저는 철Fe에 빠져 있었는데요. ㅎㅎ 황에 대해서도 들여다봐야겠네요!
[함께 읽는 과학도서] 천천히 곱씹으며 느리게 읽기 <지구의 짧은 역사> 2부
D-29
철도 파고 황도 파고 다 파죠 뭐 .. 하하
굴착기가 필요한 것 아닙니까.. ㅎㅎ
“ 이 당시의 철에는 탄소가 조금씩 들어 있었다. 연료로 쓰인 숯에서 나오는 탄소가 용광로에서 녹은 철광석과 섞였기 때문이다. 중국의 용광로에서 만들어진 무쇠는 탄소 함유량이 약 4%로 꽤 높은 편에 속했다. 기술자는 이 무쇠를 다른 용광로에서 다시 녹인 뒤 형틀에 부어 원하는 도구로 만들었다. 청동기를 제작할 때에는 그릇의 개수만큼 따로따로 주조해야 했지만, 철을 만들 때에는 여러 개의 형틀에 쇳물을 부어 한꺼번에 생산할 수 있었다.
탄소가 많이 들어 있는 철은 매우 단단해서 주조하기가 좋지만, 그만큼 부서지기도 쉬웠다. 게다가 일단 굳고 나면 망치로 구부리기가 힘들어서 원하는 모양을 만들기가 쉽지 않았다. 이런 경우, 녹인 철을 900~1000°C에서 하루나 이틀쯤 놓아두었다가 주조하면 한결 다루기가 쉬웠다. 녹은 철 속의 탄소가 산소와 결합하여 기체로 배출되기 때문이었다. 이런 방식으로 보습 같은 농기구를 제작하려면 주조가 끝난 뒤에 날을 더욱 날카롭게 매만져야 했다. ”
『말랑하고 쫀득~한 세계사 이야기 1 - 인류의 기원에서 고대 제국까지』 W. 버나드 칼슨 지음, 남경태 옮김, 최준채 감수
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“ 진나라가 주도했던 제철 산업의 초기에는, 철광석과 목재가 풍부한 산에다 민간 업자가 대규모 막사를 세우고 제철 공장을 운영했다. 그러나 기원전 1세기 무렵, 한나라는 관리에게 주물 공장의 운영을 맡겨서 철 생산을 직접 통제하기 시작했다. 그리고 도시의 변두리에 용광로를 갖춘 철공소를 50군데쯤 세워서 철물을 제작·보급했다.
촌락의 대장장이는 용광로에서 나온 무쇠를 받아 탄소 함유량이 적은 단철(軟鐵)로 만들었다. 그리하여 끝을 날카롭게 벼리어야 하는 칼 같은 철물을 제작했다. 선철을 단철로 만들려면, 먼저 선철 덩어리를 부순 다음 가열하여 탄소 함유량을 0.1% 정도로 낮추어야 했다.
이렇게 단철로 강철을 만들었다. 강철은 유연하면서도 단단해서 검 같은 물건을 만들기에 알맞았다. 숯으로 단철을 가열하여 탄소 함유량을 다시 0.5~1.0%로 높이면 강철이 되었다. 고대 중국의 대장장이가 보유했던 핵심 기술이 바로 여기에 있었다. 강철을 불에 달군 다음 두드려서 늘인 후 다시 찬물에 넣는 담금질과 강철 심을 탄소 함유량이 서로 다른 두 강철 사이에 놓고 구부려 접착시키는 작업을 반복하여, 고품질의 검과 칼을 제조했던 것이다. ”
『말랑하고 쫀득~한 세계사 이야기 1 - 인류의 기원에서 고대 제국까지』 W. 버나드 칼슨 지음, 남경태 옮김, 최준채 감수
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오태호님의 '눈이 슬픈 그대 - 처음 만난 그때로' 입니다.
