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눈물 흘리는 돌부처
눈물 흘리는 돌부처를 본적 있는가. 치악산자락에있는한작은 암자에는눈 물 흘리는 돌부처상이 있다고 한다. 이 돌부처는 나라에큰 우환이 있을 때마다 눈물을 흘린다고 하는데 2002년 2월부 터 시작됐으니 올해로7년째다. 입춘이 지난 요즘이 돌부처가 우는 시기다.

이 현상을 두고 암자의 승려는“부처 님께서 많은 중생을 구제해야 하는데미 처다 하지못 했기 때문에 눈물을 흘리 신다”고 하지만, 사실 이는 과학으로 설명할 수 있는 현상이다. 돌부처의 주성 분은 화강암. 겉으로 보기에 매끄럽지만 미세한틈이많은이암석은틈속으로들 어온 물이 얼면서 물리적 풍화가 일어나 틈이 벌어지게 된다. 오래된 암석일수록 틈이 넓기 때문에이 틈에서 흘러나오는 물이 눈물처럼 보였을 것이다. 눈물 흘리 는 돌부처는 제작된지 20년이 넘었고, 눈물을흘리지않는바로옆불상은몇년 되지 않았다는 것이 이를 증명한다.

하지만왜온 몸이 아닌두 눈과양옆 이마에서만 물이 흘러나오는 걸까? 그이 유는 불상을 조각할때 상대적으로 얼굴 쪽에 손을 더대면서 틈이 많이 생겼기 때문이다.

광물과 암석의 가장 큰 차이점은 바로 가격
광물과 암석의 가장큰 차이점은 바로 가격이다. 광물은 순물질이기 때문에 비싸고, 혼합물인 암석은 값이 싸다. 보통 우리가 흔하게 볼수있는 돌들은 광물이 섞여 있는 암석이며 순수 광물로만이 뤄진 암석은 찾아보기 힘들다.

화강암을 이루는 광물 중에서 투명하 고 반짝이는 것이 석영이다. 보통 수정, 즉 크리스탈이라고 불리는 이광물은 육각기둥의 결정모양을 하고 있다.

불투명하면서 누렇거나 붉은 빛을 띄는 광물은 장석, 거뭇하면서좀 납작 하다싶은판상의결정을 가진 것은흑 운모다. 흑운모의 판상은 육안으로도쉽 게 확인할 수 있을 정도로 뚜렷하다. 특히 색깔이 다르긴 하지만 같은 판상 구조를 갖는 백운모를 옆으로 세우고 보면
마치 얇은 비닐껍질이 겹쳐져 있는 것처럼 보인다.

이렇게 석영, 장석, 흑운모로 이뤄진 화강암은 우리나라에서 가장 흔하게 볼 수 있는 암석으로 규산염 광물의 성분이 많기 때문에 산성비에 강해 건물의 내·외장재로 많이 쓰이고 있다.


화강암을 대리석이라고 부르지 말자!
흔히 화강암을 대리석이라고 부르는 경우가 많은데, 이는 대리석, 즉 대리암 과 화강암의 생성과정을 잘 모르기 때문에 하는 소리다. 화강암은 마그마가굳 어져서 만들어진 것이지만 대리암은 석회암이 열과 압력을 받아서 변형돼 생긴 것이다. 또 화강암은 검은색 흑운모 가 점점이 박혀있어 얼룩덜룩한 것에비 해 대리암은 하얗고 깨끗한 겉표면을 가 져 외견상 뚜렷히 구분된다. 조각가들이 조각재료로 대리암을 자주 애용하는 이유도 이 때문이다.

산성비에 대한 반응정도도 다르다. 화강암은 주성분인 규산염광물 때문에 산성비에강하지만탄산칼슘으로 돼있는 대리암은 산성비에 쉽게 녹는다. 대리암으로 만들어진 이탈리아의건물과 조각상들이 달걀귀신처럼 흘러내리고 있는 이유가 바로 이 때문이다. 산성에대한두광물의 반응 정도를 실험을 통해 확인해 보자.

