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[과학 이야기] 10만년 전 인류도 야생곡식 먹었다

10만년 전 이전에 현생인류가 야생 곡물과 덩이줄기에 크게 의존했음을 보여주는 증거가 발견됨으로써 선사시대 수렵채취인들이 야생 곡물을 먹기 시작한 시기가 지금까지 알려진 것보다 훨씬 옛날로 거슬러 올라가게 됐다고 사이언스 데일리가 최신 연구를 인용 보도했다. 캐나다 캘거리 대학 연구진은 아프리카 모잠비크의 깊은 동굴 속에서 현생 인류의 조상들이 야생 수수를 주식으로 먹었음을 보여주는 수십 개의 돌 연장을 발견했다고 사이언스지 최신호에 발표했다. 야생 수수는 오늘날 사하라 이남 아프리카인들이 가루를 내거나 빵 죽 술 등에 가장 많이 사용하는 곡식의 조상뻘로 공작야자 엔세테(아비시니아바나나) 비둘기콩 야생 오렌지 아프리카 감자 등의 흔적과 함께 발견됐다. 이는 지금까지 전 세계에서 발견된 농작물화 이전 곡물 가운데 최초의 것이다. 연구진은 "이는 우리 조상이 풀씨를 사용한 시기를 훨씬 앞당겨 주는 것이자 우리 생각보다 훨씬 앞선 시기에 이미 광범위하고 발달된 식생활이 존재했음을 보여주는 증거"라고 말했다. 이들은 "이는 식물의 뿌리나 열매 견과류에 비해 야생 곡물 채취 활동이 훨씬 미미했을 것으로 추정됐던 아프리카의 중간석기시대(Middle Stone Age)에 일어난 일"이라고 강조했다. 연구진은 지난 2007년 모잠비크 대학 연구진과 함께 니아사 호수 부근에서 고대 수렵채취인들이 6만년 이상 사용했던 석회암 동굴을 발굴해 돌연장과 동물 뼈 식생활을 시사하는 식물 흔적들을 발견했다. 식물을 가는 돌과 긁개에 붙어 있던 수천개의 전분 곡물 알갱이들은 당시 사람들이 조직적으로 야생 수수를 동굴 안으로 들여와 가공했음을 보여주는 것이었다.

2010-01-05

[과학 이야기] 침팬지 불에 관한 초보지식 있다

침팬지들은 불 앞에서도 침착함을 유지하고 산불의 확산 방식을 거의 사람만큼 예측해 이에 따라 행동한다는 사실이 처음으로 밝혀졌다고 라이브사이언스 닷컴이 최신 연구를 인용 보도했다. 아이오와 주립대의 질 프루츠 교수 등 연구진은 자연인류학 저널 최신호에 이런 연구를 발표하면서 불을 이해하는 침팬지의 능력은 인류의 조상이 언제 어떻게 처음으로 불을 다룰 수 있게 됐는지 밝혀 주는 단서가 될 것이라고 지적했다. 연구진은 세네갈 퐁골리 지역 주민들이 농지 개간 등을 위해 정기적으로 침팬지 서식지와 인접한 풀밭에 불을 놓을 때 침팬지들이 이런 행동을 하는 것을 두 차례 목격했다. 들불을 보면 공포와 불안 반응을 보이고 사망률도 높아지는 다른 동물들과 달리 침팬지들은 불길이 높이 솟을 때도 놀라울 만큼 침착함을 유지하다가 필요한 단계가 되면 유유히 불을 피하는 것으로 나타났다. 연구진은 "불길이 최고 6m까지 치솟아도 당황하거나 두려워하지 않고 침착하게 대응했다"고 밝혔다. 이들은 인류가 세 단계를 거쳐 불을 다룰 수 있게 된 것으로 보고 있다. 첫째로 불의 개념화 즉 다양한 조건에서 불의 움직임을 이해함으로써 움직임을 예상하고 불 가까이에서 활동할 수 있게 됐고 둘째는 불의 통제 능력 즉 불을 조절해 연료를 공급하거나 제거하고 더 나아가 불을 끌 수 있게 됐으며 마지막으로 불을 피울 수 있게 됐다는 것이다. 연구진은 퐁골리의 침팬지들이 2 3 단계의 전제조건인 1단계의 지식을 완전히 습득한 것으로 보인다면서 그러나 아직 도움을 받지 않고 불을 피울 능력은 없다고 진단했다. 이들은 침팬지도 2 3 단계를 배울 능력은 있지만 손재주가 사람보다 뒤처져서 실제로 불을 피울 수 없을 뿐 인지상으로는 2단계 능력까지 있는 것으로 보인다고 말했다.

