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모두를 위한 남극

Antarctica For All

남극하면 생각나는 것들은 파란 칠을 한 지구본 위의 하얀 얼룩, 펭귄을 관찰하는 탐사선들, 그리고 커져가는 오존층의 구멍, 그런 것들이다. 그러나 남극은 또한 여러 나라들이 모여 평화롭게 과학실험을 하는 곳이기도 하다. 과학자들은 여기서 푸른 빙산의 비밀을 풀었다. 빙산은 대륙빙하의 한 조각으로서, 푸른색의 빙산은 거꾸로 뒤집혀진 것이다. 에메랄드색은 푸른빙산을 통해서 보이는 노란 바닷말이 그 원인이다.

지구상에서 다섯번째로 큰 대륙인 남극은 다른 대륙보다 고도가 세배나 높기도 하다. 남극의 빙산은 지구 담수(潭水)의 70%를 가지고 있으며 그 대기는 사막처럼 건조하다. 그리고 당연한 말이지만 남극은 매우 춥다. 남극의 내부는 지구에서 가장 추운 곳이다. 극도로 춥고 건조한 기후 때문에 남극은 앞으로 가능하게 될 화성탐험의 전초기지로서 사람과 기자재가 시험될 수 있다.

남극은 1820년 11월 16일 나다니엘 팔머라는 미국 출신의 젊은 물개 사냥꾼에 의해 발견되었다. 남극이 식민지로서 적당치 않았기 때문에 각국은 이 땅을 두고 서로 싸우지 않았다. 1959년 12개 국가는 남극을 오직 비군사적이고 과학적인 목적을 위해서만 사용하기로 합의했다.

1903년 남극에서 사망한 영국의 탐험가인 로버트 팰콘 스코트는 그곳에서 석탄을 발견하였다. 이는 얼음으로 뒤덮인 황무지인 지금의 남극이 한때 식물로 번성했다는 사실을 말해준다. 결국 고생물 학자들은 멸종된 양서류인 라비린스오돈트를 비롯, 많은 동물의 화석을 발견했다. 이 동물들은 아프리카와 오스트레일리아에서도 서식했던 종류들이다. 1969년 남극에서 멸종된 파충류의 화석이 발견되었다. 이로써 남극은 한때 지금보다 따뜻한 바다위에 있었던 초(超)대륙이었다는 사실이 확실해졌다. 남극의 화석들은 지구상의 대륙들이 오랜 세월을 거치며 움직였다는 학설을 증명하고 있다.

지금도 남극의 산들 사이 건조한 계곡에는 생명체가 살고 있다. 캘리포니아대학의 생물학자 다이아나 프렉만은 토양 속의 박테리아를 먹고 사는 미세한 곤충들을 발견하였다. 플로리다 주립대의 생물학자 E.임레 프리드만은 다공성(多孔性)의 사암(砂岩)에서 '바위 속에 숨어 있는'이라는 뜻의 크립토앤돌리스라는 지의류(地衣類)를 발견하였다. 이것은 약간의 습기가 있는 따뜻한 곳에서 자란다. 이 지의류는 매우 느리게 자라는데 지금까지 아마 수천년은 자란 것으로 보인다. 지금 남극은 겨울로 접어들어 가고 있다. 이 사실은 사람들에게 매우 위협적인 것이다. 이 때문에 미국국립과학재단에서는 6개의 무인 지구물리관측기 중 하나를 남극에 설치하여 연중 계속해서 지구의 자기영역을 관찰 기록하고 있다.

남극을 덮고 있는 거대한 얼음층의 상태는 지구의 온실상태를 드러낼 수도 있다. 텍사스오스틴 대학의 지구물리학자 도날드D. 블랑켄십에 의하면, 남극의 동쪽 얼음층이 녹는다면 지구의 해수면은 60m정도 상승할 것이라고 한다. 그렇게 되면 내 방 창문으로 센트럴파크의 경치 대신 물이 보이게 될 것이다.

남극 물에 있는 산소함량, 영양분, 오염물 등이 분석되고 있다. 그리고 그 기온과 조류의 흐름이 모니터되고 있다. 특별히 중요한 곳은 남극 반도 동쪽 대서양해역의 거대한 내해(內海)인 웨델해다. 이곳은 대서양과 태평양의 심해를 흐르는 한류(寒流)를 내보내 지구의 기후에 커다란 영향을 미치고 있는 지역이다. 그리고 남극의 얼음은 지구 대기의 역사를 말해주기도 한다. 깊은 얼음 한가운데에 있는 공기 방울이 그 공기가 갇힐 당시의 지구대 상태를 말해주기 때문이다. 과학자들은 남극의 야생동물이 살아남기 위해서 가지고 있는 특이한 능력을 관찰한다. 남극 물의 생태계는 미생물인 해조류와 박테리아에서 시작된다. 그것들을 '유포시아 수페르바'라는 크릴 새우가 먹고, 다시 고래나 다른 육식동물, 예를 들면 물개, 새 등이 그 크릴 새우를 먹는다.

남극해에 사는 웨델 물개는 특별히 중요한 존재다. 마취전문의인 워렌 제이플과 그 동료들은 분광측정기를 물개에게 부착시킨 뒤 컴퓨터를 통하여 물개 혈액속의 산소농도를 측정한다. 그들은 물개가 어떻게 호흡장애가 있는 환자에게서 보여지는 생리적 장애를 일으키지 않고도 한 시간 이상 잠수할 수 있는지 알아내려고 한다.

알래스카 대학의 생물학자 워드 테스타는 물개와 그 새끼에게 송신기와 꼬리표를 붙여서 그들의 성장과정-그들이 얼마나 깊이 잠수하고 어디로 가는지 등-을 기록한다. 다른 과학자들은 사람을 겁내지 않는 어델리펭귄과 황제펭귄들이 다치지 않도록 주의하면서 연구하고 있다.