<;실험 따라 하기>;
●실험 준비물

화강암(화단이나 놀이터등 주변에서 쉽게 구할수 있다), 대리암(과학실험재 료를 판매하는 가게나 사이트를 통해 구입할 수 있다), 스포이트, 염산(약국에 서 판매하는 9.9%의 염산으로도 충분 히 실험 가능하다)

●실험 방법

화강암과 대리암에 스포이트로염산을 몇 방울씩 떨어뜨리고 관찰한다.
로만들어진이탈리아의건물과조각상들 이달걀귀신처럼흘러내리고있는이유가 바로이 때문이다. 산성에 대한두 광물의 반응 정도를 실험을 통해 확인해 보자.

●실험 결과
규산염 광물로 이뤄진 화강암은 염산에 전혀 반응하지 않지만, 대리암에서는이 산화탄소가 뽀글뽀글 발생한다.


●실험 시 유의할 점
염산이 닿으면화상을 입을수있으니눈 과 피부에 닿지 않도록 보안경과 장갑을 꼭 착용하고 실험하도록 한다.

①염산, 화강암, 대리암-실험준비 끝!
②화강암에 염산을 떨어뜨렸으나 아무런 반응이 없다.
③대리암은 염산을 떨어뜨리자마자 바로 반응 시작! 거품의 정체는 이산화탄소다.

천~천히 식으면 화강암, 빨리 팍 식으면 현무암!
이번에는화강암과현무암을비교해보 자. 밝고 투명한 석영이 많이 들어있는화 강암과 달리 현무암의 구성 물질은 대부 분 어두운 광물이고 이들의 결정은 눈에 보이지 않을 만큼 작다.

두 암석 모두 마그마가 굳어져서 만들어진 화성암인데 이러한 차이가 나는 이유가 뭘까? 이는 두 암석의 생성속도가 다르기 때문이다. 화강암은 마그마가 지하 깊은 곳에서 천천히 식어 만들어진 반면, 현무암은 지표 가까이에서 재빨리 식어 생성됐다. 현무암에나 있는 수많은 구멍들은 마그마가 재빨리 식을때 수증 기가 빠져나가면서 생긴 것이다.

부엌에서할 수 있는 간단한 실험으로 화성암의냉각속도의차이를경험해보자.



<;실험 따라 하기>;

●실험 준비물

초콜릿 또는 버터(필자처럼 유통기한이 지난 것을 이용하면덜 아깝다), 얼음 물, 스티로폼 조각

●실험 방법

①초콜릿 또는 버터를 전자레인지에녹 인다.

②①의내용물을얼음물과스티로폼조각 에 각각 따른다.

③ 굳을 때까지 기다린다.

●실험 결과

초콜릿과 버터 모두 스티로폼보다 얼음 물 쪽에서 훨씬 빨리 굳는다.

●실험 시 유의할 점

① 초콜릿을 전자레인지에서 데울때 녹지않고타버릴수가있으니‘약’에 서돌리거나물을약간첨가해서액체 로 만든다.

② 녹인 초콜릿과 버터가 뜨거우므로화 상을 입지 않도록 주의한다.

열 받으면 부풀어 오르는 광물‘질석 ’
마지막으로 흔하게볼 수는 없지만의 외로우리 생활 속에서 많이 사용되고있 는 광물 하나를 소개하려고 한다. 질석 의 또 다른 이름인 버미큘라이트는 열을 가했을 때 마치 지렁이가 꿈틀대는 것처 럼 부풀어 오르는 현상 때문에 지렁이를 뜻하는라틴어 ‘vermiculare’ 에서유래됐다. 이현상은질석에있는수많은틈 속에서 열을 받아 뜨거워진 공기가 팽창 하기 때문이다. 가열 후의 질석을 현미 경으로 관찰하면 옆으로 벌어진 틈들을 확인할 수 있다. 질석은 구멍이 많다보 니 흡수력이 좋아서 내열재료및 방음재 로 이용되고 있다.

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2009년 03월 과학동아 정보

  • 최은정 이화여대 과학교육과 겸임교수 기자

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