생글생글

시장원리로 지구를 살리는 방법

794호 생글생글은 ‘시장 원리’로 지구를 살리는 탄소배출권 거래 제도를 커버스토리에 실었다. 지구 온난화 문제를 해결하려는 노력이 어떻게 진행돼왔는지 알아보고, 탄소배출권 거래 제도의 시장 원리를 살펴봤다. 시사 이슈 찬반토론에서는 전기요금에 끼워 징수하는 KBS 수신료 문제를 다뤘다. 자칭 공영방송이라는 KBS에 대한 다수 국민의 불만이 심각한 상황을 감안하면 수신료를 강제로 낼 수 없다는 입장과 전체 국민(시청자)이 수신료로 공영방송을 지원해야 한다는 반대 입장을 들여다봤다. 

사진으로 보는 세상

다누리가 달 상공에서 촬영한 지구

한국항공우주연구원이 달 궤도선 다누리가 촬영한 지구 사진을 지난 3일 공개했다. 다누리에 탑재된 고해상도카메라(LUTI)가 달 상공 344~117㎞에서 촬영한 것으로, 바다 구름 육지가 선명한 지구와 거친 달 표면이 대조적이다.항우연 제공 

과학과 놀자

'킬링 곡선'으로 보는 지구와 인류의 미래

과천과학관과 함께 하는 과학 이야기 (7)태평양 한가운데 있는 섬 하와이에는 마우나로아 관측소라는 곳이 있다. 이 관측소는 지구 상에서 가장 오래 전부터 대기 중 이산화탄소 농도를 측정한 곳이다. 이 곳에서 관측한 이산화탄소 농도를 연도별로 기록한 그래프를 ‘킬링 곡선(Keeling Curve)’이라고 한다. 관측을 시작한 연구자인 찰스 데이비드 킬링의 이름을 따 그렇게 불리고 있다.첫 관측은 1958년 3월이었다. 그 해 이산화탄소 농도는 약 315㏙이었다. ㏙은 공기의 농도를 나타내는 단위로 100만분의 1을 뜻한다. 이 그래프는 꾸준히 상승해 올해 2월 419㏙까지 올랐다. 대기 중 이산화탄소 농도가 높아진 것이다. 예전에는 과학 교과서에 공기 중 이산화탄소 농도가 0.03%라고 나왔었는데 이제는 0.04%로 수정돼야 하겠다. 2013년 대기 중 이산화탄소 농도가 이미 400㏙을 돌파했으니까.그래프를 좀 더 자세히 보면 일정한 간격으로 오르락내리락을 반복하는 모습도 보인다. 최근 5년간(2017년 1월~2022년 2월)의 그래프를 확대해 보면 이산화탄소 농도가 매년 5월에 가장 높고, 9월에 가장 낮다는 사실을 알 수 있다. 이는 식물의 광합성에 따른 결과다.북반구 온대 지역의 식물이 광합성을 활발히 하면서 이산화탄소를 흡수하는 봄~여름, 즉 5~9월엔 이산화탄소 농도가 줄어들었다가 가을~겨울, 즉 10월부터 이듬해 4월까지는 광합성이 약해지면서 이산화탄소 농도가 다시 증가하는 것이다. 계절에 따른 변화는 있지만 전체적으로는 이산화탄소 농도가 지속적으로 높아지고 있다.킬링 곡선은 단순히 이산화탄소 농도 변화만을 의미하지 않는다. 여러 연구를 통해 이산화탄소 농도 변화는 지구 평균 기온과 깊은 관련

커버스토리

지구는 정말 '이산화탄소' 때문에 뜨거워진 것일까?

지구촌 식구들은 지구 기후의 안정화(?)를 위해 공동 목표를 정했습니다. 지구의 평균기온이 ‘산업화 이전(19세기 이전)’보다 1.5도 이상 높아지지 않도록 노력한다는 것이죠. 환경론자들은 지구의 기온을 올리는 원인을 ‘인간-이산화탄소-온실효과’로 봅니다. 인간이 산업 활동을 하면서 배출하는 이산화탄소가 지구의 기후(혹서, 혹한, 폭풍, 해수면 상승)를 변화시키고 있다는 겁니다. 그러나 지구 기후를 변화시키는 게 이산화탄소 때문인가에 의문을 던지는 시각도 있습니다. 논쟁이 벌어지는 거죠. (1) 지금 지구 기온은 이상한가?지구 기후변화를 바라보는 두 가지의 대립 시각이 있습니다. 하나는 지구의 평균온도가 높아지고 있다는 시각이고, 다른 하나는 지구에는 지금보다 온도가 더 높았던 때가 훨씬 많았다는 시각입니다. 첫째 시각은 산업화 이전보다 1.5도 이상 높아지면 큰일 난다는 것이고, 둘째 시각은 지구 역사로 봤을 때 약간의 상승과 하락은 자연스러운 변화라는 겁니다.기후학자들은 대리지표를 이용해 기후 역사를 분석합니다. 남극과 북극의 깊은 곳에서 채취한 얼음, 나무의 나이테, 바닷속 산호초 상태, 깊은 바닷속 퇴적물, 지하 자원변화 같은 지표들이죠. 지난 100만 년 동안 지구에는 빙하기와 간빙기가 여덟 번 발생했다고 합니다. 기온이 오르고 내렸다는 거지요. 지금 우리가 살고 있는 충적세는 마지막 간빙기인데 약 1만 년 전에 시작됐다는군요. 이때 얼음이 녹아서 해수면이 120m 높아졌다고 합니다. 반대로 해수면이 낮아진 때도 존재했다고 합니다. 지난 1500년 동안 기온 변동폭이 섭씨 5~8도에 달했다는 분석도 있지요. 5500년 전에는 지구 기온이 올라서 지

