“어린이 친구들, 안녕하세요?”
무한도전의 국민 MC 유재석이에요! 그 동안 안 해 본 도전이 없지만, 바로 오늘! 무한도전 역사상 가장 무모한 도전이 시작됩니다! 제가 이렇게 좋아하는 이유는 바로 저와 명수형님을 뺀 나머지 멤버들만 참가하는 미션이라는 거죠~! 아이고 배야~, 좋아 죽겠네~!
도대체 어떤 도전이냐고요? 이름하여 ‘극한에서 살아남기 프로젝트!’ 바로 극한 환경에서 각자에게 주어진 미션을 수행하고 돌아오는 거예요. 과연 우리 무한도전 멤버들은 무사히 돌아올 수 있을까요? 자, 그럼 첫 번째 도전자를 불러 보겠습니다.
“홍철아~!”
럭키 가이 노홍철~, 칠레 광부들을 만나다!
오마이갓~! 형님, 이러시는 게 어디 있어요~! 어떻게 형님들만 쏙 빠지고 우리 아우들만 이렇게 험난한 곳으로 보내셨어요! 아우~, ‘어린이과학동아’ 여러분! 저는 칠레 광산 붕괴 현장에 나왔습니다. 글쎄 저보고 이번에 칠레 광산 붕괴에서 구조된 광부들을 만나 어떻게 살아 돌아왔는지 알아보라고 하지 뭐예요!
웰컴 미스터 홍철! 기다리고 있었어요. MC 날유가 미스터 홍철이 찾아올 거라고 말해 줬어요. 그런데 머리 색이 노란 색이라 러시아 사람인줄 알고 깜짝 놀랐어요. 흠흠~. 어쨌든, 우리 이야기가 궁금하다고요? 오우~, 기억하기 괴로운 일이지만 우리를 응원해 준 한국 어린이들을 위해 이야기해 드리죠. 우리는 지난 8월 5일부터 10월 14일까지 무려 69일 동안이나 칠레 북부 ‘코피아포’라는 지역에 있는 산호세 구리 광산 지하 700m 지점에 갇혀 지내다 극적으로 구조됐어요. 아직 정확한 원인이 밝혀지지는 않았지만, 안전 장치들을 꼼꼼히 점검하지 않아서 생긴 사고로 보고 있어요. 그런데 지하 700m에서 어떻게 살아돌아왔냐고요? 그건 지금부터 알려 드릴게요~!
비상! 땅 속에 갇힌 광부들을 찾아라!
지하에서 구리 광석을 캐고 있던 33명의 광부들은 갑자기 광산이 무너지자, 광산 속에 있는 대피소로 피했어요. 지상에서는 곧바로 우리들을 찾기 위해 지하 지도를 보고 우리가 있는 장소 근처에 쇠막대기를 박아 구멍을 뚫기 시작했어요. 그렇게 17일 동안 30번도 넘게 시도한 끝에 드디어 우리가 있던 비상 대피소에 구멍이 뚫린 거예요. 우리는 재빨리 쇠막대기에 ‘33명 모두 살아 있다’는 내용의 쪽지를 달아 올려 보냈어요. 하지만 문제는 그 때부터였어요. 우리가 땅 위로 올라갈 수 있도록 넓은 구멍을 파야 했거든요. 이 때 한국의 첨단 기술이 빛을 발했답니다! 전문가들은 우리들을 구조하는 데 4개월 정도 걸릴 거라고 예상했지만, 한국 기업에서 만든 굴착기 드릴 해머(왼쪽 사진) 덕분에 약 한 달 반 만에 지름 61㎝ 굵기의 구멍(위 사진)을 지하 700m 대피소까지 뚫을 수 있었어요!
첨단 과학 덕분에 살아남다!
우리들이 지하에 갇혀 있던 69일이라는 시간은 사람이 지하에서 보낸 가장 긴 시간으로 기네스북에 기록됐어요. 어떻게 지하 깊은 곳에서 두 달이 넘게 버틸 수 있었냐고요? 비결은 바로 전 세계의 첨단 기술! 애플사와 삼성전자는 우리에게 MP3와 휴대전화를 보내 주었어요. 이 휴대전화에는 영화를 볼 수 있는 장치가 달려 있어 공포를 극복할 수 있도록 도와 주었지요. 또, 큐프론이라는 회사는 세균의 번식과 냄새를 막아 주는 특수 양말을 제공해 우리들의 건강을 지켜 줬어요. 일본도 지상과 연락할 수 있도록 광섬유 통신케이블을 연결해 줬답니다. 그리고 드디어 10월 13일! 미국항공우주국의 도움을 받아 만든 엘리베이터형 첨단 구조 캡슐 ‘불사조’를 타고 땅 위로 올라올 수 있었답니다.
