“ 과학자들이 무너지는 지구 생태계의 그림을 그렸다면, 같은 상황에서 업계는 80억 달러 규모 산업의 몰락과 그 결과 해고되는 수십만 명의 노동자들로 인해 무너지는 미국 경제의 초상화를 그렸다(그들에게는 세상의 종말이나 다름없었다). ”
『일인분의 안락함 - 지구인으로 살아가는, 그 마땅하고 불편한 윤리에 관하여』 311쪽, 에릭 딘 윌슨 지음, 정미진 옮김
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[책걸상 '벽돌 책' 함께 읽기] #25. <일인 분의 안락함>
D-29
오존층이 비록 얇고, 보이지 않고, 계속 변화하고 있지만, 아주 간단히 말해, 지구상의 모든 생명체를 살아 있게 한다.
『일인분의 안락함 - 지구인으로 살아가는, 그 마땅하고 불편한 윤리에 관하여』 에릭 딘 윌슨 지음, 정미진 옮김
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“ 252쪽
몸이 기후 변화에 약간 적응하는 것은 사실이지만, 진실은 어떤 몸이든 적응한다는 것이다. 적응은 진화적이거나 영구적이지 않고, 계절적이며 일시적이다.
256 쪽
사람을 편하게 하는 능력 때문에, 에어컨은 제도적 변화를 멈출 만큼 또는 변화를 원하는 사람들을 ‘어리석다‘라고 생각하게 할 만큼 오랫동안 분노를 미루게 했다.
289쪽
이 지구상에 생명체가 매우 위태롭게 존재한다는 것은 분명하다. 어쨌든 생명이 존재한다는 것 자체가 기적이다.
321쪽
세상에 고립되어 존재하는 것은 아무 것도 없다. 어떠한 인간도, 사물도, 나라도 그 자체로 섬이 될 수는 없다.
329쪽
미래는 지금 우리에게 주어지거나 정해진 것이 아니라, 현재 우리가 취하는 작은 행동들이 모여 만들어지는 것이다.
352쪽
본래 건전한 과학은 느리다. 과학은 여러 번 반복되는 실험을 통한 연구가 필요하다.
353쪽
증거가 있는데도 아무것도 모른다고 주장하는 바보, 즉 가능한 모든 증거를 입수할 때까지 아무것도 해선 안된다고 주장하다가 세상이 무너지기 시작하는 것을 목격하는 바보는 모든 것을 안다고 주장하는 바보만큼이나 파괴적이다.
353쪽
모든 생명을 보호하기 위해 필요한 것은 새로운 가설을 바탕으로 한 즉각적인 대응이었지만, 건전한 과학으로써 필요한 것은 인내심 있는 탐구, 더 많은 토론, 상충하는 관점에 대한 고려였다. 그게 어려운 점이었다.
355쪽
의심은 우리가 호기심이나 건전한 회의론이라고 부르는 한도 내에서 과학에 매우 중요하고, 또 이것이 과학을 발전시킨다. 하지만 난데없이 불확실성만을 취해 모든 것이 해결되지 않았다는 인상을 만들어내기 쉽기 때문에 과학을 잘못된 설명을 하는 것으로 몰고 가기도 한다. ”
『일인분의 안락함 - 지구인으로 살아가는, 그 마땅하고 불편한 윤리에 관하여』 2장 프레온의 시대: 계속되는 안전의 불확실성, 에릭 딘 윌슨 지음, 정미진 옮김
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2장에서 수집한 문장 올렸습니다. 353쪽에서 수집한 문장이 특히 인상적이네요. 불확실성과 확실성 간의 절충? 어려운 것 같습니다.