사람의 목소리가 어쩜 이렇게 예쁠 수가 있죠..?
http://youtube.com/watch?si=7NxL2XrCWv1L421M&v=5zGGwFYqkr8&feature=youtu.be
나 그대를 알고 사랑은 아님을 알았지만
언제나 그랬듯이 내 외로움은 미련을 만들지
그 누구도 서로 이별을 말하지 않았지만
조금씩 시작됐던 멀어짐을 나는 알고 있었지
사랑은 비단 위로 깨어진 유리 조각 같아
그저 아름답기만 하지는 않은 걸
조그만 너의 표정 속에서 울고 웃던
그때가 문득 기억이나
스산한 바람 부는 가을 그날로 다시 돌아가고 싶어
눈이 슬픈 그대를 처음 만난 날
젖은 눈을 감추고 가득 안기며
날 지켜달라고 하던 그때 그때
사랑은 장미꽃에 숨겨진 가시같은 것을
나를 사랑한다던 너의 그 말처럼
조그만 너의 표정 속에서 울고 웃던
그 때가 문득 기억이 나
스산한 바람 부는 가을 그 날로 다시 돌아가고 싶어
눈이 슬픈 그대를 처음 만난 날
나만의 욕심으로 멀어진 그대
많은 걸 바랬던 그때 그때
'사랑은 비단 위로 깨어진 유리 조각 같아' 이 부분이 특히 더 좋아요. 유리 조각은 석영인데.. 깨어졌으니 다양한 면으로 비단의 색과 무늬를 투과시키고 반사했을 테죠.
부드러운 비단이 충격을 흡수해줬을 텐데도 기어이 깨진 걸 보면, 아마 그 사람이 사랑을 세게 던져버렸나 봅니다. 그래야만 했을까? 그래야만 했던 이유가 있겠죠..
이승환의 '너를 향한 마음' 인데..
김수민님이 <우리들의 발라드>라는 오디션 프로그램에 나와서 부르셨어요.
이 분이 부른 노래가 좋더라구요. ^^
https://www.youtube.com/watch?si=zaGLEpvul8a28YW8&v=IcqZC0M_pbA&feature=youtu.be
너를 향한 마음은 언제나 변함없어
이제는 모든 것이 달라졌다 하여도
언젠가는 한 번쯤 너를 기억할 거야
초라한 모습만 남게 되겠지
한 번쯤 우연히 만날 것도 같은데
닮은 사람 하나 보지 못했어
영화 속에서나 일어나는 일일까
저 골목을 돌면 만나지려나
언제라도 내게 돌아오기를
바보처럼 기다리는 어리석은 나의 모습을
그댄 짐작 조차 할 순 없겠지
하지만 그댄 언젠가
이런 나의 마음 알지도 몰라
한 번쯤 우연히 만날 것도 같은데
닮은 사람 하나 보지 못했어
영화 속에서나 일어나는 일일까
저 골목을 돌면 만나지려나
언제라도 내게 돌아오기를
바보처럼 기다리는 어리석은 나의 모습을
그댄 짐작조차 할 순 없겠지
하지만 그댄 언젠가
이런 나의 마음 알지도 몰라
닿을 수 없었던 나의 마 음을
더는 내 것일 수 없는
너를 향한 나의 마음을
그댄 짐작조차 할 순 없겠지
하지만 그댄 언젠가
이런 나의 마음 알지도 몰라
“ 철은 우리 사회의 뼈대이다. 다리와 건물을 짓고, 강화 콘크리트를 만들고, 자동차를 생산하고, 데이터센터를 건설한다. 인류는 이미 수천 년 전에 철로 도구와 장비를 만들었는데 그건 오늘날에도 마찬가지다. 고속철도가 다니는 철길, 시리콘 칩에 패턴을 식각하는 첨단기계의 프레임도 철로 만들어진다. 철만큼 강도, 내구성, 가용성을 모두 갖춘 유용한 금속은 없다.
.......
