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[생활과학] "10대 때 담배피면 성인돼서 금주 후유증"

담배를 피우는 즐거움은 잠시지만 그 폐해는 오래도록 계속되는 경향이 있다. 10대 때 담배를 접한 사람은 나이가 들면 알코올의 부정적 효과에 더 크게 노출된다는 연구 결과가 나왔다. 베일러 대학 연구팀은 최근 동물 실험을 통해 담배의 주성분인 니코틴의 술과 관련한 악영향을 밝혀냈다. 이번 연구에 따르면 니코틴이 청소년기 뇌의 발달에 영향을 줘 성인이 돼서 술을 끊거나 줄일 때 그에 따르는 금단의 고통이 크다는 것이다. 술과 알코올의 병합적인 관계를 니코틴과 관련해 연구한 것은 이번이 처음인 것으로 학계는 파악하고 있다. 연구팀의 짐 디아즈-그라나도스 교수는 "이번 연구는 청소년기에 뇌가 약물의 영향을 받는다면 그 영향이 두고두고 지속될 수 있다는 것을 보여준다"고 말했다. 그는 이번 연구에서 예상치 못한 흥미로운 사실도 발견했다고 덧붙였다. 즉 청소년기에 담배와 술에 동시에 노출되면 후일 금주에 따른 고통이 그다지 크지 않을 수 있다는 것이다. 즉 니코틴과 알코올이 발달기에 있는 뇌에 동시에 작용하면 나중에 알코올을 끊어도 특이한 문제가 나타나지 않는다는 설명이다. 연구팀은 생리 식염수와 니코틴을 동시에 주입한 동물 그룹과 니코틴과 알코올을 한꺼번에 주입한 동물 그룹 등을 대상으로 한 실험에서 이 같은 사실들을 확인했다고 밝혔다. 이 실험에서 니코틴과 생리 식염수 알코올 등의 주입은 그룹별로 1주일 동안 꾸준히 이뤄졌으며 이후 6주일 동안은 약물을 주입하지 않았다. 이렇게 모두 7주가 지난 뒤 마지막 단계에서 64시간 동안 알코올을 주입한 후 갑자기 알코올 주입을 끊자 그룹별로 다른 반응을 보였다는 것이다. 즉 니코틴만을 주입한 동물 그룹에서는 알코올을 준 뒤 갑자기 이를 끊자 과도한 흥분 상태를 나타냈다. 초기에 생리식염수만 주입한 그룹 또 니코틴과 알코올을 동시에 주입한 그룹에서는 특별한 증상이 드러나지 않았다.

2010-03-03

[생활과학] '순간적 참사' 남성의 생존율 높은 까닭은?

많은 생명을 앗아가는 대형 참사가 일어났을 때 남성과 여성 가운데 어느 쪽의 생존율이 높을까. 같은 조건이라면 아무래도 동작이 빠르고 힘이 센 남성이 평균적으로 볼 때 살아남을 가능성이 더 크다. 그러나 실제 상황에서는 대형 재앙과 관련해 남성의 생존율이 여성보다 꼭 높다고 단정지을 수는 없다. 스위스와 호주 공동 연구팀은 최근 미국의 학술원회보에 발표한 논문에서 '남성의 생존 본능이 위기라도 상황에 따라 다르게 작동한다'는 요지의 논문을 발표해 주목을 받고 있다. 스위스 취리히 대학과 호주 퀸즈랜드 대학 연구팀은 약 100년 전 대서양에서 침몰한 두 척의 대형 선박의 생존자 데이터를 분석해 이 같은 결론을 얻었다. 두 척의 배 가운데 하나는 영화로도 잘 알려진 타이태닉(Titanic)호였으며 다른 하나는 독일군의 어뢰 공격으로 파괴된 루시태니아(Lusitania) 호였다. 1912년과 1915년에 침몰된 이들 두 선박은 항해 당시 각각 2207명 1949명의 승객을 태우고 있었다. 사고 원인은 빙산과 충돌(타이태닉) 어뢰 공격(루시태니아)으로 전혀 달랐지만 승선자들의 생존율은 각각 68.7%와 67.3%로 놀라울 정도로 비슷했다. 그러나 생존율을 제외한 생존자들의 면면은 두 선박의 침몰 사건에서 전적으로 다르게 나타났다. 타이태닉 호의 경우 여성의 생존율이 남성보다 53% 가량 높았다. 반면 루시태니아 호에서는 여성이 생존율이 남성보다 1.1 % 가량 낮았다. 어린이들의 생존율 또한 두 선박에서 차이가 상당히 컸다. 타이태닉 호의 경우 어린이 생존율이 어른보다 14.8% 가량 높았던데 비해 루시태니아 호에서는 반대로 어른보다 5.3% 가량 낮았다. 이 같이 현저한 차이는 어디에서 비롯된 것일까. 먼저 승객의 입선 특성 즉 1등 객실 손님이냐 3등 객실 손님이냐 등에 따라 생존율에 차이가 났다. 갑판에서 제일 아래쪽에 위치한 3등 객실의 승객이 위쪽의 고급 객실의 승객보다 바다로 탈출하기 어려운 탓에 희생이 더 컸던 것이다. 그러나 이러한 물리적인 요인을 제외할 경우 남녀 간 또 성인과 어린이 간의 생존율 차이를 결정짓는 핵심은 대체로 남성들의 생존 본능이었다. 위기에 몰렸을 경우 사람들은 순간적으로 분비되는 아드레날린이라는 호르몬의 지배를 받는다. 아드레날린은 급속히 분비되지만 그만큼 빨리 분해되는 특성이 있다. 다시 말해 아드레날린은 짧은 시간 동안에 생존 본능을 작동시키는 가장 결정적인 호르몬이라는 뜻이다. 남녀가 똑같이 아드레날린의 지배를 받는다면 기민하게 움직일 수 있는 근육 등을 갖고 있는 남성에게 유리하게 작용한다. 연구팀은 루시태니아 호에 승선해 있던 남성들의 생존율이 타이태닉 호에 비해 월등했던 것은 루시태니아 호가 '순식간'에 침몰했기 때문인 것으로 분석했다. 실제로 타이태닉 호는 빙산과 부딪힌 후 침몰하기 까지 2시간 40분이 걸린 데 비해 루시태니아 호는 18분에 불과했다. 루시태니아 호에 탔던 남성들은 달리 생각할 겨를도 없이 생존 본능 즉 아드레날린의 지시에 충실했다는 게 연구팀의 설명이다. 반면 이미 널리 알려진 사실이지만 타이태닉 호에서는 적지 않은 남성 승객들이 여성과 어린이들을 우선 구난 보트에 태우는 등 희생 정신을 발휘했다. 생물학적으로 볼때 급격하게 분비된 아드레날린이 다 분해되고 나서 한 차원 높은 사고를 할 수 있는 시간이 있었고 이 때문에 여성과 아이들을 먼저 대피할 수 있도록 했다는 것이다. 연구팀은 "대형 사고에는 여러 요인이 관계돼 있지만 재난을 당했을 때 사람들의 대응 심리나 구조물 등의 특성을 파악하고 있다면 손실을 최대한 줄일 수 있을 것"이라고 말했다. 김창엽 객원기자

2010-03-03

[생활과학] 엄마의 이중언어 능력도 아이에게 유전?

