d라이브러리

“저기예요. 꿀록 탐정님!”

꿀록 탐정은 아기돼지 삼 형제의 다급한 의뢰를 받아 형제들이 모여 있는 집으로 달려갔어요. 현장에 도착해 보니 늑대의 공격 이후로 딱 하나 남아 있던 셋째 돼지의 집마저 폐허가 될 위기에 처해 있었죠. 집 곳곳은 벼락을 맞아 살짝 그을린 흔적마저 눈에 들어왔어요.

# 동화마을에 무슨 일이? 

벼락은 행운의 상징?

셋째 아기돼지의 집 주변엔 사람들이 소곤거리며 모여 있었어요. 집 내부를 슬쩍 들여다보니 표정이 좋지 않은 아기돼지 삼 형제가 보였어요.

“꿀록 탐정입니다. 잠시 들어가도 괜찮을까요?”

조심스럽게 다가오는 꿀록 탐정과 개코 조수를 맞이한 건 첫째 아기돼지였어요. 집안에 들어서자 이미 마당에서 봤듯 내부도 곳곳이 파손돼 있었습니다. 

“지난달, 요란하게 소나기가 오던 날 기억하시죠? 밤하늘이 번쩍번쩍하더니 동시에 TV가 탁하고 꺼지더라고요. 어디선가 갈라지는 소리가 나서 주변을 둘러보니 불에 타는 듯한 냄새까지 났어요. 알고 보니 집에 벼락이 떨어진 거였죠”

당시를 회상하던 첫째 아기돼지의 말에 둘째가 맞장구를 치며 이야기를 이어갔어요.

“처음엔 다치지 않은 것만으로도 천만다행이라고 생각했어요. 그런데 며칠 전부터 벼락 맞은 물건을 집에 두면 행운이 온다는 소문이 돌더니이 속설을 믿는 마을 사람들이 어떻게 알았는지 저희 집으로 구름처럼 모여들기 시작했어요. 주인 없는 버려진 집이라고 생각한 건지, 집이 빌 때면 마당에 있던 나무를 뽑아가고, 울타리며 꽃, 벽돌까지 뜯어갔어요. 하나 남은 이 집도보시면 아시겠죠? 사람들이 집을 뜯어갈까 봐 꼼짝없이 벗어날 수 없는 신세가 되어 버렸어요”

# 통합과학 개념 이해하기

자연이 만든 전기 벼락

여름이면 종종 번쩍이는 번개. 번개 중 땅으로 떨어지는 ‘벼락’은 어떻게 만들어지는 것일까요?

번개는 구름에서 발생하는 전기적 현상으로, 구름 안이나 구름과 다른 구름 사이, 구름에서 주변 대기나 지면으로 이동하며 번쩍거리는 빛이에요. 이 가운데 구름에서 땅으로 떨어지는 번개를 벼락이라고 부릅니다. 벼락이 칠 때 섬광이 보이는 곳에서는 공기의 온도가 약 2만 7000℃에 이를 만큼 강한 열이 발생해요. 이 열기는 구름 속의 공기를 순간적으로 팽창시키며 큰 소리를 내는데, 이를 천둥이라고 합니다. 

벼락이 치기 위해선 어떤 조건이 필요할까요? 먼저 지면이 가열돼 강한 상승 기류가 형성돼야 합니다. 강한 상승 기류로 돌풍이 불면, 구름 안에서 양전하와 음전하가 분리돼 방전이 일어나며 번개가 만들어집니다. 단, 전하가 분리되기 위해선 구름 안에 영하 20℃에서 영하 10℃의 온도 구역(전하 분리층)이 있어야 해요. 물방울이 상승 기류를 따라 올라가다 얼며 열을 방출하는데, 이 때문에 얼음 알갱이 표면이 살짝 녹게 돼요. 그러면 얼음 알갱이 표면에 있던 양전하가 낮은 온도인 구름 윗부분의 얼음 알갱이로 이동하지요. 그 결과 표면이 녹은 입자들은 음전하를, 구름 윗부분에 있는 입자들은 양전하를 띠는 거예요. 덕분에 하나의 구름 안에 서로 반대되는 성질을 갖는 전하(양전하와 음전하)가 존재하게 되죠.