과학과 놀자

레이저 프린터, 레이저 수술, 레이저 무기 등 널리 쓰이는 레이저…빛을 증폭시켜 얻은 직진성과 높은 에너지를 활용

'레이저'라는 용어를 이제는 일상생활 속에서 자주 접하게 된다. 레이저 포인터, 레이저 프린터, 레이저 마우스 등 간단 생활 도구에서 시작해 계산대에서 사용하는 바코드 스캐너, 안과·피부과 등 의료용으로 사용하는 레이저 치료 도구, 대형 공연장에서 사용하는 현란한 레이저 쇼, 사무실에서 종이류를 절단하는 레이저 커터, 철을 정교하게 자르는 공업용 레이저 절단기, 날아다니는 드론도 떨어뜨리는 레지날아다니는 드론도 떨어뜨리는 레이저 무기 등 우리 주변에서 너무나 많은 곳에서 레이저를 사용하고 있다.레이저가 무엇이기에, 어떤 특성을 가지고 있기에 이렇게 다양하게 활용되고 있을까. 레이저 원리는 빛의 유도 방출레이저 원리를 이해하기 위해선 먼저 모든 물질은 특정한 에너지 준위를 갖고 있다는 것을 알아야 한다. 물질은 어느 에너지 상태에서 다른 에너지 상태로 이동이 가능한데, 두 상태의 에너지 차이만큼 에너지를 외부로부터 흡수하거나 외부로 방출하게 된다. 외부로부터 에너지를 흡수하거나 방출하는 방법 중 하나가 빛이다. 빛은 파동이면서 입자로서 광자(빛 입자라는 뜻)라고 불리는데, 광자 하나는 빛의 진동수에 비례하는 에너지를 갖는다(E=hf). 외부에서 쪼여지는 빛의 에너지가 물질의 에너지 상태 차이와 같으면, 물질은 바닥 상태에서 들뜬 상태로 이동이 일어나며 빛을 흡수하게 된다(그림 1(가)). 반대로 들뜬 상태에 있는 물질은 저절로 바닥 상태로 이동하는 경향이 있는데, 이때 두 상태의 에너지 차이만큼의 빛을 방출하게 된다(그림 1(나)).아주 특별한 경우로 물질이 들뜬 상태에 있을 때 외부의 빛이 물질에 쪼여지면, 물질은 바닥 상태로 이동

과학과 놀자

외계인이 지구를 찾아와 인류와 문명을 파괴할 수 있을까? 우리 은하에만 지구와 비슷한 외계행성 10여개

<코스모스>로 우리에게 빅뱅 우주를 소개한 칼 세이건 박사는 1977년 태양계 행성 탐사를 위해 우주로 떠난 보이저호에 실린 금으로 만든 레코드판을 제작했다. 이 레코드판에는 외계 문명에 지구를 소개하기 위한 118장의 사진, 한국어를 포함한 55가지 언어로 된 인사말 등이 실려 있다. 외계 문명이 보이저호를 발견할 경우를 대비해 지구의 위치도 레코드판에 새겨 놓았다. 이 레코드판은 외계 문명의 존재 가능성에 대한 우리의 물음을 대변하고 있다.그런데 레코드판에 표시된 지구의 위치 때문에 많은 반대에 부딪혔다고 한다. 외계 문명이 지구를 찾아와 인류와 문명을 파괴할 것을 염려한 탓이다. 많은 SF(공상과학) 영화에 등장하는 파괴적인 외계인은 이러한 염려를 대변한다. 하지만 칼 세이건의 믿음처럼, 우리가 만날 외계인은 그런 모습이 아니길 기대해 본다.창백한 푸른 점에 불과한 지구칼 세이건 박사의 주도로, 태양계 내부를 여행하는 보이저호는 카메라를 돌려 지구를 촬영하는 데 성공했다. 보이저호에서 찍은 사진 속 지구를 칼 세이건 박사는 ‘창백한 푸른 점’으로 소개했다. 우주에서 먼지같이 미미한 지구의 모습을 처음으로 확인한 순간이었다. 이후 허블망원경을 포함한 많은 관측으로 지구는 태양계의 작은 행성에 불과하고, 태양은 우리 은하 속 작은 별에 불과하며, 우리 은하도 은하단 속의 작은 한 은하에 불과함이 밝혀졌다. 은하단조차도 먼지로 보일 만큼 우주는 넓은 공간이며, 우주의 중심은 없는 것으로 밝혀졌다. 우리가 살고 있는 지구가 우주에서는 특별한 존재가 아닐 수 있다는 뜻이다. 어쩌면 우리 또한 빅뱅 우주에서 특별한 존재가 아닐 수도….그런