이중언어를 구사하는 엄마에게서 태어난 아이는 자라면서 이중언어를 더 잘할 가능성이 큰 것으로 밝혀졌다. 학계에서 권위를 인정받는 '심리과학' 저널 최신호에 발표된 한 논문에 따르면 사람은 태아 때부터 이중언어에 대해 감수성이 있는 것으로 드러났다. 이 때문에 이중언어 산모가 출산한 아이는 한 가지 언어만을 사용하는 산모에게서 태어난 아이들과는 다른 언어 인식 능력을 갖게 된다는 것이다. 캐나다 브리티시 콜럼비아 대학 연구팀과 경제협력개발기구(OECD) 연구팀은 최근 이중언어 산모와 단일언어 산모를 대상으로 이들에게서 태어난 유아들의 언어 감수성을 공동으로 조사해 심리과학 저널에 그 결과를 발표했다. 공동연구팀은 이번 연구에서 산모의 언어를 기준으로 유아들을 두 개 그룹으로 나누었다. 영어만을 사용하는 산모에게서 태어난 그룹과 영어와 타갈로그어를 동시에 사용하는 산모에게서 태어난 유아 그룹으로 분류한 것이다. 타갈로그어는 필리핀의 토착 언어 가운데 하나이다. 영어와 타갈로그어를 사용하는 이중언어 그룹의 엄마들은 임신 때 두 가지 언어를 자주 섞어서 사용한 사람들이었다. 연구팀은 유아들과 말로 직접 소통할 수 없기 때문에 특정한 언어 자극을 주고 이들의 반응을 살폈다. 즉 영어 혹은 타갈로그어를 들려준 뒤 젖을 빠는 행동 양태를 관찰한 것이다. 그 결과 이중언어 그룹의 유아들과 단일언어 그룹의 유아들 사이에서는 확연한 차이가 나타났다. 영어만 사용하는 단일언어 그룹의 유아들은 오직 영어로 말을 해줬을 때만 맹렬하게 젖을 빠는 행동을 보였다. 이들에게 타갈로그어로 얘기를 들려줬을 때는 젖을 빠는 행동이 강하게 나타나지 않았다. 반면 영어와 타갈로그어를 공히 사용하는 산모에게서 태어난 유아들은 전혀 다른 결과를 보였다. 영어와 타갈로그어 모두에 똑같이 맹렬히 젖을 빠는 행동을 보여준 것이다. 연구팀은 이중언어 그룹 유아들이 보이는 이 같이 독특한 반응을 확인하기 또 다른 실험을 실시 했다. 영어와 타갈로그어를 이들이 실제로 다른 언어로 구분하는지를 알아보기로 하고 두 번째 테스트를 벌인 것이다. 연구팀은 두 번째 테스트에는 산모가 아닌 다른 사람까지 동원했다. 두 번째 실험에서는 먼저 산모가 한가지 언어의 한 문장을 아이가 싫증을 낼 때까지 반복해서 들려줬다. 예컨대 영어의 "젖 먹어라"는 말을 계속해서 들려준 것. 이 경우 몇 차례고 같은 말을 들은 아이는 어느 순간에는 흥미를 잃고 젖을 빠는 행동을 하지 않았다. 젖을 빠는 행동을 멈춘 아이에게 이번에는 산모가 아닌 다른 사람이 영어와 타갈로그어로 유아에게 말을 걸었다. 이 때 아이는 영어에는 심드렁하게 반응했으나 타갈로그어에는 확실히 다르게 반응했다. 즉 다시 맹렬히 젖을 빨기 시작한 것이다. 연구팀은 "종합적인 실험결과는 이중언어 그룹의 유아들이 두 가지 다른 언어를 구분하는 능력이 있음을 보여주는 것이다"라고 설명했다. 엄마가 구사하는 이중언어에 태아 때부터 단순히 익숙해져 엄마가 내는 하나의 소리로써 언어에 반응하는 것이 아니라는 뜻이다. 이번 연구 결과는 사람의 이중언어 능력이 생래적인 것이라는 점을 다시 한번 확인시켜 준 것으로 평가된다. 또 이 같은 능력이 태아 상태에서부터 발현될 수 있다는 점을 시사한다. 김창엽 객원기자

2010-02-17

[생활과학] 덩치 큰 '오록'(aurochs)소···400년전 멸종된 유럽 '괴물 소' 살려낸다

약 400년 전에 멸종된 거대한 유럽 들소를 유럽의 과학자들이 되살려내기로 했다. 네덜란드와 이탈리아의 생명과학자들은 1627년 유럽의 평원 지역에서 자취를 감춘 오록(aurochs)을 생명공학 기술을 이용해 '만들어낼' 예정이다. 오록은 유럽의 선사시대 벽화에 흔히 등장하는 소다. 유명한 라스코 동굴 등의 벽화를 보면 커다란 몸체에 긴 뿔을 가진 소를 볼 수 있는데 이 것이 오록이다. 어깨까지 높이가 6피트에 이르고 몸무게가 보통 1 톤을 넘는 엄청나게 큰 소다. 8000년 전에 인간의 손에 길들여져 가축이 됐지만 상당수는 멸종하기 직전까지 야생 상태로 유럽의 평원을 누볐다. 복원 작업은 네덜란드의 자연보호주의자 단체가 주도한다. 이 단체의 매니저인 헨리 커크디직은 "오록은 유럽 생태계의 일부분이었다"며 "거대한 초식동물이 아프리카에서처럼 자연스럽게 유럽의 평원에 있어야 한다"고 말했다. 이 단체는 앞서 '엑스무어'라는 멸종된 야생마를 복원해 네덜란드의 자연보호구역에 풀어놓은 바 있다. 엑스무어는 오록과 마찬가지로 선사시대의 벽화에 자주 등장하는 말이다. 이번 복원 작업에 참여하는 이탈리아의 과학자 도나토 마타시노는 "박물관에 보관돼 있는 오록의 두개골이나 치아에서 유전자를 뽑아낸 뒤 이 유전자를 기준으로 복원작업을 진행할 것"이라고 말했다. 오록 복원은 이른바 백브리딩(Back Breeding)이라는 방식을 통해 이뤄질 계획이다. 백브리딩이란 현존하는 동물들을 교배시켜 역으로 그들의 조상을 만드는 방식이다. 커크디직은 "현재의 소들 가운데 오록과 비슷한 유전자를 가진 소들을 계속 교배시켜 오록과 유전자가 최대한 비슷한 소를 만들어낼 것"이라고 밝혔다. 오록의 복원 작업은 사실 이번이 처음이 아니다. 20세기 초 나치 정부가 이미 복원을 시도한 바 있다. 이 때 헥(Heck)이라는 소가 만들어졌는데 이는 겉모습은 오록과 비슷하지만 유전자는 전적으로 다른 소다. 이 소는 스페인 싸움 소의 유전자를 갖고 있어 오록과는 달리 공격적인 것이 특징이다.

2010-02-17

[생활과학] 벌이 카페인·니코틴을 좋아한다고?