위험 천만! 지하 세계의 보물을 찾아라!
우리가 어떻게 구출됐는지 잘 알았죠? 자, 이제 노홍철씨에게 주어진 진짜 미션! 땅 속 보물을 찾으러 저와 함께 떠날 차례예요!
어우, 광부님! 너무 어두워서 아무 것도 안 보여요!
안전 모자에 달린 전구를 켜세요. 지하 공간에는 빛이 들어오지 않기 때문에 주변 물체를 잘 보려면 빛이 필요해요. 잠시 동안 지하에 있는 것은 괜찮지만, 우리처럼 빛이 없는 곳에 오래 있게 되면 몸에서 비타민D 합성이 잘 되지 않아요. 비타민D가 부족하면 뼈가 약해지거나 면역력이 약해져 여러 가지 질병에 쉽게 걸릴 수 있기 때문에 비타민D를 섭취해 줘야 해요. 우리는 지하에서 비타민D가 풍부한 우유와 참치를 먹었기 때문에 햇빛이 없는 환경을 견딜 수 있었어요.
저…, 그런데 광부님! 혹시 여기는 무너지지 않겠죠?
속에서는 깊이가 깊어질수록 암석이 받는 압력도 높아져요. 그래서 광산이 무너지지 않도록 터널을 팔 때 금속으로 된 지지대를 설치하지요. 하지만 종종 이번같은 붕괴 사고가 발생해요. 100m 깊이마다 가로세로 1㎝ 넓이에 20~30㎏이 더 올려지는 큰 힘을 받거든요. 이 때 무게를 견디는 힘은 어떤 암석이냐에 따라 달라요. 예를 들어 *퇴적암인 석탄은 입자들 사이에 잡아당기는 힘이 작아 무게를 견디는 힘이 약해요. 하지만 철이나 금 등의 금속이 포함된 암석은 입자들 사이의 힘이 강해 석탄에 비해 단단하답니다. 그래서 금속 광산보다는 석탄 광산이 더 잘 무너져요.
콜록콜록! 어우~, 광부님! 먼지가 너무 많아요! 숨을 못 쉬겠어요~!
지금부터는 안전 마스크를 착용해야 해요. 지하 공간은 공기가 잘 통하지 않는데다가 암석 가루들이 날리기 때문에 오랫동안 호흡하면 몸에 이상이 생길 수 있어요. 석탄 광산에서는 석탄 가루가 폐에 달라붙어 진폐증이라는 병이 생길 수 있어요. 또, 수정 같은 *규산염 광물을 캐는 광산에서는 공기중에 미세한 광물 입자들이 떠다니기 때문에 규폐증에 걸릴 수 있지요.
*규산염 광물 : 암석을 구성하는 알갱이들을 광물이라고 하는데, 규산염 광물은 규소라는 원소와 산소 원소가 결합된 광물이다.
헥헥. 너무 더워요!
지하에 내려오면 가장 견디기 힘든 것이 바로 더위와 습기 예요. 깊이가 100m씩 깊어질 때마다 온도가 2.5℃에 서 3℃씩 올라가거든요. 우리가 갇혀 있던 지하 700m 공간의 온도는 30℃ 이상! 우리는 너무 더워서 옷을 최대한 적게 입고 있었어요. 또, 곳곳에 지하수가 스며들어 있기 때문에 지하 공간의 *습도는 90%가 넘는답니다. 더운데다가 습도까지 높으면 세균이 잘 자라기 때문에 병에 걸릴 위험이 더욱 높아져요.
와우~! 구리는 전선을 만드는 데 꼭 필요하니 보물 맞죠? 광부님 덕분에 지하 세계의 보물인 구리를 찾았어요! 좋아~! 이제 지상으로 가는 거야~!