2010-01-04

[과학이야기] 가까운 별 곁에서 '슈퍼지구' 발견

지구와 가까운 별 주위를 도는 4개의 행성이 새로 발견됨으로써 몇 년 안에 지구와 비슷한 행성을 발견할 가능성이 더욱 커지고 있다고 스페이스 닷컴이 보도했다. 샌타크루즈 캘리포니아대학 연구진은 하와이 케크 천문대와 호주 뉴 사우스 웨일스의 앵글로-오스트레일리언 망원경(AAT)으로 수집한 자료를 '시선(視線)속도'(물체가 시선방향으로 운동할 때의 속도를 천체의 스펙트럼에 나타나는 도플러 효과로 구하는 방법) 기법으로 분석함으로써 이들 행성의 존재를 입증했다. 이들 외부행성 가운데 2개는 질량이 지구보다 크지만 천왕성이나 해왕성보다는 작은 이른바 '슈퍼 지구'로 밝혀졌다. 연구진은 현재 수준의 기술로는 지구 크기의 외부 행성을 찾기가 어렵지만 이들 슈퍼지구의 발견으로 질량이 작은 행성들이 가까운 별 주위에 흔하게 존재한다는 사실을 알게 됐다면서 "지구처럼 생명체가 살 수 있는 가까운 천체를 찾는 것은 시간 문제"라고 말했다. 이들 외부행성 가운데 3개는 우리 태양의 쌍둥이 격인 28광년 거리의 처녀 자리별 '61 버지니스'를 돌고 있다. 연구진은 이 별을 도는 행성들의 최저 질량이 '61 버지니스 b.'는 지구의 5.1배 '61 버지니스 c.'는 18배 '61 버지니스 d.'는 23배일 것으로 추정했다. 연구진은 가장 작은 것은 슈퍼지구의 범주에 들어가므로 태양과 같은 별 주변에서 슈퍼지구가 발견되기는 이번이 처음이라고 강조했다. 지금까지 발견된 슈퍼지구들은 우리 태양보다 온도가 낮고 더 붉은색이 나는 별 주위에서 발견됐다. 이들이 발견한 또 하나의 외부행성은 역시 우리 태양과 쌍둥이라고 할만한 76광년 거리의 고래자리 별 HD 1461 주위를 돌고 있는데 연구진은 이 별 주위에 어쩌면 두 개의 다른 행성들이 더 있을 가능성도 있다고 밝혔다.

2010-01-02

[과학 이야기] 지구 대기·바다는 외계 물질

지구의 대기를 구성하는 기체들은 지구 내부에서 형성된 것이 아니라 바깥 우주로부터 온 것이며 바다 역시 그러할 가능성이 다분하다는 새로운 연구가 나왔다고 사이언스 데일리가 보도했다. 영국 자연환경조사국(NERC)의 지원을 받은 영국 맨체스터 대학과 미국 휴스턴 대학 과학자들은 원시 지구의 대기가 화산 분출로부터 나온 것이라는 해묵은 교과서적 관점은 접어야 할 때가 왔다고 사이언스지 최신호에서 주장했다. 이들은 지구 대기 물질의 성질을 알아보기 위해 화산 가스들을 분석기술로 조사한 결과 "화산 가스 속에서 분명한 운석의 특징이 발견됐다"고 밝혔다.연구진은 "새로 알게 된 사실들로 미뤄보면 화산 가스는 지구 대기 구성에 의미 있는 기여를 했을 가능성이 없다. 따라서 대기와 바다는 지구가 아닌 다른 출처 즉 혜성과 같이 가스와 물 성분이 풍부한 물질의 대규모 유입으로 생긴 것이 틀림없다"고 강조했다. 이들은 "지금까지는 지구 내부의 표본에 나타나는 이런 미세한 특징을 잡아낼 만한 장비가 없었지만 이제 우리는 이런 일을 할 수 있게 된 것"이라고 말했다. 연구진은 새로운 분석기술을 통해 비반응성 화산 흔적 가스인 미량의 크립톤과 크세논을 측정할 수 있었으며 그 결과 '태양계' 가스와는 다른 운석들의 가스와 일치하는 동위원소 '지문'을 찾아낼 수 있었다고 밝혔다. 이들은 이 연구를 통해 지구 맨틀에 존재하는 크립톤의 정확한 구성 비율을 처음으로 밝혀내는 성과를 거두기도 했다. 연구를 이끈 맨체스터 대학의 크리스 밸런타인 교수는 "원시 지구를 그린 상상화에 가스를 내뿜는 거대한 화산이 배경으로 등장하는 것을 많은 사람이 보아 왔지만 이제는 그림을 다시 그려야 할 것"이라고 말했다.