“ “냉방은 고유의 문화, 농지 개혁 운동, 빈곤, 낭만주의, 역사의식, 비기술적 민속 문화 지향, 친족과의 깊은 유대, 이웃 관계, 장소에 대한 강한 직감, 상대적으로 느린 삶의 속도 등 여러 가지 지역적 전통의 쇠퇴에 기여했다. 그 결과 지역적 특수성이 극적으로 감소했다.” ”
『일인분의 안락함 - 지구인으로 살아가는, 그 마땅하고 불편한 윤리에 관하여』 2부 5장, 에릭 딘 윌슨 지음, 정미진 옮김
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저는 이 문장을 읽으면서 피츠제럴드의 소설 젤리빈이 생각 났어요. 어느날 새벽에 주인공이 무언가 삶에 대한 깨달음과 슬픔과 새로운 의욕 같은 걸 느끼지만 한낮의 무더위 속에 모든 것 이 흐릿해지고 원래의 태평한 낙관주의로 돌아가는 내용이었죠. 오늘처럼 더운 날 냉방이 없었으면 저는 제대로 하는 일은 아무 것도 없이 그냥 젤리빈처럼 녹아내렸을 것 같아요.
모든 진보에는 잃는 것과 얻는 것이 함께 따르는데, 과거를 아는 사람에겐 잃는 것이 더 커보이고 새로운 세대에겐 얻는 것이 더 커보일 뿐더러 과거로 돌아가기를 원하지 않을 것 같습니다. 미래세대도 우리와는 가치관이 무척 다르겠죠. 그러니 얻고 잃은 것의 가치를 비교하기란 불가능할 것 같습니다.
“ 러브록은 영국으로 돌아온 직후(논문이 출간되기 1년 전) 과학 학회에 참석했다가 공식 행사에서 잠시 숨을 돌리는 동안 두 사람을 만났다.172 한 사람은 국립해양대기협회National Oceanic and Atmospheric Association의 과학자인 레스터 마취타Lester Machta였고, 다른 한 사람은 듀폰의 프레온 사업부 책임자인 레이 맥카시Ray McCarthy였다. ”
『일인분의 안락함 - 지구인으로 살아가는, 그 마땅하고 불편한 윤리에 관하여』 2부 5장, 에릭 딘 윌슨 지음, 정미진 옮김
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러브록은 프레온의 유해성 같은 건 전혀 관심없이 대기의 이 동을 연구하다가 프레온 농도를 측정해보게 된 거구, 그 연구결과가 우연히 다른 과학자들에게 전해져 프레온의 위험성이 밝혀지게 된 건가요? 정말 인류의 운명은 0.3센티미터, 동전 두 개 겹쳐놓은 오존층의 두께만큼이나 얇은 행운으로 지탱되고 있는 느낌이네요. 상업적 목적 없이 자유롭고 광범위한 주제의 자연 탐구가 얼마나 중요한지 느껴지기도 하구요.
책을 읽으면서 새삼 새로운 것을 알게 되는데요 일단 오존층의 두께입니다. 여태 오존층이 식별 가능한 두께로 지구를 덮고 있다고 생각했는데 실제로는 2~3mm 정도 안된다는 것에 너무 놀랐습니다. 책에서는 초음속 여객기로 인한 오존층 손실 문제가 언급되지만 부가적으로 우주로 나가기 위해 로켓을 쏘아올리는 것도 영향을 주지 않을까 우려되더군요. 워낙 얇게 펴져 있다 보니 조금 구멍만 생겨도 전체에 영향을 미치지 않을까 하는 생각이 들더군요. 물론 지구 전체로 보면 그 구멍이 미미하게 보이긴 하겠지만요.
한때 일기예보에서도 나왔던 불쾌지수가 어느 순간 안보이고 체감온도로 바뀐 것 같은데요 이 부분에 대한 언급도 새로웠던 것 같습니다. 불쾌지수라는 단어가 알게 모르게 사라진 것 같은데요 어떤 계기로 불쾌지수라는 수치가 나오게 되었는지 배경도 새롭게 알게 된 것 같습니다.
@드림코난 네, 오존층이라고 하면 정말 두꺼운 띠 같은 걸 머릿속에 연상하게 되는데, 실제로는 저렇게 얇다고 합니다. 저도 처음에 알고서 놀랐던 기억이 있습니다.