심해 생명체와 숨바꼭질을!
오우~, 드디어 저, 형돈이에게도 단독 출연의 기회가 찾아왔어요! 그런데 바닷속 5000m까지 내려가서 인증샷을 찍어 오라니…. 도대체 그 깊은 물 속에 누가 있다는 걸까요? 먼저 잠수복부터 입고 들어가 볼게요!
"과학자가 직접 잠수해서 연구활동을 하는 것을 ‘과학 잠수’라고 해요. 과학자들은 바닷속에서 산호초와 초대형 해조류, 퇴적물 등을 연구하지요. 높은 압력과 종종 나타나는 상어떼 때문에 위험에 처할 때도 있지만 과학 잠수는 계속 되고 있어요. 바다는 지구의 70% 이상을 차지하고 있는 중요한 곳이거든요. 그 안에 우리가 모르는 생명들과 풍부한 자원이 있답니다." 박흥식(한국해양연구원해양과학국제협력센터)
첫 번째 미션은 바닷속으로 잠수하기! 벌써 해수면 아래 10m쯤 되는 지점이네요. 숨을 쉬고 싶지만 왠지 온몸이 답답하군요. 이건 바로 압력 때문! 땅 속과 비슷하게 바닷속에서는 10m를 내려갈 때마다 가로세로 1㎝ 넓이의 공간에 1㎏의 무게가 더해지거든요. 하지만 땅 속과는 달리 사람의 몸이 직접 압력을 받게 되기 때문에 내려갈 수 있는 깊이에 한계가 있어요. 사람이 특수 장비 없이 50~60m 이상 잠수하게 되면 가슴뼈가 부러져 죽을 수 있거든요. 으…, 내 미션은 왜 홍철이 것보다 더 어려운 거죠?
흠흠, 그래도 미션 성공을 위해 바닷속 5000m까지 내려가 볼게요. 세계에서 가장 깊은 바다는 무려 수심 10㎞ 이상! 안타깝게도 이런 깊은 바다는 맨몸으로는 들어갈 수 없어요. 그래서 개발된 것이 심해 잠수정이랍니다. 심해 잠수정은 수백㎏의 압력을 받는 수천m의 깊은 바다 밑에서도 찌그러지지 않고 자유롭게 움직일 수 있어요.
그 비밀이 궁금하다고요? 비밀은 바로 심해 물고기에게 있어요. 과학자들이 높은 압력에서도 자유롭게 살아가는 심해 물고기들을 연구해 보니, 몸 속 *부레에 기름이 채워져 있었어요. 다른 물고기들처럼 몸 속 부레에 공기가 채워져 있으면 심해의 압력 때문에 찌그러져 버렸을 거예요. 하지만 기름과 같은 액체는 기체보다 압력에 의해 부피가 줄어드는 비율이 적어요. 심해 잠수정은 바로 이 원리를 이용해 잠수정의 빈 공간을 기름으로 채워 엄청난 압력을 견딜 수 있게 만들었지요.
*부레 : 물고기의 몸 속에 들어 있는 공기 주머니.
히말라야에서 화석 찾기!
아우~, 추워! 저는 지금 세계에서 가장 높은 히말라야 산맥에 와 있습니다. 해발 8000m가 넘는 산들이 14개나 되는 곳이에요! 그런데 이렇게 높은 산에서 바다의 흔적인 화석을 찾아오라니 말이 됩니까? 이건 무한도전이 아니라 불가능 도전이라고요! 덜덜덜, 하지만 난 절대로 죽지 않아~! 꼭 찾아 돌아가고 말 테다!
헉헉. 아무리 숨을 깊이 들이마셔도 숨이 차 죽겠어요! 고산지대의 공기에는 산소가 부족하다고 하더니 정말이군요! 저 하하가 공부해 온 걸 알려 드릴게요. 공기 속에 들어 있는 산소와 질소 등은 중력 때문에 지표면 근처에 모여 있어요. 그러니 위로 올라갈수록 숨 쉴 수 있는 산소는 점차 줄어들게 되죠. 그래서 에베레스트 산처럼 높은 산을 등반하는 사람들에게는 산소가 들어 있는 공기통이 필수품이랍니다.
기압이 낮아지면 게을러진다고?