실제로 철은 어디에나 존재한다. 심지어 우리 몸을 흐르는 적혈구 속에도 있다. 지구의 핵을 구성하는 주요 원소이고, 지각을 구성하는 두 번째로 많은 원소이다(알루미늄이 지각의 8퍼센트, 철이 5퍼센트이다). 해마다 지표면을 파고 폭파해서 퍼올리는 물질들의 순위를 살펴보자. 모래와 자갈이 430억 톤, 석유와 가스가 81억 톤, 석탄이 77억 톤, 철광석이 31억 톤이다. 다른 물질과 마찬가지로, 철에 대한 욕구는 줄어들 기미를 보이지 않는다. 팬데믹 사태로 2020년에는 잠깐 하락했었으나 2021년 전 세계 철광석 생산량은 사상 최고치를 기록했다. ”
『물질의 세계 - 6가지 물질이 그려내는 인류 문명의 대서사시』 pp.242~243, 에드 콘웨이 지음, 이종인 옮김
물질의 세계 - 6가지 물질이 그려내는 인류 문명의 대서사시저자이자 영국의 저널리스트 에드 콘웨이는 우리가 알지 못했고 볼 수 없었던 물질이 가진 경이로운 세계로 독자들을 안내한다. 무더운 유럽의 가장 깊은 광산부터 티끌 하나 없는 대만의 반도체 공장, 칠레 아타카마 사막의 소금호수까지. 전 세계 곳곳을 탐험하는 과정 속에 인간의 새로운 미래를 가져다 줄 대체 불가능한 여섯 가지 물질의 비밀이 밝혀진다.
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“ 철과 강철은 어떻게 다를까
대부분의 철은 강철steel로 가공된다. 강철이라는 이름이 붙긴 했지만, 본질적으로는 단순히 철의 여러 종류 중 하나일 뿐이다. 철의 종류를 판가름하는 단서는 탄소 함량이다. 철이라는 스펙트럼의 한 극단에는 주철cast iron 혹은 선철pig iron이 있다. 선철의 영문명 '피그 아이언'은 쇳물을 거푸집에 붓는 모양이 어미의 젖을 먹고 있는 새끼 돼지들을 닮아서 붙은 이름이다. 선철은 탄소 함량이 3~4퍼센트로, 부서지기 쉬운 금속이다. 철 스펙트럼의 반대쪽 극단에는 연철wrought iron이 있다. 연철은 망치로 두드려서 펼 수 있을 정도로 부드러운 성질을 갖고 있으며, 극소량의 탄소를 함유한 매우 순수한 금속이다. 선철과 연철의 중간에는 강철이 있다. 강철은 일반적으로 2퍼센트 미만의 탄소 함량을 보인다. 아조우스탈 제철소에서 생산하기도 했던 연강mild steel은 대부분 탄소 함량이 1퍼센트 미만이다.
이제 우리는 재료과학의 경이로움 덕분에 탄소 함량의 미세한 차이가 어떻게 그토록 커다란 차이를 만들어내는지 잘 안다. 강철의 경우, 탄소 원자들이 철 원자들 사이에 가지런히 자리 잡아서 단단하고도 요지부동인 격자를 만든다. 탄소가 너무 많으면 격자 구조가 불완전해서 금속이 쉽게 부서진다. 주철이 그런 경우다. 반대로 탄소가 너무 적으면 큰 저항 없이도 철 원자들이 서로 미끄러질 수 있다. 연철의 경우 그렇다. 일반적인 상식과 다르게, 철은 '거의' 순수해야지 '완전히' 순수해서는 안 된다. ”
『물질의 세계 - 6가지 물질이 그려내는 인류 문명의 대서사시』 pp.243~244, 에드 콘웨이 지음, 이종인 옮김
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앤드류 놀이 기본적으로 고생물학자인지라 지구를 화학적으로 설명하는 데는 좀 부족할 수 있죠. 물론 상당한 이해를 갖고 있지만 아무래도 깊이에는 한계가 있을 수 밖에 없습니다.
