[함께 읽는 과학도서] 천천히 곱씹으며 느리게 읽기 <지구의 짧은 역사> 2부

향팔님의 대화: 요즘 옆방에서 세네카의 <인생의 짧음에 대하여>를 읽고 있는데요, 지난번 <지구의 짧은 역사> 1부 모임에서 @ifrain 님께서 하셨던 말씀과도 일맥상통하는 대목이 있어 공유해봅니다. 그때 아마 인류가 우리 자신에 관해 가지는 호기심과 질문들을 이야기하던 중에 나온 말인 것 같은데요. 인간이 두 발로 서게 되고 머리가 지면에서 멀리 떨어지게 되면서, 그만큼 더 멀리 보고 널리 생각하게 되었다는 말씀을 ifrain님께서 하셨던 것 같아요. (지금 정확히 기억이 안 납니다만…) 고대의 철학자 세네카도 그와 같은 취지의 이야기를 하고 있는 것이 신기합니다!

향팔님의 문장 수집: "자연이 우리에게 바란 것이 단순히 자연을 보는 것이 아니라 자세히 살펴보게 하는 것이었음을 알고 싶다면, 자연이 우리에게 준 위치를 보십시오. 자연은 우리를 한가운데 두어 모든 것을 조망하고 자세히 볼 수 있게 했습니다. 자연은 우리를 똑바로 서게 했을 뿐 아니라 관조하기에 적합하게 만들었습니다. 별들이 뜨고 지는 모든 과정을 추적해보고 얼굴을 돌려 모든 것을 볼 수 있도록, 머리를 몸의 가장 높은 곳에 두고 유연한 목 위에 놓았습니다. 다음으로 자연은 낮에 여섯 성좌, 밤에 여섯 성좌를 배열해 자신의 모든 것을 드러내 보여주었습니다. 그리고 이를 우리 눈앞에 보여줌으로써 다른 것을 탐구하고자 하는 욕망도 일으켰습니다. 우리는 만물을 다 볼 수도, 있는 그대로 볼 수도 없습니다. 하지만 우리가 보는 현상이 탐구의 실마리가 되어, 눈앞의 사실로부터 보이지 않는 진실을 찾아갈 수 있습니다. 이를 통해 이 세계보다도 더 오래된 근원적 물음들의 답을 찾아갈 수 있는 것입니다."

ifrain님의 대화: ifrain “ 자신의 삶과 아이들의 삶에 비추어볼 때, 우리는 생물이 자란다고 자신 있게 말할 수 있을 듯하다. 그 말은 맞지만, 석영 결정(수정quartz)도 자란다. 하지만 생물은 자랄 뿐 아니라, 번식도 한다. 시간이 흐르면서 수가 불어난다. 또 생물은 환경으로부터 성장과 번식에 필요한 에너지와 물질을 흡수한다. 생물학자들은 이 과정을 물질대사라고 한다. 그리고 아주 중요한 점은 생명이 진화한다는 것이다. 수정은 일단 형성되면 다이아몬드로 진화하지 않을 것이다. 그러나 지구 최초의 단순한 생물은 ‘수십억 년에 걸쳐서 우리가 어떻게 여기에 있는가’라는 대담한 질문을 하는 종을 포함하여 엄청나게 다양한 종으로 진화했다. ” 『지구의 짧은 역사 - 한 권으로 읽는 하버드 자연사 강의』 p.86, 앤드루 H. 놀 지음, 이한음 옮김 향팔 “지구 최초의 단순한 생물은 ‘수십억 년에 걸쳐서 우리가 어떻게 여기에 있는가’라는 대담한 질문을 하는 종을 포함하여 엄청나게 다양한 종으로 진화했다.” 저에게 남아있던 인류애는 바사삭 부서진 지 오래지만, 이런 문장을 볼 때면 새삼 인간이라는 존재가 경이롭게 느껴집니다. ifrain 저는 인간이 가진 위대한 능력 중 하나가 자신을 객관화하여 볼 수 있는 거라고 생각해요. 물론 매 순간 그렇게 하기가 쉽지 않고 모든 사람이 그렇게 할 수 있는 건 아니죠. 루시가 두 발로 섰다는 건 그런 의미가 아닐까 생각해보기도 했어요. 두 발만 땅에 닿고 상체를 지면과 더 멀어지면서 눈을 포함한 머리는 지면에서 가장 멀리 떨어지게 되었죠. 그림에서도 시점이 있는데 '조감도'라는 것 새가 하늘에서 내려다보는 시점을 말하잖아요. 대상을 가까운 곳에서 관찰할 때와 멀리 떨어져서 관찰할 때 보이는 것이 다르고 생각을 달리 하게 될 거예요. 공간을 확장하면서 시간까지 거슬러 생각하게 된 것도 인간이 가진 독특한 면모인 듯 하고요. - 이 부분 입니다. ^^ 1부로 가서 찾았어요.