아이고 귀찮아~. 이렇게 귀찮아지는 걸 보니 드디어 고산지대에서 걸린다는 고소증이 왔나 봐요. 게을러지고 무기력해지는 것이 고소증의 한 증상이거든요. 우리 몸이 높은 고산지대에 적응하지 못해 생기지요.
특히 압력이 낮아지는 것이 문제예요. 보통 땅 위에서는 공기의 압력이 1기압이에요. 즉, 1.3㎏의 공기 기둥이 우리 몸을 사방에서 누르고 있는 거죠. 산 위로 올라갈수록 우리 머리 위를 누르는 공기 기둥은 짧아지게 돼요. 누르는 힘이 작아지기 때문에 압력이 작아지는 거랍니다.
이렇게 압력이 낮은 곳에 있으면 우리 몸의 혈관 속을 흐르는 물 등의 체액들이 혈관 밖으로 나와 뇌와 폐 등의 장기에 고이게 돼요. 이런 현상을 ‘부종’이라고 하는데, 부종이 생기면 모든 것이 귀찮아지고 걸음걸이도 비틀비틀 하게 되죠.
생명을 위협하는 장애물 삼총사!
정상에 오르기 위해서는 악명 높은 히말라야의 크레바스와 세락, 그리고 눈사태를 피해야 해요. 히말라야의 고산지대에는 오랜 시간 동안 쌓인 눈이 압축돼 빙하가 되어 있어요. 그런데 이 빙하는 가만히 있지 않고, 움직이면서 갈라지기도 하고 무너져 내리기도 한답니다. 빙하의 갈라진 틈을 ‘크레바스’라고 하고, 갈라지거나 무너지고 남은 얼음 기둥을 ‘세락’이라고 해요. 크레바스에 빠지면 끝을 알 수 없는 지하로 추락하게 되고, 세락이 무너져 내리면 엄청난 얼음 덩어리들이 몸을 덮친답니다. 세락이 무너지면 눈사태까지 함께 일어날 수 있어요.
폭발하는 화산 속으로 들어가라!
어린이과학동아' 친구들! 저는 지금 인도네시아 자바 섬에 있는 메라피 화산의 폭발 현장에 나와있습니다. 제 검은 얼굴이 화산과 가장 잘 어울린다나 뭐라나~. 아무튼 이 극한의 화산에 제가 와 있는 이유는 바로 화산 폭발을 예측하는 방법과 대피 요령을 알아 내기 위해서예요. 최근에 우리나라의 백두산도 폭발할 수 있다는 얘기가 나오고 있거든요. 그럼 지금부터 화산 폭발의 무시무시함과, 화산 폭발을 어떻게 예측하고 엄청난 피해를 막는지 알아보겠습니다!
지난 10월 26일부터 폭발하기 시작한 메라피 화산은 인도네시아어로 ‘불의 산’이라는 뜻이에요. 현지 시간으로 오후 여섯 시에 분출하기 시작해 용암과 화산재, 화산 가스, 열구름을 1.5㎞나 되는 높이 로 두 시간 넘게 뿜어냈어요. 그래서 주변 3㎞까지 화산재 등이 날아가기도 했답니다. 폭발 직후 뿜어 져 나온 화산 가스와 화산재의 온도는 무려 섭씨 700~800℃! 뜨거운 화산재에 화상을 입어 결국 목숨을 잃은 사람도 있다고 해요.
하지만 다행히 아직까지는 지옥의 불덩이라 불리는 화산 쇄설류 때문에 피해를 입었다는 이야기는 들려오지 않고 있어요. 화산 쇄설류는 화산재와 용암, 뜨겁게 달궈진 바위와 가스가 뒤섞여 뭉게구름 처럼 바닥으로 밀려오는 현상이에요. 온도가 700~800℃에 이르는데다 시속 150㎞를 넘나드는 엄청난 속도로 내려오기 때문에 피할 길이 없답니다.
잠깐! 화산에 가기 전엔 철저한 준비를!