2009-12-29

[과학 이야기] 남녀의 쇼핑 태도는 수렵채취 유산

기진맥진할 때까지 둘러 보고서야 물건을 살 지 말 지 결정하는 여성과 쇼핑몰에 들어서는 순간부터 나갈 궁리만 하는 남성의 차이는 원시 수렵채취시대의 유산이라는 연구가 나왔다고 ABC 뉴스가 보도했다. 미시간 주립대 진화심리학자 대니얼 크루거 교수는 원시 시대에 사냥꾼이었던 남성들은 사슴이든 구두든 만족스러운 대상을 발견하는 순간 그것을 잡아서 바로 자리를 뜨지만 채취 역할을 맡았던 여성들은 가장 잘 익은 열매를 따기위해 덤불을 샅샅이 뒤져야만 했고 그런 습성이 유전자를 통해 오늘날까지 남아 있게 됐다고 주장했다. 그는 467명의 대학생들을 동원한 실험을 통해 남녀의 쇼핑 태도와 기술에 옛 조상들의 사냥과 채취 생활의 흔적이 강하게 남아 있음을 확인했다고 사회ㆍ진화ㆍ문화 심리학 저널 최신호에 발표했다. 실험에서 학생들은 낯선 대형 쇼핑 센터에 갔을 때 "필요한 물건을 최대한 신속하게 산다"는 사냥꾼의 태도와 "색깔과 스타일이 각각 다른 상품들을 되도록 많이 둘러보고 원하는 것과 가장 가까운 것을 고른다"는 열매 채취자의 태도로 크게 구분되는 행동 양상을 보였다. 크루거 교수는 고대의 남성 사냥꾼들이 햇빛으로 방향을 판단하고 기하학을 이용해 단거리를 찾는 등 주변 상황을 충분히 파악한 뒤 최단시간내에 사냥감에 접근해 사냥을 한 뒤 최단거리를 이용해 집에 돌아오던 방식을 결혼기념일 카드를 고르는데도 사용한다고 지적했다. 그러나 옛날 여성들은 동쪽과 서쪽을 분간하지 못해도 지난 철에 어느 곳의 열매가 제일 맛있었는지를 기억하며 보통 다른 여성들과 함께 열매를 땄기 때문에 오늘날 쇼핑도 이런 사교행사의 성격을 갖게 됐다는 것이다. 크루거 교수는 "사냥감을 좇을 때는 조용히 해야 하지만 열매를 딸 때는 그럴 필요가 없기 때문에 채취 행동이 사냥에 비해 훨씬 사회적 성격을 띤다"고 지적했다. 물론 오늘날의 남성들이 쇼핑몰을 사냥터로 여기지는 않고 쇼핑을 그다지 즐기지 않는 여성들도 있지만 대략적인 실험 결과는 남녀의 쇼핑 습관이 사냥과 채취의 습관을 반영할 것이라는 예상과 들어맞았다는 것이다

2009-12-28

[과학 이야기] 고장난 화성 탐사선, 마침내 소생

미항공우주국(NASA)은 지난 몇 달 동안 컴퓨터 고장으로 수면 상태에 있언 화성 궤도 탐사선 마스 리커니슨스 오비터(MRO)의 기능을 마침내 회복시키는데 성공했다고 스페이스 닷컴이 보도했다. MRO는 지난 8월말 컴퓨터 고장을 일으킨 뒤 추가 손상을 막기 위해 `안전 모드'에 들어가 과학 탐사활동이 중단됐었다. NASA는 원인을 알 수 없는 MRO의 컴퓨터 재부팅 장애 원인을 찾기 위해 과거처럼 단 며칠 동안 탐사선의 기능 회복을 시도하지 않고 여러 달 동안 서서히 문제에 접근했다. NASA의 한 관계자는 "환자는 위험에서 벗어났지만 두 발로 서기까지는 아직도 추가 단계가 남아있다"고 설명했다. 관계자들은 MRO의 기능 회복이 지난 11월말 소프트웨어 업데이트로 시작됐으며 과학 작업 점검을 위한 새로운 지시가 전달됐다고 밝히고 MRO의 본격적인 탐사활동은 내주께 재개될 것이라고 덧붙였다. 7억 2000만 달러가 투입된 MRO는 NASA의 최신 화성 탐사선이자 가장 강력한 화성 표면 관찰 능력을 갖고 있으나 지난 2월과 6월에도 컴퓨터 재부팅 장애를 보였다. 지난 2005년 발사돼 이듬해 화성 궤도에 도착한 MRO는 2008년 말 임무를 완수했으나 NASA는 오는 2010년 중반까지 MRO의 임무를 연장했다. NASA의 화성탐사 로봇 스피릿도 지난 4월부터 바퀴가 모래에 빠져 헤어나오지 못하고 있는데 전문가들의 끊임없는 노력에도 불구하고 아직 구조되지 못하고 있다.

2009-12-24

[과학 이야기] 우주정거장 간 나비, 첫 날개짓

국제우주정거장(ISS)에서 키우던 모나크 나비 유충이 지난 주 허물을 벗고 처음으로 날개를 펴 우주 과학자들에게 기쁨을 안겨 주었다고 스페이스 닷컴이 보도했다. 제프 윌리엄스 ISS 사령관은 지난 주 모나크 나비가 고치에서 벗어나 무중력 상태에서 처음으로 연약한 날개를 퍼덕이는 모습을 비디오로 촬영해 미항공우주국(NASA) ISS 통제본부로 전송했다. 비디오에는 성체가 된 모나크 나비 한 마리가 고치에서 나온 뒤 날개를 말리기 위해 날개를 살며시 접었다 폈다 하는 모습이 그대로 잡혀 있다. 지난 달 ISS를 방문한 우주왕복선 애틀랜티스호는 모나크 나비와 작은멋쟁이나비 유충들을 ISS에 전달했는데 이들은 애벌레에서 번데기 성충까지 탄생의 전과정을 우주에서 겪은 최초의 나비들이다. 한편 지구상에서는 초ㆍ중등 학생 12만명과 교사 2800명이 이와 똑같은 나비들을 키우며 우주 나비와 비교하는 실험을 하고 있다. 이 실험에서 나타난 최소한 한 가지 차이는 지구에서 허물을 벗은 나비가 날개를 말리는 데 3~5분이 걸린 반면 우주 나비는 같은 과정에 15분이 걸렸다는 것이다. 모나크 나비들은 콜로라도 주립대 바이오서브 우주기술 연구소가 제작한 작은 실험장치 속에 담겨 우주여행을 했는데 지상 수명이 약 2주인 이들은 좁은 환경 때문에 나흘 정도 살 것으로 예상된다. 한편 작은멋쟁이나비들은 지상의 동종 나비에 비해 절반인 1주동안 살 것으로 보인다. 지난해 ISS에서 키운 거미 두 마리는 무중력상태에서도 거미줄을 치는 모습을 보여줬다.