벌도 담배와 커피를 좋아할까. "어느 정도는 그렇다"고 답해야 할 것 같다. 최근 이스라엘의 하이파 대학 연구팀의 실험에 따르면 벌들은 보통 과즙보다는 니코틴이나 카페인이 조금 섞인 과즙을 더 선호하는 것으로 드러났다. 연구팀은 일부 나무의 꽃에 천연 카페인과 천연 니코틴이 존재한다는 사실에 주목해 벌과의 관계를 조사했다. 연구팀은 크게 나눠 3종류의 과즙을 벌에게 먹이로 주었다. 순수하게 당분으로만 구성된 과즙 자연계에 존재하는 정도의 낮은 농도의 카페인 혹은 니코틴이 섞인 과즙 카페인과 니코틴의 농도를 과대하게 높인 과즙 등이 그 것이다. 그 결과 벌이 가장 선호한 것은 낮은 농도의 카페인과 니코틴이 섞인 과즙이었다. 다음으로는 순수한 당분 과즙을 좋아했고 카페인과 니코틴의 농도가 매우 높은 과즙은 인기를 얻지 못했다. 연구팀은 일부 꽃들이 니코틴과 카페인 성분을 함유하게 된 것은 진화의 결과일 가능성이 있는 것으로 추정하고 있다. 즉 벌들을 많이 꼬드길 수 있어야 수정의 가능성이 커지고 이에 따라 번식을 원활하게 할 수 있기 때문이다. 이 과정에서 카페인과 니코틴은 사람과 마찬가지로 벌에게 중독성을 갖게 하는 것으로 짐작된다. 그러나 이는 벌의 신경 구조와 그에 따른 반응 등 추가적인 연구가 필요한 대목이라고 연구팀은 밝혔다.

2010-02-10

[생활과학] 밸런타인스데이 '무드 음식' 따로 있다

밸런타인스데이가 코앞이다. 이 날을 생각하면 즉각 초콜릿을 떠올릴 정도로 초콜릿은 밸런타인스데이와 인연이 깊다. 음식으로써 초콜릿의 가장 큰 특징은 입안의 온도 즉 섭씨 37도 가량에서 서서히 녹는다는 점이다. 당분이 풍부해 원래 감미로운데다 이처럼 혀끝에서 부드럽게 녹는 점이 초콜릿을 로맨틱한 음식의 대명사로 만들었다고 할 수 있다. 과학자들의 연구에 따르면 초콜릿은 이 같은 특징 외에도 도취감을 주는 성분을 함유하고 있다. 초콜릿에 함유된 페닐에틸라민이라는 성분이 그 것이다. 그러나 이 성분의 효과를 보기 위해서는 여성의 경우 자신의 체중의 20% 가까운 초콜릿을 먹어야 한다. 현실적으로 불가능한 얘기다. 그렇다면 밸런타인스데이의 무드를 돋울 수 있는 다른 음식은 없을까. 음식의 영양 성분 개인의 기호 차이 음식의 향 문화 인종 등 여러 요인이 있긴 하지만 로맨틱한 분위기를 조성하는데 기여할 수 있는 음식들이 적지 않다는 게 전문가들의 입장이다. 예컨대 한 실험에 따르면 남성들은 도넛과 민감초(licorice)를 섞은 냄새를 맡았을 때 성기관의 혈류가 증대하는 것으로 드러났다. 같은 실험에서 여성들은 캔디와 오이를 조합한 향 또 캔디와 바나나 넛트 빵의 냄새에 민감하게 반응하는 것으로 밝혀졌다. 향기 못지 않게 영양 성분도 큰 영향을 미친다. 동양문화권에서 흔히 강장제로 알려진 굴 등 조개류와 마늘 등은 실제로 성기능을 촉진시킬 수 있다고 뉴욕대의 메릴 로소프스키 겸임교수는 지적했다. 굴 등 조개류에는 아연 성분이 많다. 아연은 정자 생산을 돕는 기능을 한다. 마늘은 혈류의 흐름을 원활하게 해 성기관의 발기를 도울 수 있다는 것이다. 문화권에 따라서는 음식의 형태도 무드에 영향을 준다. 무화과나 오이는 일부 문화권에서는 얼굴을 붉히게 만드는 음식인 것으로 알려졌다. 생김새가 성기관을 닮았기 때문이다. 뉴욕 타임스는 최근 밸런타인스데이와 관련한 음식의 여러 특징들에 대해 보도하면서 문화적 차이가 적지 않다는 사실을 지적했다. 예컨대 치즈의 경우 냄새 등이 아시아권에서는 꺼리는 편이지만 서구 문화권에서는 편안하게 받아들여지고 있다는 것이다. 또 비슷한 맥락에서 한 접시에 음식을 담아 남녀가 같이 먹는 것도 경우에 따라서는 로맨틱한 무드를 살릴 수 있다고 소개했다. 한편 일반적인 인식과는 다르게 사랑의 무드를 깨는 음식도 있다. 밸런타이스 데이에 초콜릿과 함께 흔히 서빙되는 체리가 그 것이다. 체리 향은 여성들의 성적 욕구를 감퇴시킬 수 있기 때문이다. 그런가 하면 성기관에 직접적인 영향은 없지만 고추 같은 음식은 맥박을 빨리 뛰게 하고 땀의 분비를 촉진하는 등 성적 흥분 상태와 유사하게 몸을 변화시킬 수 있다. 이 과정에서 엔도르핀이 나오기 때문에 무드를 살리는 데 도움이 된다는 것이다. 또 음식은 아니지만 호르몬 변화와 관련해 남녀 특유의 몸 냄새는 상대를 자극하는 원초적인 향으로 냄새 가운데는 으뜸이라고 생물학자들은 말했다. 김창엽 객원기자

2010-02-10

[생활과학] 라오스 소수민족 '몽족'…"이민와도 사냥 천직은 못 속이네"

이민을 해도 핏줄과 민족 고유의 풍습에서 벗어나기는 쉽지 않다. 전통적으로 사냥이 주요 생계 수단이었던 몽족(Hmong)의 미국 이민 생활 또한 사냥을 빼놓고는 설명하기 힘들다. 뉴욕타임스는 최근 캘리포니아 새크라멘토 일원에 거주하는 몽족 가운데 사냥과 관련한 총기 교육 등을 받는 사람이 크게 늘고 있다고 보도했다. 캘리포니아는 위스컨신, 미네소타와 함께 미국의 몽족들이 집중적으로 몰려 사는 지역이다. 새크라멘토 시에만 1만6000명 이상의 몽족이 거주하는 것으로 추정되는데, 몽족인 이야 양(Yia Yang 50)이 사냥을 주요 화제로 진행하는 라디오 프로그램이 큰 인기를 얻고 있다고 타임스는 전했다. 몽족은 라오스와 중국 남부 등의 산악지역에서 살아온 소수 민족이다. 이들은 베트남 전쟁 때 미국 CIA의 개입으로 반공 전선에서 게릴라 투쟁을 벌여왔다. 그러나 라오스가 공산화하면서, 상당수가 인근의 태국에 마련된 난민 캠프로 탈출해야 했다. 이 캠프에서만 약 20만 명이 미국 연방 정부의 주선 아래 미국으로 이민을 왔다. 이아 양은 “몽족 사이에서 남성들의 전통적인 역할을 고기를 구하는 것이었다”며 미국 내 몽족 커뮤니티에서 사냥이 인기가 있는 이유를 설명했다. 캘리포니아에서 최근 사냥 라이선스 발급 건수는 계속 줄고 있다. 그러나 몽족을 비롯한 소수 민족 사이에서는 급격하게 라이선스 신청이 늘고 있다고 주당국은 밝혔다. 특히 몽족의 경우 라이선스를 얻기 위해, 교육 프로그램을 신청해놓고 대기하는 사람만 새크라멘토 일원에 30명이 넘는 실정이다.