무시무시한 화산에 아무 준비 없이 들어갈 제가 아니죠! 이래 봬도 전 사랑하는 여자 친구가 있다구요! 우선 우주인 같은 제 옷을 소개해 드리죠. 이 옷은 알루미늄으로 코팅한 보호복이에요. 용암의 강한 열을 반사해 화상을 입지 않도록 보호해 준답니다. 안전모와 방독면도 꼭 준비해야 해요. 화산에서는 엄청나게 뜨거운 돌덩어리들이 언제 어디서 날아올지 모르거든요. 게다가 화산에서 나오는 이산화황 가스는 유독 가스라서 절대로 들이마시면 안 돼요. 뜨거운 용암에 손이 데지 않도록 하는 석면 장갑과 뜨거운 용암으로부터 보호해 줄 튼튼한 신발도 여러 켤레 준비해야 하죠.
화산 폭발은 어떻게 예측할까?
메라피 화산에서는 분출하기 전 주말부터 500번 정도의 지진이 발생했어요. 또 강한 화산 가스가 뿜어져 나왔죠. 감기에 걸리기 전에 몸에 열이 나고 으슬으슬한 것처럼 화산이 폭발하기 전에는 이런 증상이 나타나요. 그런데 백두산에서도 비슷한 일들이 일어나고 있어요. 지난 10월 9일에는 하루에 규모 3.0의 지진이 두 차례나 일어날 정도로 지진 발생 횟수가 늘어나고 있고, 천지 주변에 있는 온천 물의 온도도 83℃까지 올라가는 등 위험한 증상을 보이고 있어요.
화산 폭발의 피해를 막아라!
안타깝지만 화산 폭발을 막을 방법은 아직까지 없다고 해요. 하지만 화산학자들의 용기와 첨단 기술 덕분에 화산 폭발을 예측하는 능력은 날로 좋아지고 있어요. 학자들은 화산에서 화산 가스와 용암의 온도를 재고, 용암이 뚫고 나오는 곳은 없는지 관찰해 화산 활동을 예측해요. 그리고 인공위성을 이용해 마그마의 활동 때문에 화산이 부풀어 오르는지 감시하고, 컴퓨터로 용암이 흘러가는 길을 예측한답니다.
고대 기후의 흔적을 찾아라!
안녕하세요! 정 주나 안 정 주나 늘 정 주는 정준하예요. 친구들~! 어떻게 이럴 수가 있죠? 저는 뚱뚱하니까 견딜 수 있을 거라고 남극에 다녀오라지 뭐예요. 게다가 고대 기후의 흔적을 찾아오라니? 이건 정말 저를 두 번 죽이는 거예요~. 엉엉.
남극과 북극은 왜 추운 걸까요? 저는 사실 태양에서 멀기 때문인 줄 알았어요. 하지만 이유는 그게 아니더라고요. 극지방이 추운 진짜 이유는 땅이 태양과 이루는 각도 때문이래요. 적도 지방과 비교하면 극지방은 태양이 높게 떠오르지 않아요. 그 이유는 태양과 땅이 이루는 각도가 작기 때문이랍니다. 그 결과 같은 양의 태양빛이 더 넓게 퍼지게 되어 일정한 면적에 들어오는 태양 에너지의 양이 적어요. 이 때문에 극지방이 추운 거예요.
"남극에는 펭귄과 물개 같은 다양한 동물들이 살고 있어요. 그런데 때로는 동물들이 과학자들을 위협하기도 한답니다. 특히 표범해표를 조심해야 해요. 2003년 7월에는 남극 영국 로드라기지의 여성 과학자가 표범해표의 공격을 받아 목숨을 잃는 일도 있었답니다. 남극의 반대편에 있는 북극에서는 북극곰들이 과학자들을 위협하기 때문에 기지에서 멀리 나갈 때는 총을 꼭 가지고 나간다고 해요" -장순근 (한국해양연구원부설 극지연구소)
정준하도 쩔쩔매는 블리자드!
으으으~, 남극에 도착하자마자 극한 상황에 빠지고 말았어요! 킹 조지 섬에 있는 과학자들을 만나러 가야하는데, 사방에서 엄청난 바람이 몰아쳐서 아무 것도 보이지 않게 된 거예요. 불과 10m 앞도 제대로 볼 수 없게 몰아치는 초속 30m 이상의 눈보라! 바로 ‘블리자드’예요. 무게라면 자신있는 저, 정준하도 앞으로 한 발자국 내딛기가 힘드네요. 게다가 앞이 안 보이니 어느 쪽으로 가야 할지 모르겠어요.