2009-12-23

[과학 이야기] 지중해는 단 2년새 채워졌다

지중해는 약 533만년 전 대서양의 물이 급격히 밀려들어 와 2년도 못 되는 사이에 채워졌다는 최신 연구가 나왔다. 스페인 하우메 알메라 지구과학연구소 연구진은 시추공과 지진 자료 바닷물이 해상(海床)을 깊게 깎는 하각(下刻)작용 모델을 이용해 지브롤터 해협을 가로지르는 길이 200㎞의 수로가 패이게 된 과정을 추적한 결과 당시 대서양 바닷물이 현재 아마존 강 유량의 3배나 되는 엄청난 기세로 밀려들었던 것으로 나타났다고 네이처지 최신호에 발표했다. 지중해는 약 560만년 전 대양으로부터 격리됐으며 이후 해발 고도 마이너스 1500~2700m 에 걸쳐있던 소금기 많은 표면으로부터 물이 대부분 증발했으나 '잔클리안(Zanclean)기 대홍수'로 알려진 533만년 전 대서양 바닷물의 급격한 유입으로 물이 들어찼다는 것이다. 대홍수는 최장 수천년간 지속된 소량의 해수 유입으로 시작되긴 했지만 유입된 물의 90%는 짧게는 단 몇 달 길어야 2년 사이에 채워진 것으로 보인다고 연구진은 지적했다. 종전 연구들은 지브롤터 해협의 수심으로 미뤄 지중해가 채워지는데 수천년에서 1만년까지 걸렸을 것으로 추정했다. 그러나 새 연구에 따르면 당시 폭이 몇 킬로미터나 되는 대서양 물이 메마른 지중해로 쏟아져 들어왔으며 지중해 수면은 하루 최고 10m 이상씩 치솟은 것으로 나타났다. 그러나 이처럼 빠른 유속에도 불구하고 하각률은 1~4%의 비교적 작은 각도였던 것으로 보인다. 연구진은 하각작용에 의해 생긴 해수 통로는 처음 대서양 쪽으로 수십 ㎞ 들어간 곳에서 시작돼 지중해 서부 알보란해 중심부를 향해 사면을 형성했으며 유속은 시속 300㎞ 이상이었을 것으로 추정했다.

2009-12-22

[과학 이야기] 허블 망원경, 가장 먼 은하 발견

우주 관측 사상 가장 먼 곳의 은하들이 허블 망원경을 통해 발견됐다고 스페이스 닷컴과 BBC 뉴스가 보도했다. 지난 5월 허블 망원경에 새로 장착된 첨단 광역카메라 WFC3가 포착한 은하들은 지구로부터 131억광년 즉 빅 뱅이 일어난 지 불과 6억년 후 존재한 것으로 초기 은하의 상태가 어떠했는지를 말해주는 것이다. 영국 옥스퍼드 대학과 케임브리지 소재 천문학연구소 과학자들은 고감도 적외선 WFC3를 이용해 `허블 울트라 딥 필드(Hubble Ultra Deep Field)' 등 가장 깊은 우주 영역에서 지난 8월 나흘에 걸쳐 이들 은하를 촬영했다고 영국 천문학회 월보에 발표했다. 연구진은 "거리가 아주 먼 은하로부터 오는 빛은 적색편이를 일으켜 붉게 나타나는데 이전에는 불가능했던 이런 영상을 WFC3 덕분에 포착할 수 있게 됐다"고 밝혔다. 이들은 그러나 은하들의 정확한 거리를 확인하기 위해서는 각 은하의 적색편이를 정밀 분석해야 한다면서 허블 망원경으로서는 한계가 있는 이런 후속 작업은 오는 2014년 발사될 제임스 웹 우주망원경(JWST)의 몫이 될 것이라고 말했다.