화제로 지정된 대화
오늘 8월 19일 화요일에는 2부 8장 '에어컨과 슈퍼마켓', 2부 9장 '자외선 지옥 구멍 논쟁', 2부 10장 '몬트리올 의정서'를 읽습니다. 다른 날보다 분량이 아주 조금 많은데요.
CFCs가 오존층을 파괴한다는 과학자의 경고가 나오고 나서 그것이 최종적으로 규제되는 과정을 짚고 있어서 끊어서 읽기보다는 계속 읽는 게 낫겠다 싶어서 이렇게 배치했습니다. 많은 분들이 CFCs 가 규제되는 전례를 들면서 지구 가열 문제도 해결이 가능할 수 있다, 이렇게 희망을 품고 있는데요. 그 희망의 근거가 되는 실체를 한번 꼼꼼히 따져 보시죠!
궁금증을 일으키는 주제네요.
아내 조앤은 일은 잘 돼가고 있는지 물었다. "잘 되고 있지. 하지만 세상이 곧 끝날 것처럼 보이는군." 그가 말했다.
『일인분의 안락함 - 지구인으로 살아가는, 그 마땅하고 불편한 윤리에 관하여』 2부 7장, 에릭 딘 윌슨 지음, 정미진 옮김
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Don't Look up 영화가 생각나네요. 지구를 향해 돌진하는 소행성을 발견한 과학자 심정 같았겠어요.
미즐리가 발전에 이바지한 화학물질의 마지막 흔적, 즉 그가 남긴 유산의 마지막 분자는 서기 31세기나 되어야 사라질 것이다.
『일인분의 안락함 - 지구인으로 살아가는, 그 마땅하고 불편한 윤리에 관하여』 에릭 딘 윌슨 지음, 정미진 옮김
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“ CFC가 강력한 온실가스인 두 번째 이유는 다른 온실가스보다 대기 중에 훨씬 더 오래 머무르기 때문이다. 가장 널리 퍼져 있는 온실가스인 이산화탄소는 바다에서 쉽게 용해되거나(해양 산성화의 원인) 숲의 나무들로 흡수된다. 이산화탄소는 다양한 생태적 순환 내에서 움직이는 바쁜 분자들이다. 하지만 CFC는 지구의 생태에 따라 자연적으로 진화하지 않았기 때문에 갈 곳도, 할 일도 없다. 이들은 끝도 없이 자유롭다. 대기에서 이들의 지구력은 다른 지구온난화 가스보다 훨씬 더 오랫동안 열을 보유할 수 있음을 의미한다. ”
『일인분의 안락함 - 지구인으로 살아가는, 그 마땅하고 불편한 윤리에 관하여』 2부 8장. 에어컨이 너무 일찍 가동된 슈퍼마켓, 에릭 딘 윌슨 지음, 정미진 옮김
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“ 내가 보기에는 인간이 만든 특정 화학물질이 오존 구멍의 원인이 아니라고 믿는 것이 훨씬 더 끔찍하다. 그것은 우리가 상황을 통제할 수 없다는 것을 뜻하기 때문이다. 기후가 변하고 있다는 것은 받아들이지만 인간이 그 원인이 아니라고 부정하는 기후 회의론자들에게: 세상이 여기 머무는 이들에게 닥치는 대로 맹렬한 힘을 행사하고 있는데도, 그것을 막을 힘이 없다고 생각하면 잠이 안 오지 않는가? 이것이 거의 모든 면에서 더 나쁜 운명 아닌가? 사실에 대한 부정보다 훨씬 더 큰 심리적인 폭력, 즉 허무주의와 함께 사는 것이 가능한가? ”
『일인분의 안락함 - 지구인으로 살아가는, 그 마땅하고 불편한 윤리에 관하여』 2부 9장. 자외선 지옥으로 가는 어떤 구멍에 관한 논쟁, 에릭 딘 윌슨 지음, 정미진 옮김
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학교 다닐 적에 공부도 못했던 주제에 자꾸 화학 지식을 꺼내게 되어서 민망합니다. 그런데 뜻밖에 화학 지식이 이런 책 읽을 때도, 또 현상을 이해할 때도 도움이 된다는 걸 요즘 새삼 많이 접하고 있어서 여러분께도 공유합니다.