2010-01-28

[생활과학] 뇌진탕 선수 연 4만여명…풋볼 경종

한국인들은 뇌진탕을 두려워하고 미국인들은 대수롭지 않게 여기는 걸까. 엉뚱한 비교 같지만 스포츠로 인한 부상을 대하는 양국 국민들의 반응은 사뭇 차이가 있다. 지난해 한국의 프로야구팀 한화 이글스에 몸담고 있던 김태균 선수가 뇌진탕을 당한 일이 있었다. 야구뿐만이 아니라 다른 운동을 포함해도 한국에서 뇌진탕은 흔한 일이 아니어서인지 적잖은 국민들이 우려를 갖고 경과를 지켜봤다. 한국 스포츠계에서는 매우 드문 뇌진탕이 미국에서는 사실 비일비재하게 일어난다. 아이스하키나 야구 등도 그렇지만 무엇보다 미국의 국기처럼 인식되는 미식축구의 격렬성 때문이다. 시사주간지 타임은 28일자 인터넷판 기사에서 미국의 고교 풋볼 선수 가운데 연간 4만3000~6만7000 건의 뇌진탕이 발생한다고 보도했다. 그나마 이 같은 통계는 학교 당국 등이 보고한 수치를 바탕으로 집계된 것일 뿐 실제로는 이 수치의 2배 정도의 뇌진탕 사고가 있는 것으로 추정된다. 타임은 초등학생에게서부터 대학교 또 프로리그(NFL)에 이르기까지 뇌진탕 등으로 인한 풋볼 선수들의 뇌 손상이 심각하다며 미국 사회 전체가 문제 해결에 나서야 할 때라고 지적했다. NFL 등에서 은퇴한 사람들 사이에서 가볍게는 기억력 감퇴에서 심하게는 치매 우울증 등을 호소하는 사람은 한둘이 아니다. 일부는 우울증 끝에 자살에 이르기도 하고 화려했던 선수 시절을 뒤로한 채 뇌 질환에 시달리며 빈민촌에서 살아가는 사람들도 있다. 보스턴 대학의 신경학자인 앤 맥키 박사는 풋볼 선수들의 뇌 손상 후유증 연구로 유명한 사람이다. 맥키 박사는 그간 NFL 대학교 고등학교 등에서 미식축구 선수로 활약했던 사람들의 뇌를 기증받아 분석해 왔다. 그가 보유한 풋볼 선수들의 뇌에서 '타우'(tau)라고 불리는 단백질이 적잖게 누적돼 있다는 사실이 관찰됐다. 타우의 누적은 만성 뇌 질환에서 흔히 발견되는 현상이다. 헬멧을 쓰고 운동을 한다고 하지만 장기간 뇌에 충격이 가해지다 보니 뇌의 색깔 자체가 일반인과 다르게 변해 있는 경우도 많았다. 타임은 미식 축구가 경기 특성상 뇌 손상이 잦을 수밖에 없지만 최근 들어서는 특히 심각한 상황에 이르렀다고 밝혔다. 뇌 손상은 라인멘(Linemen)이나 라인백커(Linebackers) 사이에서 가장 흔하게 발생한다. 경기 중 마치 마주보고 달려온 황소가 서로 머리를 들여 받듯 정면 충돌이 많은 게 라인멘들인 까닭이다. 현재 NFL에서 뛰고 있는 라인멘들의 평균 체중은 315파운드다. 40년 전에 비해 65파운드나 불어났다. 물체가 정면충돌 할 때 발생하는 힘은 무게에 기하급수적으로 비례한다. 과거 풋볼 선수들에 비해서 더 큰 부상이 더 잦을 수 밖에 없는 이유 가운데 하나다. 또 팬들을 포함해 미식 축구에 관심을 보이는 많은 미국인들이 헬멧끼리 부딪히는 격렬한 경기 장면을 즐긴다는 것도 문제다. 풋볼을 하는 초등학생이나 중학생 자녀를 둔 학부모들 가운데는 머리로 먼저 들여 받는 헤드 퍼스트 태클을 하면 더 더욱 격려를 하는 경우도 많다. 타임은 정면충돌을 불러오는 수비나 공격을 최소화하도록 룰을 개정하고 헬멧 등 장비를 시급히 개량할 것을 주문했다. 또 학생 풋볼 선수들에 대한 훈련 방식의 개선과 함께 풋볼을 대하는 미국인들의 전반적인 문화에도 변화가 있어야 할 것이라고 지적했다. 김창엽 객원기자

2010-01-28

[생활과학] 아이티 참사로 본 '카브리해 지각판'···4개 지각판에 둘러싸여 항상 지진 위험

지난 12일 아이티를 강타한 지진은 2000년대 들어 발생한 최악의 자연재해로 기록될 가능성이 크다. 이번 참사는 대형 지진이 인구 밀집지역에서 일어난 탓에 피해의 규모가 엄청난 상황이다. 아이티를 비롯한 카리브해의 섬나라들은 이번이 아니더라도 지진의 위협이 상존하는 지역이라고 할 수 있다. 지질학적으로 이 지역은 세계에서도 가장 지각판의 움직임이 복잡한 곳이기 때문이다. 아이티와 인근 도미니카 공화국 쿠바의 일부 등은 카리브해 판이라는 지각판 위에 위치한 나라들이다. 카리브해 지각판은 북미판 남미판 등 무려 4개의 지각판에 둘러 쌓여 있다. 이 때문에 이들 4개의 판 가운데 어느 한쪽에만 힘이 과도하게 몰려도 카리브해 판은 영향을 받을 수밖에 없는 실정이다. 더구나 카리브해 지각판은 북쪽 경계가 이 지역의 주요 국가들을 모두 관통하는 바람에 지진이 났다 하면 대형 사고로 이어질 가능성이 크다. 아이티의 서쪽에 위치한 자메이카나 동쪽의 도미니카 공화국과 푸에리토 리코 등이 모두 카리브해 지각판의 경계상에 있거나 경계에서 가깝게는 수십 마일가량 떨어진 곳에 있다. 지각판의 경계 지역은 중심부에 비해 지진 발생이 압도적으로 많다. 눈에 띄는 지각 활동의 대부분이 이 지역에서 이뤄지기 때문이다. 세계에서 가장 유명한 지각판의 경계 지역은 캘리포니아를 포함한 미국의 서부와 일본 등을 아우르는 이른바 '불의 고리'(the Ring of Fire)이다. 불의 고리는 세계 최대의 지각판 가운데 하나인 태평양판을 중심으로 북미판 유라시아판 등이 맞물려 힘겨루기를 하는 지역이다. 미국의 서부와 일본 필리핀과 인도네시아 등지가 다 불의 고리에 속해 있는 나라들이다. 이 지역은 지진이 빈발할 뿐만 아니라 규모가 큰 강진들이 잦은 지역으로도 널리 알려져 있다. 카리브해 판은 가장 복잡한 지각판 가운데 하나지만 이에 대한 연구는 특히 미흡한 실정이다. 단적인 예로 카리브해 판이 전체적으로 움직이는 방향에 대해서 조차 확립된 이론이 없는 실정이다. 일부 학자들은 한때 대서양 쪽으로 이동하고 있다고 주장했지만 최근에는 정 반대인 태평양 쪽으로 움직인다는 가설이 나름대로 지지를 얻고 있는 실정이다. 다만 북미판 등과 달리 움직이는 속도가 느려 상대적으로 동쪽으로 움직이는 것처럼 보일 뿐이라는 게 최근 나온 가설의 요지이다. 한편 이번 아이티 지진과 관련해 북미와 중미 지역에서도 조만간 대형 지진이 일어나는 것이 아니냐는 우려들이 고개를 들고 있다. 일부에서는 이와 관련해 최근 캘리포니아 북부 유레카 근처에서 발생한 강진이 아이티 강진과 관계가 있을지도 모른다는 추측도 나오고 있다. 미국의 서부 지역은 불의 고리에 속해 있으면서도 한동안 상대적으로 안정된 모습을 보여왔다. 그러나 이같이 겉으로 보기엔 안정된 상태는 내부적으로 지각판들이 힘을 응축하고 있는 과정으로 볼 수 있기 때문에 머지않아 응축된 힘이 풀리면서 대형 지진을 불러올 수 있을지도 모른다는 관측이 나오는 것이다. 김창엽 객원기자