대기가 불안정해 구름 내부에 상승과 하강 기류가 반복되면, 점점 전하 분리층은 음전하를 띠게 돼요. 그리고 음전하가 쌓여 무거워지면, 서서히 구름 아래쪽으로 내려갑니다. 이 음전하는 지면의 양전하와 만나 순간적으로 전류가 이동하면서 빛을 내는데, 이러한 방전이 바로 벼락이지요. 

지난달 10일, 강원도 양양군 설악해변에 있던 관광객들이 벼락으로 피해를 보는 사고가 있었습니다. 벼락이 예보된 날은 최대한 외출을 삼가고 밖에 있을 땐 건물 안이나 지하 등 안전한 곳으로 대피하는 노력이 필요해요. 실내에 있다면, 전기 제품의 플러그를 제거하고 1m 이상 거리를 유지해야 한다는 점을 꼭 기억하길 바라요. 

▲PDF에서 고화질로 확인할 수 있습니다. 

# 통합과학 넓히기

통가 해저 화산 폭발로 지상 최대 번개 발생

지난해 1월 15일, 남태평양의 섬나라 통가에 있는 해저 화산이 분화하는 일이 있었어요. 1만 km 떨어진 미국 알래스카에서도 소리가 들릴 정도로 20세기 관측 이래 가장 강한 폭발로 기록되고 있지요. 당시 과학자들은 위성 영상 분석을 분석해 엄청난 양의 가스와 수증기로 구성된 화산재 기둥이 약 58km 높이까지 치솟는 것을 확인했어요. 미국항공우주국(NASA) 제트추진연구소는 당시 11시간가량 지속된 화산 폭발로 1억 4600만 톤(t)에 달하는 막대한 양의 수증기가 대기 중으로 흩어져, 수년간 지구의 기온을 올리는 온난화에 영향을 줄 거라는 전망도 내놓은 바 있습니다.

지난 6월 20일, 미국지질조사국은 통가 해저 화산 폭발 당시 미국 국립해양대기청(NOAA)에서 운영하는 정지궤도위성 고스(GOES)-17의 데이터를 분석한 새로운 결과를 발표했어요. 연구팀은 위성에 탑재된 번개 분석 데이터를 이용해 통가 화산이 분출할 때 반경 약 140km 내에서 19만 2000번의 번개가 발생한 사실을 확인했지요. 또한 1분당 최대 2615번 섬광을 만들어 냈고, 일부 번개는 해발 20~30km 높이까지 전례 없이 높게 발생했는데, 이전에 측정된 18km 고도의 번개보다 더 높고 잦아 가장 강력한 번개로 기록됐다고 덧붙였지요. 

미국지질조사국 연구팀은 논문을 통해 “보통 번개 섬광은 해발 20km 이상에서는 기압이 낮아 잘 발생하지 않는데, 화산 폭발이 높은 고도에서도 번개를 만들어 낼 만큼 비정상적으로 매우 높은 기압을 형성했을 것”이라며, “화산 분출이 강력한 번개를 유발할 수 있다는 사실을 확인한 셈”이라고 밝혔답니다.

 # 에필로그

“아무래도 누군가 삼 형제를 곤란하게 만들기 위해 거짓 미신을 퍼뜨린 것 같아요셋에게 원한을 품은 자짚이는 이가 없나요?

꿀록 탐정의 물음에 가만히 듣고 있던 셋째 아기돼지가 이내 무슨 생각이 났는지 동그란 눈으로 탐정을 바라보았어요.

“늑대요아무래도 늑대가 저희에게 복수를 하는 것 같아요!”

“그렇다면, 늑대를 잡으면 되겠군요! 그쯤은 식은 죽 먹기죠. 자, 따라 오세요!”