지금 읽는 부분까지 읽으면서 여러분 이런 질문은 안 떠오르셨어요? 그럼, 성층권에 가기 전 우리가 숨 쉬고 생활하는 대류권에서 CFCs는 러브록 같은 과학자가 깜박 무신경하게 대응할 정도로 안정적인(즉, 다른 물질과 상호 작용을 하지 않는) 이유는 무엇일까?
예를 들어, 화학 구조만 놓고 보면 탄소 주변에 수소 네 개가 붙어 있는 메탄과 비교했을 때 탄소 주변에 수소 대신 불소(F)와 염소(Cl)가 붙어 있는 모습으로 비슷해 보이는데요. (메탄은 알다시피 대류권에서도 여러 물질과 반응을 하거든요.)
제가 설명을 하려다, 제미나이한테 정리를 시켜보니 그럴 듯해서 아래 약간 보완해서 올립니다.
*
CFCs가 대류권에서 메탄보다 훨씬 안정적인 이유는 분자 구조에서 비롯된 강력한 화학 결합과 이로 인한 매우 높은 활성화 에너지 때문입니다.
메탄(CH₄)과 CFCs(예: CCl₃F)는 모두 탄소를 중심으로 4개의 원자가 결합한 안정적인 사면체 구조를 가집니다. 하지만 어떤 원자가 결합해 있느냐에 따라 그 안정성의 수준이 크게 달라집니다.
1. 분자 구조와 결합 에너지: '끊기 힘든 강력한 결합'
화학 결합의 안정성은 결합 에너지로 설명할 수 있습니다. 결합 에너지는 원자 사이의 결합을 끊는 데 필요한 에너지로, 이 값이 클수록 결합이 강하고 안정적임을 의미합니다.
메탄의 C-H 결합 에너지: 약 413 kJ/mol
CFCs의 C-Cl 결합 에너지: 약 339 kJ/mol
CFCs의 C-F 결합 에너지: 약 485 kJ/mol
여기서 핵심은 C-F(탄소-불소) 결합입니다. 이 결합은 불소 원자가 탄소와 매우 짧고 강하게 결합하고 있어, 알려진 단일 공유 결합 중 가장 강력한 결합 중 하나입니다. C-Cl 결합은 C-H 결합보다 약하지만, CFC 분자 전체는 이 강력한 C-F 결합과 다른 할로겐 원자들의 존재로 인해 매우 견고한 구조를 형성합니다.
결과적으로 CFCs의 모든 결합을 분해하는 데 필요한 전체 에너지가 메탄보다 훨씬 커서 분자 자체가 매우 안정적입니다.
2. 활성화 에너지: '반응을 시작할 수 없는 높은 언덕'
대류권에는 '대기의 세제'라 불리는 수산화 라디칼(•OH)이 존재합니다. 이들은 반응성이 매우 높아 메탄과 같은 여러 분자를 산화시키며 분해하는 주된 원인입니다.
메탄의 경우:
메탄은 수산화 라디칼(•OH)에 의해 수소 원자(H)를 빼앗기면서 분해가 시작됩니다.
CH₄ + •OH → •CH₃ + H₂O
이 반응은 비교적 낮은 활성화 에너지를 가집니다. 즉, 대류권의 온도와 에너지 조건에서 충분히 '언덕'을 넘어 반응이 일어날 수 있습니다. 그래서 메탄은 대류권에서 약 10년 정도의 수명을 가지며 분해됩니다.
CFCs의 경우:
반면, CFCs는 수산화 라디칼(•OH)이 공격할 만한 약한 고리가 없습니다.
