 이처럼 지구를 이해한다는 것은 우주를 이해하는 것이기도 하고, 인류의 삶을 이해하고 발전시키는 것이기도 하다는 생각이 들었다.

 

 

6. 맺음말

이 책을 보면서 기존에 알던 지식을 좀 더 세밀하게 생각해 볼 수 있었고, 내가 이미 알던 지식이 고정관념일 수 있다는 생각도 하게 됐다. 더불어 새로운 지식을 많이 알수록 이 세상에 대해서 더 많은 것을 볼 수 있다는 것도 알게 됐다. 지식은 힘이라는 말처럼 더 많은 것을 아는 만큼 더 큰 힘을 가질 수 있는 것 같다. 그래서 강대국들이 더 많은 돈을 들여서 지구를 연구하고, 그렇게 확보된 정보를 통해서 또 다른 새로운 발전의 지지대를 만들어나가고 있다는 생각이 들었다. 예전에 차량 내비게이션의 핵심 기술인 GPS 기술이 미국의 것이라는 신문 기사를 본 기억이 났다. 이미 우리는 우리의 위치 정보와 지구 상에서의 어떤 기준을 정하는 것부터 미국이라는 선진국에 종속되고 있는 것이다. 그 만큼 우리도 무언가 전 지구적인 핵심 기술을 만들어가는 노력을 해야 할 필요가 있을 것이다. 그래서 최근 들어 열심히 우리나라도 인공위성을 쏘아 올린다는 소식은 반갑다는 생각이 들었다.