앗 그렇다면 산소 지구 챕터를 금세 이해하지 못했던 것이 꼭 제 머리가 나빠서만은 아니었던 거군요! 하하하!
@향팔 지구를 화학적으로 이해하는 학문이 지구화학인데 어려운 학문이죠.^^ 머리가 문제이겠습까^^ 호기심이 중요한 거죠~
선생님께서 그럴게 말씀해주시니 힘이 나네요. 저는 호기심만큼은 충만합니다 ㅎㅎ 혼자였다면 더 많이 헤매고 어려웠을 텐데, @ifrain 님께서 모임을 열심히 이끄시면서 도움을 주셔서 따라가고 있습니다.
고등학교 때 시험용으로 지구과학과 생물, 화학을 공부한 이후로 이쪽 분야 공부를 한 적이 없어서 아리송한 부분이 꽤 있는데 120쪽에서 121쪽까지 황과 관련된 부분을 일단 제가 이해한 선에서 정리해보겠습니다. 이상한 점 있으면 말씀해주시면 고맙겠습니다.
120쪽에서 황철석, 석고, 황산염이 등장하면서 해안의 모래알에서는 황철석을 볼 수 없으며 이는 산소 때문이라고 설명합니다. 황철석은 산소와 반응하면 바로 사라지므로 산소가 등장한 24억년 전보다 나중에 쌓인 퇴적층에서는 발견되지 않습니다. 그럼 뭐로 된건가요? 바로 황산염이 되어 버린겁니다.
과학이나 수학은 그림이나 수식을 써서 개념을 설명하는 시도를 하는 것이 문장으로만 서술하는 것보다 확실히 이해하기가 더 쉬운 경우가 많습니다. 그래서 책상 위에 돌아다니는 이면지에 다이어그램을 그려봤습니다.
여기서 그림의 오른쪽 하단의 황철석이 산소를 만나면 황산염이 되는 과정이 120쪽에서 설명한 부분을 표현한 것입니다. 황산염은 강력 세정제로 사용되고 있다고 하네요.
왼쪽 상단의 그림은 산소를 싫어하는 미생물, 즉 혐기성 미생물이 황산염을 재료로 해서 환원작용(수소를 받아들이는 작용)을 통해 에너지를 얻고 황산염을 물과 황화수소로 만들어내는 과정을 표현했습니다. 이 황화수소가 바로 계란 썩는 냄새를 풍기는 고약한 녀석입니다.
오른쪽 상단의 그림에서 드디어 철이 등장하네요. 철이 황화수소와 결합하면 황철석이 됩니다. 그러니까 산소가 지구에 없던 시절(24억년 전 이전)에 혐기성 미생물이 황화수소를 만들어내면 이를 철이 받아들여 황철석을 만들었던 것이죠.
그러나 오른쪽 하단으로 다시 오면 산소가 등장하여 황철석을 황산염으로 만들어버립니다. 이 과정은 굉장히 빠르게 일어나죠. 그래서 24억년 전 이후엔 황철석이 남아나지 않습니다. 이상이 황의 순환 관계입니다.
@밥심 님께서 일목요연하게 정리를 해주시니 이해가 명확하게 되네요. 말씀대로 그림을 그려주시니 더더욱 그렇습니다.
와, 친절한 설명과 그림을 보니까 이해가 잘 돼요. 저 위에 페루에서 건너오신 황철석의 나이도 24억 살 이상이겠군요. 책의 해당 부분에는 황화수소 얘기까진 안 나온 것 같은데, 그것까지 포함해서 황의 순환을 설명해주셔서 감사합니다. 이렇게 돌고 돈다는 게 재미있어요. @밥심 님 덕분에 책 읽는 게 더 수월해졌어요.
그리고 필체가 참 수려하시네요!
저도 끄적거려 보았습니다 ㅎㅎ
왼쪽 사진은 오른쪽 전체반응식을 쪼갠 3단계입니다.
가..갑자기 어지러워요 @.@
글타래
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