2009-12-21

[과학 이야기] 인류 대이동, 사하라 기후변화 탓

고대 인류가 아프리카 대륙을 떠난 것은 북아프리카 사하라 및 사헬(사하라 사막 남쪽 가장자리) 지역의 기후에 큰 변화가 일어났기 때문이라는 새로운 연구가 나왔다고 사이언스 데일리가 보도했다. 네덜란드와 독일 과학자들은 서아프리카 기니 부근의 수심 3000m 해상(海床)에서 채취한 퇴적물을 분석한 결과 12만년 전과 5만년 9천년 전 사하라 사막과 사헬 지역의 습도가 지금보다 훨씬 높았으며 풀이 아닌 나무가 주로 자라고 있었음을 밝혀냈다고 미국립과학원회보(PNAS) 최신호에 발표했다. 연구진은 당시 강한 바람에 실려 해상에 쌓여 잘 보존된 이 지역 발원 먼지에 섞인 식물의 잎 목랍(木蠟)성분을 분석해 지난 20만년 동안 사하라와 사헬 지역의 나무와 풀 비율 및 강우량의 변화를 알아냈다. 그 결과 12만~11만년 전 5만~4만5000년 전 1만~8000년 전의 세 시기에 사하라와 사헬 지역의 기후는 지금보다 훨씬 다습했고 나무가 많이 자랐으며 앞의 두 시기는 초기 인류가 동아프리카를 떠나 북아프리카와 중동 아시아 유럽을 향해 이동한 시기와 정확하게 일치한다는 사실이 밝혀졌다. 이들 시기에는 북아프리카 중부 지역에 비가 많이 와 평소엔 불가능했던 사람들의 통행이 가능해졌고 이곳을 기점으로 다른 대륙으로의 진출도 가능해졌다는 것이다. 그러다가 이들 지역의 기후가 다시 건조해지자 사람들은 이곳을 떠날 수밖에 없었고 인적이 끊긴 북아프리카와 중동에는 유전적ㆍ문화적 변화가 일어나게 됐을 것으로 연구진은 추측했다. 이들은 또한 이 지역에 강우량이 늘어난 변화의 요인은 주요 해류인 대서양 역전순환(AOC) 강도가 높아진 것과 간접적인 관련이 있을 것으로 보고 있다. 연구진은 저서(底棲)유공충들의 화석화된 껍데기를 분석해 해류의 강도를 측정한 결과 AOC가 약해졌을 때 북아프리카 중부지역에 풀이 많이 자랐음을 즉 기후가 건조해졌음을 밝혀냈다. 한편 AOC 약화 현상은 고위도대의 담수 유입량 증가로 표층수 염도가 낮아질 때 일어났던 것으로 나타났다. 담수 유입은 이밖에도 이 지역 바다의 표층수 온도를 낮춰 고위도대의 차가운 공기를 열대지방으로 이동시키고 이는 다시 북아프리카 중부지역의 기후를 건조하게 만든 것으로 나타났다. 연구진은 이런 여러 증거로 미뤄볼 때 초기 인류가 아프리카 대륙을 떠난 것은 북대서양에서 시작된 기후 변화의 결과일 가능성이 크다고 지적했다.

2009-12-20

[과학 이야기] 위험에 처한 남녀의 뇌반응 달라

위험에 마추쳤을 때 남자와 여자의 뇌는 각각 다르게 반응한다는 새로운 연구가 나왔다고 BBC 뉴스가 보도했다. 폴란드 야기엘로인스키 대학 연구진은 위험에 처했을 때 남자들은 위험을 피하거나 대처하기 위해 어떤 행동을 취할 것인지를 관장하는 뇌 영역이 활성화되는 반면 여성의 뇌는 감정 중추의 활동이 증가하는 것으로 밝혀졌다고 북미 방사선 학회 회의에서 발표했다. 연구진은 남자 21명과 여자 19명에게 서로 다른 감정을 일으키는 일상적인 영상들을 보여주고 이들의 뇌반응을 기능성자기공명영상(fMRI)으로 관찰했다. 영상들은 첫번째는 부정적인 것만 두번째는 긍정적인 것만 제시됐는데 여성들은 부정적인 영상을 볼 때 뇌의 통증과 쾌감 영역에 감각 정보를 전달하는 좌측 시상하부의 활동이 강하고 광범위하게 나타났다. 반면 남자들은 같은 영상을 볼 때 호흡이나 심장박동 소화와 같은 불수의기능을 수행하는 뇌의 좌측 도피질이 활성화하는 것으로 밝혀졌다. 이 영역의 활동은 위험으로부터 달아나든가 정면으로 맞서든가를 결정하는 이른바 '싸우기 아니면 도망가기 반응'을 일으킨다. 이와 관련 연구관계자는 이 같은 현상은 위험에 처했을 경우 여성에 비해 남성이 더욱 행동에 나서려는 경향을 보여주는 것일 수도 있다고 말했다. 한편 긍정적인 영상을 볼 때 여성들은 기억과 관련된 뇌영역이 활성화되는 반면 남성들은 시각정보 처리 관련 영역이 활성화하는 것으로 나타났다. 연구진은 이런 차이는 여성들이 긍정적인 자극을 보다 광범위한 사회적 맥락에서 분석하고 특정 기억과 긍정적인 영상을 관련짓는 경향을 시사한다고 밝혔다. 예를 들어 웃는 아기의 그림은 여성에게 자신의 어린 시절을 떠오르게 만들지만 남성은 이런 영상에 대한 감정적 반응이 보다 무디게 나타난다는 것이다.

