스마트폰 배터리와 우리 몸의 공통점은? 바로 전해질이 중요한 역할을 한다는 거야. 전해질에 대해 알려줄게! 모래만 많으면 사막이라고 해도 되는 걸까? 어떤 곳을 사막이라고 부르는지도 알아보자.

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전해질 용액 속 이온이 전극 사이를 이동하면 전류가 흐른다.

전해질은 물에 녹거나, 물에 녹지 않아도 이온이 이동할 수 있을 때 전기가 통하는 물질이에요. 이온은 전기적 성질을 띤 입자예요. 일반적으로 고체 상태일 땐 물질을 이루는 입자들이 화학 결합으로 묶여 있어 비교적 자유롭게 움직이기 어려워요. 전해질이 물에 녹으면 양이온과 음이온이 떨어져 나와 자유롭게 움직이죠. 전해질 용액에 전극을 꽂으면 양이온은 음극으로, 음이온은 양극으로 이동하면서 전류가 흘러요.

염화나트륨(NaCl)으로 이뤄진 소금은 대표적인 전해질이에요. 소금이 물에 녹으면 나트륨 이온(Na⁺)과 염화 이온(Cl⁻)이 떨어져 나와요. 반면 설탕은 물에 녹아도 이온으로 나뉘지 않아 전해질이 되지 못해요.

스마트폰이나 노트북에 쓰이는 리튬 이온 배터리에선 전해질 속에서 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 오가며 배터리의 충전과 방전이 이뤄져요. 기존 리튬 이온 배터리의 전해질은 대부분 액체지만, 최근에는 고체 상태에서도 이온이 잘 이동하도록 만든 전고체 배터리가 개발되고 있어요.

우리 몸의 체액 또한 나트륨 이온, 칼륨 이온, 마그네슘 이온 등이 녹아 있는 전해질 용액입니다. 체액 속 이온들이 세포막 안팎을 이동하면서 생기는 전기적 차이를 이용해 신경 신호가 전달되죠. 이로 인해 근육이 수축하거나 이완하고, 장기들이 움직여요. 또 전해질의 농도 차이에 따라 물이 이동하면서 세포 안팎의 수분 균형도 맞춰져요. 그래서 땀을 많이 흘리면 전해질 부족으로 근육 경련이나 현기증이 올 수 있죠. 전해질이 포함된 스포츠 음료나 칼륨, 마그네슘 등이 풍부한 음식을 먹으면 전해질을 보충할 수 있어요.

▲박동현

독일의 기후학자 쾨펜은 1884년 처음 세계의 기후를 식물의 분포와 온도 등에 따라 구분했어요. 이후 1910년대엔 연평균 기온을 기준으로 어느 지역에 필요한 비의 양을 계산했을 때, 그 절반 이하로 비가 내리는 곳을 사막 기후로 정의했죠. 즉 사막은 기온과 물이 증발하는 양에 비해 비가 적게 내려 건조한 지역이에요. 그래서 기온이 낮은 곳에 사막이 있을 수 있고, 극지방의 건조한 지역은 ‘극지 사막’이라고도 불러요.

사막이 생기는 이유는 다양해요. 지구를 남북으로 나눴을 때 가운데를 가로지르는 선인 적도 근처는 햇빛을 수직으로 받아 매우 더워요. 여기서 달궈진 공기가 비가 된 만큼 수분을 잃고 건조한 상태로 이동하다, 위도 약 20~30° 부근에서 내려오며 사막이 만들어지죠. 아프리카 사하라 사막이 이에 해당해요.

중국의 고비 사막처럼 대륙 가운데거나 산으로 둘러싸인 곳도 사막이 될 수 있어요. 수증기가 많은 바다와 멀어 비구름이 생기기 어렵기 때문이죠. 바닷가 근처라도 바다에 차가운 해류가 흐르면 공기도 차가워 수증기 양이 적고, 비구름이 잘 만들어지지 않아요. 이 경우 해안 사막이 생길 수 있죠. 건조한 환경에선 낮과 밤의 기온 차가 커 바위가 쉽게 갈라지고 부서져요. 이렇게 만들어진 모래와 자갈, 암석이 사막을 이루게 돼요.

인간의 활동으로 사막처럼 건조한 환경이 만들어지는 것을 사막화라고 해요. 나무를 많이 베어 숲을 없애거나 가축을 많이 길러 풀이 자라기 어렵게 만들고, 강물과 지하수를 지나치게 쓰면 땅이 건조하고 황폐하게 변하죠. 국제연합(UN)에선 세계 곳곳의 사막화를 막기 위해 사막화방지협약을 운영해요.

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사막의 조건은 건조한 기후다.

[특집] 지구촌 곳곳을 숫자로 뜯어보자!