2010-01-13

[생활과학] 미국에 재규어 있을까 없을까···멸종 동물 판단해 보호구역 지정 안해

미국에서 재규어를 두고 벌어지는 논란은 한국의 호랑이 소동과 닮은 데가 있다. 무엇보다 미국에 재규어가 서식하는지 여부가 불확실하다. 한국에서 호랑이가 멸종된 것으로 알려졌지만 일부에서는 꾸준히 생존의 흔적을 발견했다는 주장이 제기되는 것과 비슷하다. 미국에서도 드물게 재규어를 목격했다는 증언이 나온다. 또 일부 동물학자들도 그 가능성을 부인하지 않는다. 그러나 연방당국은 지금까지 재규어에 대해 이렇다 할 조치를 취하지 않았다. 연방 어류 및 야생생물국은 재규어를 멸종위기 동물로 여기면서도 보호지역 설정 등을 기피해 왔다. 멸종하지 않았더라도 보호지역을 지정하면 밀렵꾼들이 해당 지역을 집중적으로 뒤질 것이라는 이유에서였다. 연방 정부가 지금까지 유지해 온 이런 입장이 조만간 변화될 것으로 추정된다. 연방 어류 및 야생생물국은 12일 재규어와 관련 기존의 정책 기조를 바꿀 수 있다는 입장을 공식적으로 밝혔다. 연방 어류 및 야생생물국의 이 같은 입장 변화는 최근 애리조나 투산의 연방법원이 내린 결정 때문이다. 연방 법원은 어류 및 야생생물국에 대해 과학적 근거를 제시하지 않은 채 재규어의 보호구역 지정 등을 회피해서는 안 된다고 판시했다. 재규어는 미국과 멕시코 국경지대를 포함해 멕시코에만 5000마리 가량이 서식하는 것으로 알려졌다. 동물학자들은 이 때문에 연방 당국이 재규어 보호지역을 발표한다면 애리조나와 텍사스 주의 멕시코 접경지역이 될 가능성이 높은 것으로 보고 있다.

2010-01-13

[생활과학] 소똥 관리로 온실가스 확 줄인다

지구온난화를 부추기는 온실가스 감축을 위해 연방 농무부가 낙농가와 협력에 박차를 가하고 있다. 톰 빌색 농무장관은 최근 농무부가 미국 낙농 혁신 센터와 양해각서를 체결한 사실을 공개했다. 양해각서의 핵심은 축산 분뇨에서 나오는 온실가스의 양을 줄이도록 하는 것이다. 농업 부문에서 나오는 온실 가스는 미국이 배출하는 전체 온실 가스의 7%에 이르는 것으로 집계되고 있다. 또 농업 부문에서 배출되는 온실 가스의 상당량은 젖소 등의 분뇨에서 비롯된다. 농무부는 낙농가들이 소의 똥을 적절히 처리하면 온실가스의 배출도 줄일 수 있고 에너지도 얻을 수 있어 일거양득이라고 농가들을 설득하고 있다. 즉 소의 똥을 미생물 발효시킬 경우 메탄가스가 나오기 때문에 이를 발전 연료로 사용할 수 있다는 것이다. 그러나 문제는 대규모 낙농가가 아니면 발효 장치 설치에 쏟아 부어야 하는 돈이 만만치 않아 실효성이 떨어진다는 것이다. 축산 전문가들은 대략 소 100두 이상을 사육하는 농가의 경우 메탄 발효 설비가 효율적일 것으로 내다보고 있다. 현재 미국의 낙농가는 6만여 세대로 추산되며 사육하는 젖소는 900만 마리 가량으로 추정된다. 이중 100두 이상을 사육하는 낙농가는 20%를 조금 웃도는 수준이다.

2009-12-16

[생활과학] '부글 부글' 옐로스톤 지하의 비밀 풀렸다···유타대 연구팀

"터졌다 하면 대재앙은 피할 수 없다." 최근 수년 사이 지진이 부쩍 잦아진 가운데 옐로스톤 국립공원 일대 지하에 당초 예상보다 훨씬 많은 양의 마그마가 움직이고 있는 것으로 나타나 관심을 끌고 있다. 유타대 로버트 스미스 교수팀은 공식발표를 위해 최근 작성한 연구보고서에서 옐로스톤 지하의 용암의 양이 지금까지 알려진 것보다 20% 가량 많다고 밝혔다. 이에 따라 이 지역에서 화산 대폭발이 일어날 경우 엄청난 재앙은 피할 수 없다는 주장이 더욱 설득력을 갖게 됐다. 옐로스톤 지역은 이미 과거 3차례에 걸친 대폭발환 '전과'를 갖고 있다. 약 200만 년 전과 130만 년 전 그리고 가장 최근 들어서는 64만2000년 전에 폭발한 적이 있었다. 현재 사방 수십 마일에 이르는 옐로스톤 국립공원의 중심 분지 지역은 마지막 대폭발의 결과물이기도 하다. 당시 폭발들은 넓게는 현재 미국 본토의 절반에 이르는 지역에 화산재를 뿌렸다. 이 때 쌓인 화산재의 두께가 적어도 수 인치에서 깊게는 1 피트 안팎에 달한 것으로 이미 밝혀진 바 있다. 이번에 확인된 마그마의 용량 또한 과거 못지 않은 재앙을 불러올 수 있을 것으로 점쳐진다. 연구팀은 현재 옐로스톤 지하의 마그마는 전체적으로 바나나 모양을 하고 있으며 폭은 대략 50마일 깊이는 최소한 400마일에 이른다고 밝혔다. 연구팀은 옐로스톤 일대의 지진파 등을 분석해 마그마의 분포를 파악했다. 옐로스톤 지역은 크고 작은 지진이 매년 수십 차례 안팎 발생한다. 지진파는 통과하는 물체의 밀도 등 성질에 따라 전달 속도 등이 달라지는데 연구팀은 이를 이용해 지하의 정밀 마그마 지도를 작성할 수 있었다. 옐로스톤 지하 마그마의 대부분은 뜨겁게 달아오른 바위이며 스펀지처럼 흐물흐물한 상태의 용암은 1~2% 정도인 것으로 추정됐다. 그러나 이 같이 흐물흐물한 용암은 지하 약 4~10마일 깊이의 지점에서는 그 비율이 최고 15%에 이르는 것으로 분석됐다. 대폭발이 일어나면 지상으로 분출돼 나오는 게 바로 지표 근처의 마그마들이다. 스미스 교수는 "엄청난 양이 아닐 수 없다"고 말했다. 옐로스톤 국립공원의 분지 지역은 이처럼 뜨거운 용암 덩어리 위에 얹혀져 있는 까닭에 땅이 솟았다 가라앉았다 한다. 현재는 계속 솟아오르고 있는데 지난 2004년 이래 매년 평균 3인치씩 땅이 위로 부풀어 오르는 형국이다. 이는 에너지가 계속 공급되고 있다는 뜻으로 언젠가 대폭발이 불가피한 증거 가운데 하나로 받아들여지고 있다. 한편 이번 연구에서 마그마가 지하로 가장 깊숙이 뻗친 지점은 몬타나 주의 위즈덤 시 밑으로 지하 410마일이었다. 전체적으로 바나나처럼 생긴 모양의 마그마 가운데 줄기와 이어진 끝 부분에 해당하는 셈이다. 뜨거운 마그마가 곧바로 위로 향하지 않고 바나나처럼 휘어져 올라오는 것은 맨틀이 움직이기 때문이다. 김창엽 객원기자