2009-12-17

[과학 이야기] 유럽 옛 빙하기, 몇 달 만에 급습

영화 '투모로우'에서 지구가 단 몇 주 사이에 꽁꽁 얼어붙는 것을 보고 많은 이들이 "픽션일 뿐"이라고 생각하겠지만 실제로 1만여년 전 유럽에 닥친 빙하기도 이와 비슷했을 것이라는 최신 연구가 발표됐다고 사이언스 데일리가 보도했다. 캐나다 새스캐처원 대학 과학자들은 아일랜드의 고대 호수 라크 몬리치에서 채취한 진흙층 표본을 분석한 결과 단 1~3개월 사이에 이 지역이 얼음으로 뒤덮였음을 발견했으며 이는 북대서양 해류 순환이 멈추면 북반구가 단 몇 달 사이에 `소빙하기'에 빠져들 것임을 의미하는 것이라고 지적했다. 기존 연구들은 이런 과정에 수십년이 걸린 것으로 추측해 왔다. 이들의 연구는 유럽과 러시아 캐나다 및 미국의 38개 학제 연구팀으로 구성된 유럽과학재단 공동연구(EUROCORES)의 '북반구 역사-환경 움직임 해설(BOREAS)' 프로그램의 일환으로 실시됐으며 최근 핀란드 로바니에미에서 열린 BOREAS 북부 인류 회의에서 발표됐다. 약 1만2800년 전 지구 북반구에 일어난 소빙하기는 '영거 드라이아스기' 또는 '빅 프리즈'로 불리며 약 1천300년동안 지속됐다. 지질학적 증거들을 보면 당시 북미의 아가시 빙하호가 갑작스러운 민물 유입으로 붕괴해 북대서양과 북극해에 엄청난 양의 민물을 쏟아냈으며 이로 인해 북극해류의 염도가 낮아지면서 순환이 멈춘 뒤 소빙하기가 찾아온 것으로 알려져 있다. 그린란드의 빙핵 자료를 분석한 기존 연구들에 따르면 이처럼 갑작스러운 기후변화는 10년 이상 걸렸을 것으로 추측되지만 캐나다 연구진의 새로운 분석에 따르면 이 과정에는 두세달 길어야 1~2년밖에 걸리지 않은 것으로 나타났다. 이들은 소빙하기의 지층을 1~3개월분에 해당하는 0.5㎜ 단위로 쪼개는 유례없는 고해상도 분석작업을 했다. 각 층에 들어있는 탄소 동위원소는 당시 호수의 생산력 수준을 산소 동위원소는 당시 기온과 강우량을 보여주는 것인데 분석 결과 소빙하기가 시작될 무렵 기온이 급강하해 단 2~3년 사이에 호수의 생산력이 중단된 것으로 나타났다. 연구진은 "이는 오늘 당장 아일랜드를 떠다가 스발바르해로 옮긴 것처럼 아주 짧은 시간 안에 천지가 꽁꽁 얼어 붙었음을 의미한다"고 말했다. 한편 소빙하기 끝 무렵의 동위원소 분석 결과 호수와 기후가 원래대로 회복하는 데는 약 200년이 걸린 것으로 나타났다. 이에 대해 연구진은 "앞뒤가 맞는 얘기"라면서 "얼음이 녹는 것과 달리 해양과 대기 순환이 다시 돌아오는 데는 시간이 오래 걸렸을 것"이라고 말했다.

2009-12-16

[과학 이야기] 침팬지도 협화음 즐긴다

태어나서 음악을 처음 들어보는 침팬지도 불협화음보다는 협화음을 좋아한다는 사실이 처음으로 확인됐다고 라이브사이언스 닷컴이 보도했다. 사람 외의 동물들도 음악을 좋아한다는 사실은 이미 알려진 것이지만 사람들이 음악을 틀지 않는 곳이 거의 없어 순수성을 입증하기가 어렵고 최근 한 연구에서는 솜털모자팽셰원숭이가 불협화음으로 가득한 헤비메탈만 좋아한다는 사실이 밝혀지기도 했다. 학자들은 인간과 가장 가까운 유연관계에 있는 다른 영장류들이 음악에 어떤 반응을 보이는 지 궁금했지만 음악을 접해 본 적이 없는 종을 찾기가 워낙 어려워 실험을 하지 못했었다. 그러나 일본 큐슈 대학 연구진은 최근 이런 침팬지 한 마리를 찾아냈다. '사쿠라'라고 불리는 생후 17주의 이 침팬지는 어미에게 버림받은 뒤 라디오나 TV CD 기타 어떤 음원도 없는 곳에서 사람의 손에 키워지고 있다. 연구진은 클래식 미뉴엣 곡의 일부를 사쿠라에게 들려준 후 잡아당기면 음악이 그대로 되풀이되는 줄을 주었다. 이들은 또 미뉴엣의 일부를 컴퓨터로 조작해 모든 G음을 G플랫으로 바꿔 불협화음으로 만들기도 했다. 실험 결과 사쿠라는 불협화음보다는 협화음으로 이루어진 원래의 곡을 55%나 더 많이 선택하는 것으로 나타났다. 여러 음들이 조화를 이루는 협화음을 들을 때 사람이 어째서 즐거움을 느끼는지는 아직 밝혀지지 않았지만 최소한 한 마리의 침팬지는 이런 메커니즘을 공유한다는 사실이 밝혀진 것이다. 연구진은 따라서 인간과 침팬지의 공동 조상도 듣기 좋은 가락을 즐겼을 가능성이 다분하다고 영장류(Primates) 저널 최신호에서 주장했다.

