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섭섭박사님의 친구들은 섭섭박사님을 ‘잠수함’이라고 놀려요. 물에만 들어가면 잠수함처럼 물속으로 쑤욱 들어가서 빠져 나오질 못하거든요. 하지만 여기서 가만히 풀이 죽어 있을 섭섭박사님이 아니죠? 
“그래! 물속을 자유롭게 헤엄칠 수 있는 친구를 만드는 거야!”

어떻게 된 걸까?

▶ 결과 : 페트병을 누르면 잠수부 인형이 물속으로 가라앉는다.

이 인형은 17세기의 장난감이에요. 프랑스의 철학자이자 물리학자인 르네 데카르트가 발명했다고 전해져 ‘데카르트의 잠수부’라고 불리지요.   

물체가 물에 뜨기 위해선 물보다 밀도가 작아야 해요. 잠수부 인형을 가까이에서 보면 빨대 속에 공기가 들어 있는 게 보일 거예요. 물보다 밀도가 작은 공기가 튜브처럼 작용해서 잠수부를 물에 띄우는 거죠. 그런데 페트병을 누르면 빨대 속으로 물이 밀려들어와요. 페트병 내부의 수압이 높아지며 빨대 속 공기를 밀어서 압축시키고, 그 자리에 물을 채우는 거랍니다. 그러면 잠수부 인형은 무게가 무거워지며 물속으로 가라앉죠. 페트병을 누른 손을 떼면 빨대에서 물이 빠지며 다시 인형이 물에 뜨고요. 이를 이용해 잠수부 인형을 오르락내리락하게 만들 수 있답니다.

사람은 잠수함을 타고 어디까지 내려가 봤을까요? 바다를 가장 깊이 탐험한 사람은 미국 해군 장교 출신의 사업가, 빅터 베스코보예요. 그는 지난 5월, 2인승 잠수정 ‘리미팅 팩터’를 타고 해저 1만 927m까지 내려가는 데 성공했답니다. 가장 높은 산인 에베레스트를 거꾸로 꽂아놓은 것보다도 2000m를 더 내려간 거죠.

그가 도전을 시도한 곳은 지구에서 가장 깊은 바다로 알려져 있는 ‘마리아나 해구’예요. 괌 주변에 있는 거대한 해구로, 최대 수심이 1만 1000m가 넘지요. 지금까지 이곳을 탐사한 기록은 단 세 번밖에 없어요. 이정도로 깊은 물속에선 어마어마하게 강한 수압이 사방을 누르기 때문에 탐사가 매우 어렵거든요. 수심 1만m에서는 무려 1000기압 이상의 수압이 가해지는데, 이건 1m²의 면적에 자동차 약 6천 대를 쌓아놓은 무게와 비슷하답니다. 이번 탐사에 사용한 리미팅 팩터 잠수정은 엄청난 수압을 견디기 위해 강력한 강도를 자랑하는 ‘타이타늄 합금’으로 제작되었어요. 수심 1만 4000m의 수압까지 견딜 수 있으며, 16시간의 잠수가 가능하지요. 

빅터 베스코보는 이번 심해 탐사를 통해 심해 생명체 4종을 발견했어요. 하지만 이와 함께 비닐봉지와 사탕 봉지도 발견해 플라스틱 오염의 심각성을 알렸답니다. 베스코보는 “심해에서 발견한 생명체의 내부에서도 미세플라스틱이 발견되는지 조사할 계획”이라고 밝혔어요.

어떻게 된 걸까?

▶ 결과 : 물과 에탄올 용액 중간에 식용유 방울이 구슬처럼 떠 있다. 

1L의 식용유가 담긴 통, 1L의 물이 담긴 통, 1L의 에탄올이 담긴 통을 들었을 때, 어떤 통을 드는 게 가장 쉬울까요? 같은 양의 액체가 들어 있기 때문에 차이가 없을 거라는 생각이 들겠지만, 각각의 통은 모두 무게가 다르답니다. 액체의 밀도가 모두 다르거든요. 에탄올이 가장 가볍고, 그 다음은 식용유, 그리고 물이 가장 무거워요. 물 1L는 약 1kg, 식용유는 0.9kg, 에탄올은 약 0.8kg의 무게지요. 

식용유는 물보다 밀도가 낮아서 물에 떠요. 반대로 에탄올에 식용유를 넣으면 식용유가 가라앉죠. 그렇다면 물과 에탄올을 섞으면 어떨까요? 물과 에탄올을 섞으면 물보다는 밀도가 낮고 에탄올보다는 밀도가 높은 액체가 돼요. 즉, 식용유와 밀도가 비슷해지는 거죠. 그러면 실험처럼 식용유는 뜨지도, 가라앉지도 못하고 용액 중간에 둥둥 떠 있답니다.