2009-12-16

[생활 과학] 오하이오 주 '3회 약물 주입' 청원 거부···미국 최초로 '1회 약물 주입 사형' 실시

오하이오 주에서 8일 미국 최초로 1회 약물 주입에 의한 사형이 실시됐다. 오하이오 주 교정당국은 현지시간으로 이날 오전 11시 47분 사형수 케네스 바이로스(51)가 죽음을 맞았다고 밝혔다. 바이로스에 대한 사형 집행은 앞서 연방 대법원이 1회 약물 주입 방식에 의한 사형을 막아달라는 사형수 측 변호인의 청원을 거부함에 따라 즉각적으로 이뤄진 것이다 . 지금까지 사형은 대다수의 주에서 약물의 경우 3회 주입이 '원칙'처럼 적용돼 왔다. 그러나 약물 3회 주입의 사형 방식은 죽음에 이르기까지 고통이 더 크다는 점 때문에 논란이 돼왔다. 대다수 전문가들은 1회 주입이 고통을 유발하지 않는다는 입장을 보여왔다. 바이로스는 지난 91년 오하이오 주 북동부의 워런 근처의 한 바에서 만난 여성을 집에 태워다 주겠다며 유인한 후 살해하고 시신을 조각내 오하이오 주와 펜실베이니아 주에 뿌린 사실이 드러나 사형을 언도 받았다. 오하이오 주의 이번 1회 약물 주입 사형 집행은 지난 9월 3회 약물 주입 방법으로 다른 사형수에 대해 사형을 집행했으나 실패한 뒤 나온 것이어서 특히 주목을 끌고 있다. 당시 오하이오 주의 사형 집행관들은 2시간 동안이나 약물을 주입할 혈관을 찾았으나 결국 성공하지 못했다. 이 과정에서 사형수의 뼈와 근육을 집행관들이 18차례나 찔러 대는 바람에 사형수가 큰 고통을 호소했다. 오하이오 교정 당국은 이 같은 사례를 감안해 7~8일 바이로스에 대한 신체 검사를 통해 팔뚝에서 약물을 주입할 혈관 부위를 찾아낸 바 있다. 1회 약물 주입은 동물들의 안락사에 흔히 이용돼 왔지만 사형수에 대해서는 이번이 처음이다. 바이로스의 변호사들은 이 점을 내세워 고통이 적다는 보장도 없을 뿐만이 아니라 바이로스가 실험의 대상이 되는 것이라고 주장해왔다. 약물 주입에 의한 사형 집행은 지난 70년대 이후 미국의 50개 주 가운데 36개 주가 채택하고 있다. 이 가운데 35개 주가 전통적인 3회 주입 방식을 실시하고 있다. 최근 전기의자 사형을 대신해 약물 주입 방식으로 바꾼 네브라스카 주는 약물 주입 횟수 등에 대한 구체적 결정을 아직 내리지 않았다. 한편 바이로스는 7일 아침 형장으로 이송돼 사형 집행을 기다려 왔다. 그는 대기 기간 중 비교적 식사를 잘하고 수면도 제법 취한 것으로 전해지고 있다. 사형 집행 전날인 7일 오후에는 간식으로 땅콩 버터와 젤리 샌드위치를 든 그는 이날 저녁 식사로 치즈피자와 양파 링 블루베리 아이스크림 닥터 페퍼 소다 등을 먹었다. 저녁 시간 동안 물을 예닐곱 잔 마신 그는 7일과 8일 오전에 걸쳐 어머니와 형제 등으로부터 '최후의 방문'을 받았다. 또 잠은 8일 새벽 2시 30분쯤 들어 6시까지 잤다. 그에 대한 사형 집행 참관단은 바이로스의 변호사와 친구 2명 바이로스가 살해한 여성의 가족 등으로 꾸며졌다. 바이로스는 앞서 2007년 3월에도 30시간을 가량 사형 대기실에 있었으나 연방 법원이 약물 주입 방식 등을 둘러싼 그의 청원을 받아들임으로써 최근까지 사형이 연기된 바 있다. 김창엽 객원기자

2009-12-08

[생활 과학] 유명 검색엔진도 피싱 사이트에 속는다

야후(Yahoo)나 마이크로소프트(Microsoft) 같은 유명 업체의 검색엔진도 온라인 사기나 피싱(Phishing)을 제대로 걸러내지 못하는 것으로 드러났다. 인터넷 보안 전문가인 짐 스티클리는 최근 시연을 통해 이들 검색엔진이 사기성 짙은 인터넷 사이트를 첫 페이지 등 앞부분에 노출시킨다는 사실을 보여줬다. `그는 금융기관인 크레딧 유니언 오브 서던 캘리포니아(Credit Union of Southern California)의 양해를 얻은 뒤 이 회사의 인터넷 홈페이지를 가장한 사이트를 만들었다. 이후 검색엔진 야후에서 이 회사의 인터넷 사이트를 찾았다. 그 결과 놀랄만한 사실이 드러났다. 크레딧 유니언 오브 서던 캘리포니아의 진짜 홈페이지보다 더 상단에 가짜 사이트가 뜬 것이다. 네티즌들이 수많은 검색 결과를 다 활용하지 않고 첫 번째나 두 번째 등 앞쪽 페이지에 뜬 검색 결과를 주로 이용한다는 점에 착안해 벌이는 사기인 것이다. 야후 측은 드물지만 이 같은 일이 일어날 수 있음을 인정했다. 마이크로소프트 또한 자사의 검색엔진인 빙(Bing)에서 그 같은 일이 일어날 수 있지만 문제를 해결할 수 있는 기능이 있다고 주장했다. 실제로 빙이 적절한 조치를 취한 후에는 사기성이 농후한 사이트가 검색결과로 앞순위를 차지하지 못했다. 스티클리는 "넘버 원 혹은 넘버 투 회사의 검색엔진도 보안이 안전할 수는 없다"며 "전화번호부를 찾는 것이 더 안전한 방법일 수 있다"고 조언했다.