2009-12-15

[과학 이야기] 은하충돌 연구용 게임 개발

충돌하는 실제 은하들의 영상과 수백만 개의 충돌 시뮬레이션 영상을 비교해 일치하는 것을 찾아내는 '우주 슬롯머신' 게임이 개발돼 일반인들이 우주 연구에 기여할 수 있는 기회를 얻게 됐다고 BBC 뉴스와 사이언스 데일리가 보도했다. 영국 옥스퍼드 대학과 미국 조지 메이슨 대학 연구진이 개발한 '은하 동물원 충돌 (Galaxy Zoo Mergers)' 게임 (http://mergers.galaxyzoo.org)은 우주에 어떻게 해서 나선형 팔이 달린 은하들과 별들이 공처럼 뭉쳐 있는 은하들이 섞여 있는 지 밝혀내기 위한 연구용 프로그램이다. 게임 참가자들은 실제 충돌 영상과 가장 비슷한 시뮬레이션 영상들을 찾아냄으로써 은하가 어떻게 충돌해 합쳐졌는 지를 밝힐 자료를 제공하게 된다. 학자들은 패턴과 유사성을 찾아내는 데는 사람이 컴퓨터보다 훨씬 낫기 때문에 이런 '우주 슬롯머신'을 개발하게 됐다고 밝혔다. 게임 화면 중앙에는 실제 충돌하는 은하들의 모습이 있고 이를 둘러싼 8개의 '슬롯'에 무작위 시뮬레이션 영상들이 등장하는데 게이머는 단순히 가장 비슷한 것을 고르는데 그치지 않고 시뮬레이션을 직접 조작해 별을 더 많이 또는 더 적게 나타나도록 할 수 있고 은하들의 방향을 바꿔 실제 은하들과 꼭 들어맞는 영상을 찾아낼 수 있다. 연구진은 지난 2007년 1차 '은하 동물원'게임을 공개해 특정 우주 영상들에 들어맞는 다양한 형태의 은하들을 찾아내도록 했으며 그 결과 3천개의 은하충돌 표본을 찾아냈다고 밝혔다. 이들은 그러나 게임의 성과가 연구진의 시뮬레이션 능력만으로는 감당하기 어려울 만큼 커서 이번에 다시 이들 3천 개의 은하와 허블 망원경으로 발견된 새로운 충돌 은하까지 합쳐 모두 조사하는 데 일반 네티즌의 도움을 청하게 된 것이라고 말했다. 연구진은 학자들의 연구로는 수백만 년에 걸쳐 일어난 은하 충돌에서 단 한 장의 스냅 사진을 얻을 수 있을 뿐이지만 시뮬레이션을 사용하면 각 은하 충돌의 과정을 볼 수 있다면서 이를 위해 25만 명의 기존 `은하 동물원' 게이머 외에 일반인의 참여도 환영한다고 말했다.

2009-12-14

[과학 이야기] 사람 피부도 소리 듣는다

피부 감각도 사람의 청각에 한 몫을 한다는 최신 연구가 나왔다고 BBC 뉴스가 보도했다. 캐나다 브리티시 컬럼비아 대학 연구진은 특정 소리와 함께 전달되는 공기의 흔들림이 사람이 느끼는 소리에 영향을 준다는 사실을 발견했으며 이는 사람이 소리를 듣는 데 청각과 시각 외의 다른 요인도 작용한다는 사실을 보여주는 것이라고 네이처지 최신호에 발표했다. 말하는 사람의 표정이 듣기에 도움이 되거나 방해가 된다는 사실은 이미 잘 알려진 것이지만 연구진은 촉각도 그런 역할을 하는지 알아보기 위한 실험을 했다. 실험은 '파'나 '타'처럼 말할 때 들리지는 않지만 작은 숨소리가 따르는 소리들과 '바' '다'처럼 숨소리가 따르지 않는 소리들을 비교하면서 피실험자들의 손등이나 목에 가볍게 공기를 불어주거나 불어주지 않는 방식으로 진행됐다. 그 결과 '바' '다' 와 같은 평음을 들려주면서 공기를 함께 불어주면 듣는 사람은 기식음(氣息音)인 '파'와 '타'로 인식하는 것으로 나타났다. 이는 사람이 소리를 들을 때 다른 단서들과 함께 촉각 정보도 사용한다는 것을 시사하는 것이다. 연구진은 소리가 구성되는 방식에 관해 이처럼 새로운 지식을 얻게 됨에 따라 청각 장애인들을 위한 의사소통 지원 방식을 발전시킬 수 있을 것이라면서 연구 결과를 응용한 보청기 개발에 나설 계획이라고 밝혔다. 연구를 이끈 브라이언 기크 박사는 "보청기에 입력되는 음향 정보에 따라 필요할 때 목에 공기를 불어주는 압축공기 장치만 있으면 될 것"이라고 말했다. 한편 청각장애인 지원단체인 RNID의 랠프 홈 박사는 "청각 장애인들이 소리를 들을 때 말하는 이의 입술을 보는 것과 같은 시각 정보가 큰 도움이 된다는 것은 잘 알려져 있지만 b나 p를 발음하는 입술 모양이 같기 때문에 흔히 곤란을 겪는다면서 이런 장치가 개발되면 보청기의 성능이 크게 향상될 것이라고 말했다.