ifrain님의 문장 수집: "스터티안 빙하기 동안 호상 철광층縞狀鐵鑛層, Banded Iron Formation이 일부 제한적으로 적도에서 발견되는데, 이것은 빙하기 퇴적물을 대표할 수 있는 지층이라고 딱히 말할 수 없어 생성기작에 대한 다양한 해석이 존재한다. 이 호상 철광층은 잘 발달된 층리 구조를 보여주며 약 95% 이상의 철을 함유한 호상 철광층은 광물 자원 측면에서 매우 중요한 지층이다. 지질 연대에서 철광층은 바닷속 용존 철 이온이 광합성을 하는 미생물에 의해 만들어진 산소와 반응하여 산화철이 만들어지고 이것이 침전되어 나타난 결과물로 보고 있다. 실제로 18억 5000만 년 전 이전에도 철광층이 나타나는데, 그것은 일반적으로 철 무게함량 15% 이상의 세립질 퇴적암이다(Bekker et al., 2010). 그런데 스터티안 빙하기가 눈덩어리 지구 환경이었다면, 전 지구의 해양이 얼음으로 덮여 있었으니 당시 호상 철광층은 이전의 철광층과 다른 생성 기작을 갖고 있을 것이다. 왜냐하면 현재 발견되는 호상 철광층은 대기 환경의 요소들이 대기와 만나는 바다와 끊임없이 영향을 주고받아 생성되기 때문이다. 일단 스터티안 빙하기의 호상 철광층은 철 무게함량 50% 이상으로 이전과 다른 면모를 보여 준다. 호상 철광층 생성의 가장 기본적인 요소는 산소이기 때문에 지질 연대에 따른 산소의 변화가 고려되어야 한다. 바다의 산소 농도가 25억 년 전 이후로 계속 증가하는데, 생명체의 모든 활동은 물론 대기와 해양 간 화학적 교환이 거의 정지되는 눈덩어리 지구 환경이라면 바다는 산소가 거의 없는 환경이 될 것이다. 결국 당시 두꺼운 얼음으로 덮인 바다의 산소 농도가 급격히 낮아진 상태에서 호상 철광층이 생성되었다는 사실은 특이할 수밖에 없다. 이에 대한 기작은 뒤에서 다룰 것이다. "