경제 기타

지구 온난화 걱정하지만 5000년 전에는 지금보다 더 더웠다

2100년 대한민국은 아열대 국가다. 서울 시내 한복판에 야자수가 자라고 겨울에도 눈이 내리지 않는다. 한반도의 최남단인 제주도는 동남아시아처럼 덥고 습한 날씨가 이어진다. 이산화탄소 배출량이 지금 수준으로 유지된다는 가정하에 실시한 시뮬레이션 결과다.지구 온도 5000년 전 수준으로 높아지나1700년께 소빙기가 끝나면서 지구의 온도는 꾸준히 상승하고 있다. 1900년대 중반부터는 본격적인 현대 온난기에 진입했다. 온도가 오르는 구간에서 이산화탄소 배출까지 늘면서 온도 상승세가 가팔라졌다. 2100년이 되면 평균기온이 지금보다 3~5도가량 높아질 것이라는 게 전문가들의 분석이다.이산화탄소는 지표면이 머금고 있는 열에너지가 우주로 빠져나가는 것을 방해한다. 지구 온난화 원인 중 60% 정도를 차지한다. 지구의 온도를 높이는 원리가 온실과 비슷해 ‘온실효과’란 용어가 생겼다. 메탄과 수증기도 이산화탄소와 비슷한 역할을 하는 온실 기체로 꼽힌다.온난화 속도는 갈수록 빨라지는 추세다. 세계기상기구(WMO)에 따르면 기상관측 이래 가장 더웠던 해는 2016년(평균기온 14.96도)이다. 2위는 2015년(14.88도), 3위는 2017년(14.84도)이며 4위가 지난해(14.7도)였다. 최근 4년이 1~4위를 모두 차지했다.한반도 역시 비슷한 흐름이다. 국립기상과학원에 따르면 한반도의 최근 30년 기온은 1912~1941년보다 1.4도 높아졌다. 20세기 초와 비교해 여름은 19일 길어졌고 겨울은 18일 짧아졌다.하지만 최근 100년이 지구 역사상 가장 더웠던 시기라고 보기는 어렵다. 9000~5000년 전 지금보다 기온이 2~3도가량 높은 ‘홀로세 기후 최적기’가 존재했다. 한반도의 홀로세 기후 최적기는 약 7600~4800년 전으로 추정

과학 기타

지구의 물

하와이제도는 8개의 섬과 100여 개가 넘는 작은 섬으로 구성돼 있다. 지난 3일 큰 섬 중 하나인 빅아일랜드 칼라우에아 화산이 용암을 분출했다. 당국은주민 1만여 명에게 대피령을 내렸다. 암석이 고온 고압에서 용융된 마그마는 주변보다 밀도가 낮아 위로 상승한다. 지각에서는 상승된 마그마를 마그마굄이라 한다. 마그마굄은 지각의 얇은 틈을 통해 동시에 지표로 분출된다. 이런 현상을 화산(volcano)이라 한다. 화산 활동은 지구 내부(지표 안) 에너지를 지표 밖으로 전달하는 열 교환 시스템으로 작용하고 있다.수권도 지구시스템 유지수권과 기권의 상호 작용으로 구름이 형성되고, 수권과 지권의 상호 작용으로 피오르, 해안절벽과 같이 웅장하고 아름다운 모습을 만든다. 지구 시스템을 구성하는 지권, 수권, 기권, 생물권 등의 상호 작용은 화산 활동을 포함해 웅장하고 경이롭고 아름다운 자연 현상을 낳는다.이렇듯이 지구상에서 발생하는 여러 자연 현상은 지구 시스템 구성 요소 간의 상호 작용뿐만 아니라 외기권(exosphere)과의 상호 작용을 통해 일어나며 이 과정을 통해 생명체가 살아간다.지난 시간에는 지권, 수권, 기권, 생물권, 외기권 등 다섯 가지 구성 요소가 지속적으로 상호 작용하면서 균형을 유지하는 지구 시스템, 그중에서도 지권과 기권에 대해 이야기했다. 이번 시간에는 지구 시스템의 구성 요소 가운데 수권과 생물권을 이야기하려 한다.수권(hydrosphere)은 지구 시스템의 구성 요소로 기체 상태인 수증기를 제외한 지표 위의 모든 물()을 말한다. 전체의 약 97%를 차지하며 바다에 분포하는 해수(海水), 약 3%로 적은 양이지만 육지에 존재하는 담수(淡水)로 수권의 물은 나뉜다.물이 이산