2009-12-13

[과학 이야기] 과거 기후이변 열쇠는 바다에

산업화 이전에 일어났던 이상고온과 이상저온 등 기후 이변 현상들은 바다가 온도변화에 반응하는 방식과 밀접하게 관련돼 있던 것으로 보인다는 최신 연구가 나왔다고 BBC 뉴스가 보도했다. 펜실베이니아 주립대 연구진은 지난 1천500년 동안의 지구 기후 그 중에서도 이른바 '소빙하기'로 알려진 시기와 '중세 고온기'를 집중 연구한 결과 이런 기후 이변들은 엘니뇨와 북대서양진동(NOA: 북극과 유럽의 해면기압이 서로 반대로 진동하는 현상)의 변화가 원인일 가능성이 큰 것으로 나타났다고 사이언스지 최신호에 발표했다. 연구진은 빙핵과 나무의 나이테 산호 등 과거 1천500년 간의 기후를 보여주는 증거들을 재구성해 화산 분출과 태양 에너지 변화 등 자연 요인들이 어떻게 기후를 변화시켰는지를 측정하고 그 자료를 기후모델에 입력했다. 그 결과 이런 자연 요인들이 지구의 표면 온도를 변화시키고 온도변화가 피드백 메커니즘인 엘니뇨와 NOA 현상을 일으켜 중세고온기와 소빙하기라는 지역적 기후패턴을 낳은 것으로 나타났다. 연구진은 "엘니뇨와 NOA는 강우와 가뭄 패턴의 변화를 일으키고 허리케인 활동에 영향을 주는 역동적인 패턴이며 지구 전체에 열을 재분배해 지역에 따라 덥고 추운 날씨를 가져온다"고 설명했다. 이들은 이 연구를 통해 어떤 기후 모델들이 기후에 영향을 미치는 '지역 메커니즘'을 간과하고 있는지 알 수 있게 됐다고 밝혔다. 학자들은 이 연구의 핵심적 성과는 지구 온도가 자연 요인에 의해 올라갔을 때는 '라니냐'로 알려진 또 다른 피드백 메커니즘에도 반응했음을 알게 된 것이라고 설명했다. 이들은 '라니냐형 기후'가 태평양 동부와 중부열대 지역에는 비정상적으로 낮은 기온을 미국 남서부 사막에는 비정상적으로 건조한 상태를 가져온다고 지적했다.

2009-12-10

[과학 이야기] 가위개미, 농사에 박테리아 이용

버섯을 재배하는 것으로 유명한 중남미의 가위개미(leaf-cutter ants)가 사람과 마찬가지로 질소고정 박테리아를 이용해 농사를 짓는다는 사실이 새로 밝혀졌다고 사이언스 데일리가 보도했다. 매디슨 소재 위스콘신 주립대 연구진은 가위개미와 박테리아의 새로운 공생관계가 밝혀짐에 따라 이들이 어떻게 아메리카 대륙의 열대 및 아열대 지역을 성공적으로 지배하게 됐는지 더 나아가 질소 공급원이 부족한 열대 지방의 토양이 어디서 질소를 얻는지 단서를 찾을 수 있게 됐다고 사이언스지 최신호에 발표했다. '잎꾼개미'로도 불리는 가위개미들은 식물의 잎을 잘게 잘라 쌓은 위에 버섯을 재배해 먹으며 항생제를 만들어내는 박테리아와 공생관계를 유지해 질병의 확산을 막는 것으로도 알려져 있지만 박테리아와의 공생관계에서 질소를 얻는다는 사실은 처음 밝혀진 것이다. 연구진은 "생물은 질소가 없으면 살 수 없지만 초식 개미들이 먹이로 섭취하는 질소 양은 생존에는 매우 부족하다"면서 박테리아가 공기 중에서 빨아들인 질소 성분이 개미의 몸에 흡수되는 것으로 나타났다고 밝혔다. 질소 고정 박테리아와의 공생관계는 흰개미와 다른 개미들에서도 보고된 적이 있지만 가위개미와 이런 박테리아의 공생은 생태학적 측면에서 특별한 의미를 갖는다. 가위개미들은 땅 속에 사람 집만한 어마어마한 크기의 굴을 파고 수백만마리가 모여 살며 아마존 숲 속의 가위거미 군체를 모두 합하면 이 지역 육상동물 전체를 합한 생물체량의 4배에 달할 정도로 놀라운 생태계의 승자이다. 연구진은 개미와 박테리아의 공생관계가 아메리카 대륙의 열대 및 아열대 지역에 중요한 질소 공급원이 되고 있는 것으로 보인다면서 "이에 따른 질소고정은 생태계 전체에 걸쳐 영향을 미친다고 볼 수 있다"고 말했다.

2009-12-09

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