ifrain님의 문장 수집: "과학자들은 눈덩어리 빙하기가 시작되는 25억 년 전쯤에 대기에 무슨 일이 일어났는지 추적한 결과, 당시 대기 중 산소 농도가 급격하게 증가했다는 사실에 주목했다. 이 변화로 그 이전 대기권에서 볼 수 없었던 오존층이 성층권에 형성될 정도였으니 말이다. 그렇다면 당시 산소 농도가 어떻게 급작스럽게 증가했는지 알아보자. 아주 오래전 지질학적 나이로 45억 년 전에서 25억 년 전까지 적어도 20억 년 동안 지구에는 산소가 없었다. 25억 년 이전에는 황화수소(H₂S)를 수소와 황으로 분해하는 황화 박테리아가 존재했다. 25억 년 전 어느 시점에 물에서 수소를 추출할 수 있는 시아노박테리아cyanobacteria라는 고마운 생명체의 탄생이 지구에 생겨난 산소 기체의 출발점으로 보고 있다. 이 생명체가 탄생하기 전에는 황화 박테리아가 유황성 광합성을 통해 황화수소에서 수소를 만들었다. 약 40억 년 전 지구에는 원시 대기가 형성되면서 메탄, 암모니아, 황화수소로 채워져 있었다. 원시 생명체는 풍부한 대기 성분을 토대로 살아야 한다. 하지만 지구가 물바다 행성으로 바뀌면서 생명체는 새로운 도약의 발판을 마련하게 된다. 생명체가 대기에서 수소를 만들기보다 너무나도 풍부해진 물에서 수소를 추출하려고 시도한 것이다. 이에 대한 결과물이 시아노박테리아의 출현이다. 사실 이 생명체의 출현이 혹독한 지구 행성의 대기에 중요한 것은 이들이 물에서 수소를 만들기 때문이라기보다는 이들이 광합성을 하는 과정에서 만들어내는 부산물 때문이다. 그 부산물이 바로 산소라는 기체다. 최근의 연구로 이 생명체는 약 37억 년 전부터 지구에 출현하여 차츰 번성을 거듭해 바다를 지배하기 시작했다. 이렇게 시아노박테리아가 광합성을 하면서 부산물로 만들어진 엄청난 양의 산소는 바다를 넘어 대기로 공급되었을 것이다. 이렇게 대기에 산소의 농도가 급격하게 늘어난 사건과 눈덩어리 지구 사건의 시작은 어디까지나 추측이지만 갑자기 급격하게 늘어난 대기 산소가 따뜻한 기후를 유지하도록 이어주는 온실가스의 급격한 산화(온실가스 제거, 즉 메탄 제거)로 이어져 빙하기를 이끌었다고 볼 수 있다. 극지방부터 얼기 시작한 지구는 얼음이 많아지면서 태양빛을 더 많이 반사해(알베도 증가0 지구가 어는 것이 급격하게 진행되었을 것이다. 열대 지역과 대양에서 얼음이 확장하면서, 얼음의 알베도는 계속 높아지고 얼음으로 덮인 지역은 더욱 안정화되어 지구는 거의 눈덩어리 상태에 도달할 것이다. 참고로 액체인 물의 알베도는 0.1, 육지는 0.3, 얼음은 0.45~0.65, 신선한 눈은 약 0.9다. 알베도가 높을수록 햇빛의 반사가 커진다. "