2009-12-08

[생활 과학] 접어지고 휘어지는 안테나, 한인 여성 과학자 첫 개발

한인 여성과학자가 안테나 개발에 획기적 전기가 될 연구를 주도해 주목을 받고 있다. 노스 캐롤라이나 주립대 박사과정에 재학중인 소주희씨는 최근 뒤틀고, 휘고, 잡아당겨도 끄덕없이 작동하는 안테나를 개발했다. 이에 따라 안테나를 아주 다양하게 활용할 수 있는 길이 열렸다. 자동차나 휴대전화, 혹은 내비게이터 등에 장착된 기존의 안테나는 모두 ‘뻣뻣한’ 안테나들이다. 이들은 주로 구리를 바탕으로 만들어진다. 그러나 이번에 개발된 안테나는 단순히 전파신호를 송수신 하는데 그치지 않고, 주파수를 달리할 수 있는 특징이 있어 교량의 안전을 감시하거나 군용 등으로 사용될 수 있다. 안테나는 휘어지거나 구부러지면 주파수가 변하게 되는데, 이번에 개발된 안테나를 교량에 심어 놓으면, 다리가 뒤틀리거나 변형되는 정도를 알 수 있는 것이다. 또 기존의 구리 안테나보다 훨씬 내구성이 좋은데다, 접었다가 원상태로 펼 수도 있어 제한된 공간에서 안테나를 운반해야 하는 등의 군사작전 때도 이용될 수 있다. 소씨를 비롯한 연구팀은 상온 상태에서는 액체로 존재하는 갈륨과 인듐의 합금을 이용해 새 안테나를 개발했다. 즉 합금 물질을 머리카락 굵기의 대롱에 흘려 보내, 안테나를 만든 것이다. 대롱은 복원력을 가진 화학물질로 만들어져서 있어서 휘거나 뒤틀어도 원상태로 복구될 수 있다. 새로 개발된 안테나는 갈륨과 인듐 합금의 특성 때문에 기존 구리 안테나보다 훨씬 내구성이 강한 특징도 갖고 있다. 소씨의 지도교수인 화학 및 생분자 공학과의 마이클 딕키 박사는 “새로 개발된 안테나는 기존 구리보다 비싸서 소비자 상품에 사용되기는 힘들지만 기존 안테나에서는 찾아볼 수 없는 특성이 있어서 좀 더 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구결과는 ‘고기능성 물질’(Advanced Functional Materials)지 최신호에 논문으로 실렸다.

2009-12-02

[생활 과학] "외로움도 바이러스 처럼 전염된다"

외로움도 전염이 될까? 개인적인 감성의 일부분으로만 알려져 있던 외로움이 사회적으로 전염될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 시카고 대 하버드 대 UC 샌디에이고 대 공동연구팀은 최근 중년 남성과 여성 수천 명에 대한 추적조사를 바탕으로 이 같은 결론을 내렸다. 미국이 외로움을 타기 쉬운 개별화된 사회라는 점을 감안할 때 특히 의미심장한 연구로 주목을 끌고 있다. 연구팀은 지난 1948년 시작된 대규모 조사결과를 바탕으로 당시 어린아이였다가 이후 중년이 된 사람들을 대상으로 1983년부터 본격적인 조사를 실시했다. 약 4500명의 중년층을 대상으로 최근까지 이뤄진 추적 조사에 따르면 외로움은 적어도 3단계까지 전파되는 것으로 드러났다. 즉 한 사람이 외로움을 느꼈다고 가정하면 그 사람의 친구의 친구의 친구까지 그 외로움이 옮겨졌다는 것이다. 첫 번째 단계에서 외로움이 전파되는 확률은 평균 52%인 것으로 나타났다. 외로운 감정은 특히 가족이나 친한 친구 등 밀접한 관계에 있는 사람들을 통해 퍼져나가는 것으로 밝혀졌다. 연구를 주도한 시카고대의 존 카시오포 교수는 "외로움은 고통 배고픔 갈증과 같은 인간의 욕구 같은 것들 중의 하나"라며 인간의 사회적 건강성을 나타내는 잣대가 될 수 있다고 말했다. 다시 말해 개개인이 사회에 얼마나 잘 녹아 들어가고 있는지 그렇지 않은지를 잴 수 있는 온도계와 비슷한 것이라는 설명이다. 심리학자들은 사람들이 때때로 외로움을 느끼는 것은 지극히 정상이라고 말한다. 물론 우울증 같은 특정 질환이 있는 사람들은 만성적으로 외로움에 시달릴 수도 있다. 그러나 이번 연구에서 외로움이 전파되는 것은 확실하지만 어떤 경로를 통해서 퍼져나가는지는 분명하게 밝혀지지 않았다. 카시오포 이와 관련해 "불신이나 부정적인 언행 등이 외로움을 전파하는 촉매제로 작용할 것"이라고 추측했다. 친구나 가족 등을 불신하거나 부정적으로 대하면 결국은 서로 거리가 멀어지게 되고 외로움을 느끼게 된다는 것이다. 문제는 이렇게 해서 외로움을 느낀 사람이 또 다른 사람에게 외로움을 전파하는 것이라고 연구팀은 지적했다. 카시오포 교수는 "사회 전체적으로 외로움이 퍼져나가면 심각한 문제가 생겨날 수 있다"고 말했다. 김창엽 객원기자

2009-12-02

[생활 과학] 35억달러 투입 '인공 태양' 연구, 첫 실전 실험 코앞···'희대의 사기냐 역사적 업적이냐' 아직도 논란

'바닷물 한 컵에서 수천 톤의 석유와 맞먹는 에너지를 뽑아낸다?' 희대의 사기꾼들이나 늘어놓을 법한 허황된 얘기 같지만 사실 이론적으로는 충분히 가능하다. 바닷물에 녹아 있는 중수소와 삼중수소를 이용해 핵융합 반응을 일으키면 일반인들은 상상도 못할 큰 에너지가 나온다. 문제는 태양 표면에서 이런 반응이 일어난다 해서 '인공 태양' 연구로도 불리는 이런 핵융합 반응을 어떻게 실용화하느냐는 것이다. 미국은 이 분야 연구에서 가장 앞선 국가다. 한국이나 일본 중국 등도 뒤를 따라가고 있지만 무엇보다 투자 규모에서 미국에는 어림없는 상태다. 샌프란시스코에서 동쪽으로 차로 1시간 거리에 위치한 로렌스 리버모어 연구소. 최근 10여 년 사이 미국의 핵융합 연구의 중심지로 부상한 이 연구소가 과학계의 주목을 끌고 있다. 미국민의 세금 35억 달러가 투입되고 있는 이 연구소의 핵융합 연구 1차 설비가 최근 완공돼 최초의 실전 실험을 앞두고 있기 때문이다. 연구소측은 앞으로 약 10년 후면 전기회사들이 자신들이 만든 핵융합 설비를 이용해 발전장치를 설치하기 시작할 것이라고 밝히고 있다. 그로부터 또다시 10년 후인 2030년경에는 미국인들이 핵융합 발전 장치에서 나온 전기를 사용할 것이라고 예상하고 있다. 하지만 미국 과학계의 한편에서는 이 연구소의 핵융합 연구를 사실상 '사기'와 비슷하게 보는 시각이 여전히 존재한다. 핵물리 전문가인 토마스 코크란 박사는 "핵융합의 핵심 장치인 초대형 레이저 개발이 어렵고 초대형 레이저를 개발한다고 해도 그 개발 및 운전 비용 때문에 실용성이 없다"고 단언한다. 연방 정부의 각종 핵 관련 프로젝트를 자문해온 코크란 박사는 로렌스 리버모어 연구소가 97년 핵융합 연구를 시작할 때부터 죽 지켜 본 대표적인 인물 가운데 하나다. 또 다른 물리학자로 해군 연구소에서 레이저를 연구하다 은퇴한 스티븐 보드너 박사는 "대형 레이저로 아주 작은 핵융합 대상 물질을 쏘기가 어려울 것"이라며 "로렌스 리버모어 팀은 이런 문제를 경시하고 있다"고 말했다. 그러나 500명 과학기술자를 이끌며 핵융합 연구를 지휘하고 있는 로렌스 리버모어의 에드워드 모지스 박사는 이런 반박들을 일축한다. 그는 "예상되는 모든 문제들을 해결해 왔다. 핵융합 프로젝트에 반대하는 사람들은 60년대 70년대의 사고에 사로잡혀 새로운 개가들을 인정하지 않으려 한다"고 말했다. 로렌스 리버모어 연구소의 핵융합 설비의 핵심은 초대형 레이저다. 중수소와 삼중수소의 핵이 서로 들러붙게 하려면 엄청난 에너지가 필요한데 레이저로 쏘아줌으로써 이를 가능케 하는 것이다. 연구소측은 자체 개발한 192개의 레이저를 결합해 지금까지 존재한 지구상 최고 출력의 레이저보다 60배 가량 강력한 에너지를 낼 수 있도록 했다. 이 레이저를 직경 30피트 가량의 커다란 공처럼 생긴 특수장치에 일시적으로 쏘아 넣는다. 특수장치 안에는 콩알만한 크기의 중수소와 삼중수소를 혼합한 덩어리가 놓이게 된다. 내년 중에 이뤄질 실제 레이저 실험이 성공한다면 과학사에 획기적 한 획이 될 것은 분명하다. 그러나 문제점이 드러난다면 허황된 과학자들의 제안에 정부 관리들이 놀아났다는 비판을 면하기 힘들다. 한편 로렌스 리버모어의 핵융합 연구는 플라즈마 장치를 이용한 한국이나 중국 일본 등의 핵융합 연구와 방식이 크게 다른 것으로 이들 국가의 주목을 받고 있다. 플라즈마 장치를 이용한 실험은 길게는 수십 년 전 시작돼 엄청난 예산이 투입됐지만 아직 실용화까지는 요원한 실정이기 때문이다. 김창엽 객원기자