수소 부재: CFCs에는 메탄과 달리 •OH 라디칼이 쉽게 떼어낼 수 있는 수소(H) 원자가 없습니다.
강력한 결합: •OH 라디칼이 탄소-염소(C-Cl)나 탄소-플루오린(C-F) 결합을 직접 공격하여 끊기에는 결합 에너지가 너무 강해 활성화 에너지가 엄청나게 높습니다.
대류권에 존재하는 에너지(햇빛, 열 등)로는 이 높은 활성화 에너지 '언덕'을 넘을 수 없습니다. 따라서 CFCs는 대류권의 어떤 화학 물질과도 거의 반응하지 않고 수십 년에서 100년 이상 원래의 분자 구조를 그대로 유지할 수 있는 것입니다.
결론적으로, CFCs는 매우 강력한 C-F, C-Cl 결합으로 이루어져 있어 분자 자체가 견고하고, 대류권의 주된 분해 메커니즘인 수산화 라디칼(•OH)과의 반응에 필요한 활성화 에너지가 비정상적으로 높아 상호작용 없이 성층권까지 도달할 수 있는 유독한 안정성을 가지게 됩니다.
오, 친절한 YG님! 단순히 그냥 불소 때문이라고만 알고 있었는데 캬.. 상세하면서도 알기 쉬운 설명 감사합니다.
저도 챗지피티에 물어본 결과를 공유해 보겠습니다. ^^
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안녕~ 오존이 자외선을 흡수해서 분리되었다가 다시 합쳐지는 과정에서 자외선이 가진 에너지는 뭘로 변환되는 거지? 프레온의 경우에도 비슷한 과정을 거치는 것 같은데 자외선 흡수가 안되는 이유는 뭘까?
ChatGPT의 말:
안녕~ 흥미로운 질문이네! 🌍☀️ 두 부분으로 나눠서 설명해 볼게.
1. 오존(O₃)과 자외선의 에너지 변환
대기권의 오존은 주로 자외선(UV-B, UV-C)을 흡수하면서 광해리(photodissociation) 과정을 겪어.
대표적인 과정은 이런 식이야:
𝑂3+ℎ𝜈(자외선)→𝑂2+𝑂
여기서 자외선이 가진 광자의 에너지는화학결합을 끊는 데 쓰이고 (결합 에너지로 변환)그 과정에서 남는 에너지는 열 에너지(분자의 운동에너지) 로 전환돼.
즉, 자외선을 흡수한 오존은 깨지거나 다시 결합하는 과정에서 대기 온도를 높이는 효과를 내는 거지.
(이게 성층권이 높이 올라갈수록 온도가 다시 상승하는 이유야.)
2. 프레온(CFCs)과 자외선 흡수 여부
프레온(CFC, 염화플루오로탄소)은 매우 안정한 분자라서 성층권까지 잘 도달해.
프레온은 지상 근처에서 오는 자외선 A/B 정도 에너지로는 결합이 잘 안 끊어져 → 그래서 자외선 흡수도 거의 없고, 대기 중에서 분해되지 않은 채 오래 남아.
하지만 파장이 더 짧은 강한 자외선(UV-C, 200nm 이하) 은 충분히 에너지가 커서 C–Cl 결합을 끊을 수 있어.
성층권까지 올라가면 이런 강한 자외선을 맞아서:
𝐶𝐶𝑙3𝐹+ℎ𝜈→𝐶𝐶𝑙2𝐹+𝐶𝑙
이렇게 염소 원자 라디칼(Cl·) 이 튀어나와. 이 라디칼이 오존 분해 촉매 역할을 해서 문제를 일으키는 거지.
✅ 정리하면:
오존은 자외선 에너지를 흡수해서 → 결합에너지 + 운동에너지(열)로 전환.
프레온은 약한 자외선에는 반응 안 하고, 강한 자외선(UV-C)에 의해 깨질 때만 에너지를 흡수 → 이때 생긴 라디칼이 오존 파괴에 참여.
글타래
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