향팔님의 대화: 당근 먹고 당근 색깔 똥을 누다니 왠지 귀엽네요 ㅎㅎ

ifrain님의 문장 수집: "스터티안 빙하기 동안 호상 철광층縞狀鐵鑛層, Banded Iron Formation이 일부 제한적으로 적도에서 발견되는데, 이것은 빙하기 퇴적물을 대표할 수 있는 지층이라고 딱히 말할 수 없어 생성기작에 대한 다양한 해석이 존재한다. 이 호상 철광층은 잘 발달된 층리 구조를 보여주며 약 95% 이상의 철을 함유한 호상 철광층은 광물 자원 측면에서 매우 중요한 지층이다. 지질 연대에서 철광층은 바닷속 용존 철 이온이 광합성을 하는 미생물에 의해 만들어진 산소와 반응하여 산화철이 만들어지고 이것이 침전되어 나타난 결과물로 보고 있다. 실제로 18억 5000만 년 전 이전에도 철광층이 나타나는데, 그것은 일반적으로 철 무게함량 15% 이상의 세립질 퇴적암이다(Bekker et al., 2010). 그런데 스터티안 빙하기가 눈덩어리 지구 환경이었다면, 전 지구의 해양이 얼음으로 덮여 있었으니 당시 호상 철광층은 이전의 철광층과 다른 생성 기작을 갖고 있을 것이다. 왜냐하면 현재 발견되는 호상 철광층은 대기 환경의 요소들이 대기와 만나는 바다와 끊임없이 영향을 주고받아 생성되기 때문이다. 일단 스터티안 빙하기의 호상 철광층은 철 무게함량 50% 이상으로 이전과 다른 면모를 보여 준다. 호상 철광층 생성의 가장 기본적인 요소는 산소이기 때문에 지질 연대에 따른 산소의 변화가 고려되어야 한다. 바다의 산소 농도가 25억 년 전 이후로 계속 증가하는데, 생명체의 모든 활동은 물론 대기와 해양 간 화학적 교환이 거의 정지되는 눈덩어리 지구 환경이라면 바다는 산소가 거의 없는 환경이 될 것이다. 결국 당시 두꺼운 얼음으로 덮인 바다의 산소 농도가 급격히 낮아진 상태에서 호상 철광층이 생성되었다는 사실은 특이할 수밖에 없다. 이에 대한 기작은 뒤에서 다룰 것이다. "

ifrain님의 문장 수집: "보잘것없어 보이는 시아노 박테리아의 보글보글 '산소 만들기'는 오래오래 진행되어, 마침내 철광석을 만들어냈다. 호상철광이 형성되는 과정을 간략히 살펴보자. 시아노 박테리아가 만든 산소(O₂)는 철(Fe)과 야금야금 결합했다. 그렇게 생성된 산화철(Fe₂O₃)이 가라앉아 바닥에 차곡차곡 쌓여갔다. 수억 년 동안 이 과정이 반복된 결과, 두꺼운 호상철광 층이 형성됐다. "

향팔님의 대화: 와 이거 맞아요! 어떻게 찾으셨어요 ㅎㅎ 역시 모임지기 님의 통찰이 빛나는 대화입니다.

밥심님의 대화: 제 아들이 어렸을 때 달팽이를 한때 길렀는데 정말 당근 먹으면 그 색깔 그대로 배설을 해서 신기해했던 기억이 나네요.

ifrain님의 대화: 그림책에서 달팽이가 상추를 먹고 녹색 똥을 누었던 거 같아요. 기억이 살짝.. 되살아나네요. 먹는 것 그대로 색깔 똥이 나오는..

향팔님의 대화: 찾아보니 요런 친구들이 있네요. <초록똥을 뿌지직>, <달팽이똥 빨주노초>, 너무 귀엽군요 ㅎㅎ 문득 궁금해지는데, 아이들은 왜 똥 이야기를 좋아할까요? 저도 조카들에게 똥책들을 선물했었는데요. <내 친구 똥퍼>와 <강아지똥> 같은… <동화 강아지똥>은 처음에 분량 관계로 덜어냈던 ‘감나무 가랑잎’의 이야기를 다시 살린 버전이라 해서 새로 읽어봤어요. 권정생 선생님, 너무 좋습니다.

ifrain님의 대화: 아드님이 있으신지 몰랐어요. 잔소리하며 간섭하지 않고 자립심을 갖고 성장하도록 키우셨을 것 같아요. ㅎㅎ

밥심님의 대화: 이 책도 빼놓을 수는 없죠. 아이 때문에 덩달아 저도 많이 봤습니다. ㅎㅎ

ifrain님의 대화: 위키백과에 사진이 있는데 넘 예쁘네요. https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%98%B8%EC%83%81%EC%B2%A0%EA%B4%91%EC%B8%B5

향팔님의 대화: 와, 색깔이 이렇다면 우리 책 119쪽에 있는 거대한 철광층 사진도 완전 컬러풀하겠네요. 흑백 사진이라 아쉽구만요