여기가 어디? 백시현상의 위협!
휴~, 겨우 블리자드를 지났어요. 한참을 걸어가고 있는데 이번에는 갑자기 안개가 몰려와 아무 것도 안 보이게 됐어요. 앞뒤와 좌우 모두 구분이 안 되고 제가 어디로 가고 있는지 알 수가 없어요. 말로만 듣던 백시 현상을 직접 경험하게 되다니! 목표 지점을 알고 있어서 곧바로 걸어간다고 하더라도 원을 그리며 돌아오는 ‘환상방황’에 빠져 더 위험해질 수 있으니, 안개가 걷힐 때까지 가만히 있는 게 상책!
드디어 킹 조지 섬의 세종과학기지에 있는 한국 과학자들을 만났어요! 고대 기후의 흔적은 바로 남극 빙하 속에 있다는 사실을 알아 냈어요. 빙하를 이루는 얼음은 눈이 쌓여서 만들어지는데, 수만 년 동안 층층이 쌓이면서 눈과 함께 그 당시의 공기까지 함께 보존하게 돼요. 그래서 깊은 곳에 있는 빙하를 뽑아내 연구하면 고대 기후의 특징을 알 수 있대요!
와우~! 모든 멤버들이 극한 환경에서 살아남았군요! 게다가 미션까지 성공시켰어요. 구리 광석, 심해 생물의 사진, 암모나이트 화석, 그리고 화산에서 가져온 부석과 남극의 빙하 조각까지! 이것들을 볼 때마다 과학자와 모험가들의 열정과 도전, 그리고 희생 정신을 기억해 주세요! 자, 그럼 다음엔 또 어떤 도전을 하게 될까요? ‘어린이과학동아’ 친구들 이 함께 외쳐 주세요! 무한~, 도전!
한눈에 이해가 쏙쏙 특집 한 걸음 더!
야야야야~! 어떻게 나만 쏙! 빼놓고 너희들끼리 ‘어린이과학동아’에 출연할 수 있냐! 우이씨~! 어린이 친구들이 14페이지 동안 읽으면서 내가 나오길 얼마나 기다렸겠어! ‘어린이과학동아’ 친구들 안녕하세요? 거성 박명수예요! 제가 지금부터 동생들이 빼놓은 이야기를 들려 줄게요! 퐈이야~!
석탄이 아니라 구리광산이라서 살았다?
칠레 광부들이 69일 동안이나 광산 속에서 살아 남을 수 있었던 또 다른 중요한 이유가 있어요. 바로 무너진 광산이 석탄이 아닌 구리광산이었기 때문이에요. 석탄 광산에서는 메탄가스가 나와 서 오래 있을수록 산소는 적어지고 메탄 등의 유독가스만 많아진답니다. 게다가 메탄가스는 작은 불꽃만 있어도 폭발하는 위험 물질이기 때문에 잘못하다가는 광산이 폭발할 수도 있어요!
보이지 않는 적, 자외선을 막아라!
태양에서 오는 자외선은 히말라야와 극지방에서 우리 몸을 위협할 수 있는 위험 요소예요. 자외선은 지표면에 도착하기 전에 *오존층이나 공기 입자에 의해서 많이 흡수되는데, 공기 입자가 적은 고산지대와 오존층이 얇은 극지방에는 다른 곳에 비해 자외선이 많이 도달하게 돼요. 게다가 눈도 많이 쌓여 있어 자외선이 땅에서 우리 눈으로 반사돼 들어온답니다.
우리 눈이 자외선을 지나치게 많이 받으면 눈이 부시고 눈물이 나서 눈을 뜰 수 없어요. 심하면 잘 보이지 않게 되지요. 이런 증상을 ‘설맹’이라고 한답니다. 그래서 눈이 많은 곳에서는 꼭 선글라스를 착용해야 하지요. 칠레 광부들도 오랜 시간 지하에 갇혀 있었기 때문에 지상에 올라왔을 때 설맹과 비슷한 증상을 겪을 수 있었어요. 그래서 지상으로 올라올 때 선글라스를 쓰도록 했답니다.
*오존층 : 지상에서 20~30㎞ 위에 있는 얇은 층으로, 자외선을 많이 흡수하는 오존 입자들의 약 90% 정도가 모여 있다