2009-11-18

[생활 과학] "산사자가 주로 잡아먹는 것은 병든 사슴"

생태계의 오묘한 작동 원리가 다시 한번 확인됐다. 콜로라도 주 정부 야생동물 연구팀은 최근 조사 결과 산사자의 먹이로 희생되는 사슴은 특정 질병에 감염된 것들이 많다는 사실을 알아냈다고 밝혔다. 주 정부 연구팀은 콜로라도 일원에서 산사자의 먹이로 희생된 사슴의 시체를 회수해 이들의 감염 상태를 조사했다. 그 결과 광우병과 유사한 신경계 질환에 걸린 사슴이 유달리 많다는 사실을 밝혀냈다. 특히 산사자에 의해 희생된 사슴들의 신경계 질환 감염률이 사냥꾼들이 잡은 사슴과 비교할 때 현저하게 높았다. 연구팀 관계자는 "산사자는 사슴을 감염시키는 신경계 질환에 감염되지 않는다"며 산사자가 먹이로 감염 사슴을 노리는 것은 건강한 생태계 유지에 도움이 된다고 말했다. 연구팀은 그러나 감염된 사슴은 겉으로는 아무런 표시도 나지 않기 때문에 산사자들이 이들을 어떻게 인식하는지는 현재로선 알 수 없다고 밝혔다. 연구팀을 이끈 밀러 박사는 "사람들은 알아차릴 수 없는 감염 사슴의 미묘한 행동 변화를 산사자들은 파악하는지도 모른다"고 말했다. 사슴들로서는 감염된 동료 사슴이 산사자에 의해 희생될 경우 집단 전체의 감염 가능성이 떨어지기 때문에 오히려 덕을 보는 것으로 추정되고 있다.

2009-11-18

[생활 과학] "킬리만자로의 빙하 녹는것, 온난화보다 기류 변화 때문"

아프리카의 최고봉 킬리만자로의 만년설이 20여 년 후면 다 녹아 없어질 것이라는 오하이오 주립대 연구팀의 발표가 최근 있었다. 이 대학 로니 톰슨 교수는 1만 년 이상 지속돼온 킬리만자로의 빙하 등이 기온 상승으로 급속도로 녹아내리고 있다는 요지의 연구 결과를 주초 내놨다. 그러나 이 같은 연구 결과에 대해 오리건 주립대 필립 모티 기후변화연구소장은 시사주간지 '타임'과 인터뷰에서 다른 입장을 나타냈다. 모티 소장은 "기온 상승보다는 킬리만자로 정상에서 기류 변화가 빙하를 녹이고 있다"고 주장했다. 모티 교수는 그 증거로 킬리만자로 정상의 온도가 영하 이하로 떨어진 적이 사실상 없다는 점을 들고 있다. 그는 대신 고도 1만9000피트가 넘는 킬리만자로 정상 부근에 맑은 날씨가 계속되는 날이 많아진 게 빙하가 사라지는 이유라고 말했다. 구름이 끼는 날이 예전보다 훨씬 적기 때문에 햇빛이 빙하에 직접 쪼여지는 날이 많고 이에 따라 승화 현상이 일어나고 있다는 것이다. 승화란 얼음 같은 고체가 수증기와 기체로 바로 변하는 현상이다. 중간에 물과 같은 액체로 변화하는 과정을 거치 않는다. 모티 소장은 "게다가 구름이 끼는 날이 적기 때문에 강설량도 그만큼 줄어든다"며 이 경우 형성되는 빙하보다 사라지는 빙하의 양이 많을 수밖에 없다고 설명했다. 그는 그러나 과거와 다른 기류가 킬리만자로 정상에 자주 형성되는 이유로는 최근 십 수년 사이에 더욱 또렷해진 지구의 기후 변화를 꼽았다. 킬리만자로의 빙하가 사라지는 구체적인 이유는 다르지만 큰 틀에서 볼 때 기후변화가 빙하의 소실을 불러온다는 점에서는 톰슨 교수와 입장을 같이하고 있는 것이다.

2009-11-04

[생활 과학] 듀크 대 추안 화 첸 교수팀, 연꽃 잎에 물방울 맺히는 비밀 풀렸다

연꽃 잎에 맺힌 물방울의 비밀이 풀렸다. 물리학자들은 보통 풀잎이나 나뭇잎과는 달리 연잎에 맺힌 물방울이 연잎에 의해 흡수되지 않는다는 사실에 주목하고 그 이유를 알기 위해 노력해 왔다. 듀크대 추안 화 첸 교수팀은 물리학계에서 가장 권위 있는 학술지 가운데 하나인 '피지컬 리뷰 레터' 최근호에 기고한 논문에서 미세한 진동 때문에 연잎의 물방울이 유지되는 것이라고 밝혔다. 이번 발견에 따라 각종 방수제품의 성능을 한 차원 더 높일 수 있는 길이 열렸다. 지금까지는 연잎 등의 구조를 본떠 방수복 등을 제작했으나 기대만큼 방수 효과가 좋지 않아 개발자들은 그 이유를 파악하기 위해 부심해야 했다. 첸 교수는 "연잎에도 다른 식물들과 마찬가지로 미세한 구멍이 있다"며 "양초를 바른 것과 같은 미끌미끌한 표면 만으로는 물의 흡수를 막을 수 없다"고 말했다. 첸 교수는 연꽃의 구조 즉 줄기에 비해 잎이 아주 크다는 사실에 주목했다. 이런 구조는 진동에 아주 민감하기 때문이다. 첸 교수팀은 전자제품 가게에서 오디오용 스피커를 구입한 뒤 연잎을 스피커에 부착해 실험함으로써 이 같은 사실을 확인했다. 스피커에서 흘러나오는 진동만으로도 연잎 위의 물방울이 연잎에 의해 흡수되지 않을 수 있었던 것. 실제로 고속촬영 결과 연잎의 물방울은 진동을 주면 연잎 표면에서 점프를 하듯 튀어 올랐다 내려 왔다를 반복했다. 이번 발견은 다양한 분야에 응용이 가능한데 예컨대 열 전달 파이프의 표면을 코팅한 뒤 적당한 주파수의 진동을 줌으로써 파이프의 효율을 높일 수도 있다는 것이다.

2009-10-28

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