천체물리학자와 천문학자들은 남극의 과학자 중에서 가장 돋보이는 사람들이다. 제임스 슈바이처 박사에 의하면 남극의 극점은 우주에 있는 것과 가장 비슷한 장소이기 때문이다. 남극에서는 네 개의 대형 프로젝트인 고(高)에너지 실험, 갈색 왜성(矮星)을 찾기 위한 중성미자(微子)의 검출, 초기 은하계들, 그리고 빅뱅의 흔적에 관한 실험이 진행되고 있다.

남극…춥고도 멀며, 끔찍이도 아름다운 곳, 그러나 남극은 아주 예민한 땅이기도 하므로 지금은 엄격한 오염 규제가 실시되고 있다. 여행객으로 그 곳에 갈때는 조심해야 한다. 가기 전에 남극에 관한 최신의 네이처맥스 영화를 보는 게 좋을 것이다. 영화에서 보여지듯이 우리는 남극에서 "인간들이 지금 지구에 무슨 짓을 하고 있는지를 알려고 하고 있다. 그리고 그 해결책을 찾으려고 한다. 더 늦기 전에."


남극은 과학 연구와 실험에도 요긴하게 이용된다.
 

Antarctica For All

Antarctica calls to mind a white blob at the bottom of a mostly blue-–painted globe of Earth, cruise ships peering at penguins, and that growing hole in the ozone layer over the south pole. But Antarctica is also the one place on Earth where many nations work together peacefully on scientific projects. They've even just solved the mystery of green icebergs. An iceberg is a chunk of continental ice, and the green ones are upside down. The emerald color is the result of yellow algae seen through blue ice.

Antarctica, the fifth largest, is also three times higher than any other continent. Its ice represents 70 percent of the world's fresh water, yet its atmosphere is as dry as a desert. And, of course, it is cold - the interior of Antarctica is the coldest place on Earth. But the extreme cold and dryness make it THE place where equipment - and people - can be tested prior to possible scientific expeditions to Mars!

Antarctica was discovered on Nov. 16, 1820 by a young American sealer named Nathaniel B. Palmer. Since Antarctica was not suitable for colonization, the nations of Earth didn't fight over it, and in 1959, 12 nations signed a treaty pledging to use antarctica only for nonmilitary, scientific purposes.

In 1903 British explorer Robert Falcon Scott (who died in Antarctica) found coal, showing that vegetation was once profuse in that now icy waste. Eventually paleontologists discovered many fossils of animals, including an extinct amphibian called a labyrinthodont, which also lived in Africa and Australia. By 1969, when extinct reptile fossils were found, it was clear that Antarctica had once been up in warmer seas, part of an ancient supercontinent. The Antarctic fossils are evidence for the idea that Earth's continents move around.

Even now, in the dry valleys between Antarctica's mountains, there is life. Biologist Diana W. Freckman of the University of California, Riverside, discovered microscopic worms living on soil bacteria. Biologist E. Imre Friedmann, of Florida State University, found in porous sandstone a lichen called a cryptoendolith, meaning "hidden in rock" (where there's some moisture and warmth). These lichens grow very slowly and may be thousands of yeare old. Right now Antarctica is going into winter, which is so intimidating to human life that the National Science Foundation's U.S Antarctic program has already installed one of six unmanned Automated Geophysical Observatories to monitor and measure thd Earth's magnetic field all year around.

The condition of the enormous ice sheets covering Antarctica can reveal the state of global warming. According to geophysicist Donald D. Blankenship of the University of Texas at Austin, if the east sheet melted, worldwide sea level would rise 200 feet(60 meters). My windows would look out on water, not Central park.

Antarctic water is analyzed for its content of oxygen, nutrients and pollutants, and its temperature and currents are monitored. Of special importance is Antarctica's weddell sea, a huge inlet which has a great effect on global climate by sending out cold water that flows at a deep level under the Atlantic and Pacific. And Antarctica's frozen water reveals the history of Earth's air, for in long ice coresthere are bubbles of air that record what was present in that air, at the time it was trapped. Scientists study the unusual abilities of Antarctic wildlife to survive. The ecosystem in Antarctic waters begins with microscopic algae and bacteria, eaten by Euphausia superba, the shrimp-like krill. Whales eat krill directly, and so do fish which the carnivores - seals and birds - prey upon.

The Weddell seals that live in Antarctic waters are particularly important. American anesthesiologist Warren M. Zapol and his co-workers attach spectrophotometers to the seals and can read, through a computer, the oxygen concentration in the seals' blood. They are trying to learn how the seals can dive for more than an hour without having the physiological difficulties common in patients with breathing problems.

Biologist J. Ward Testa, from the University of Alaska, tags seals and their pups with transmitters to monitor their development, where they go, and how far they can dive. Other scientists are studying Adelie and Emperor penguins, taking care not to harm the creatures, which do not fear humans.
Astrophysicists and astronomers are prominent among the scientists on Antarctica, for as Dr. James Sweitzer says, the South Pole of Earth is the nearest thing to being in space. Four major projects are under way, from high-energy experiments and neutrino detection to the discovery of brown dwarf stars, early galaxies, and traces of the Big Bang.

Antarctica - cold, remote and terrifyingly beautiful - is also fragile, so strict pollution regulations are now in force. Be careful, as a tourist, and before you go, try to see the new Naturemax film on Antarctica. As it says, on Antarctica we are "trying to understand what we're doing to our world - trying to find out, in time."

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1993년 07월 과학동아 정보

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