저는 평소에 우주에 큰 관심이 없었는데.. ^^ <지구의 짧은 역사>를 읽다보니 자연스럽게 우주와 연결이 되네요.
[함께 읽는 과학도서] 천천히 곱씹으며 느리게 읽기 <지구의 짧은 역사> 3부
D-29
처음 들어와 봅니다~! 반갑습니다~!^^
안녕하세요. ^^ 반갑습니다. 느리게 읽는 방입니다.
“ 중력의 시대와 용광로 지구
태양계가 처음 생겨나던 46억 년 이전은 그야말로 중력의 시대였다. 질량이 있는 물체라면 모두 서로를 끌어당기는 힘, 중력(만유인력)이 작용한다. 우주 공간에서 덩치가 큰 운석을 중심으로 오랫동안, 꾸준히 크고 작은 운석과 먼지들이 서로 부딪치고 합쳐지며 거대한 형체를 갖추어 별과 행성 등의 천체들이 형성되었다. 지구 역시 자기 주변의 운석과 먼지들을 끊임없이 끌어당겼고, 그것들은 크고 작은 별똥이 되어 지구로 쏟아져 내렸다. 떨어지는 운석들의 에너지는 열에너지로 바뀌어 그대로 지구로 전달되었다. 이제 막 생겨난 원시 지구의 표면은 끊는 용광로 같았고 뭔가 발 디딜만한 단단한 것이 없었다.
뜨거운 지구는 약 5억 년에 걸쳐 천천히 식어 갔다. 이리저리 뒤섞여 있던 물질들이 무거운 것은 아래로, 가벼운 것은 위로 올라가면서 서로 자리 잡기 시작했다. 표면 온도가 100도 아래로 떨어지면서 드디어 공중에 떠다니던 수증기가 응결하여 구름을 형성했고, 비가 내렸다. 지형이 낮은 곳은 물 이 고여 바다가 되었다. 지구가 비로소 바다와 육지로 나뉘기 시작한 것이다.
”
『빅 히스토리 8 : 다양한 동식물은 어떻게 나타났을까?』 pp.187~188, 강방식.강현식 지음, 유남영 그림
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“ 생명의 등장과 생태계 순환의 시작
구름이 생기고 비가 내리기 시작했다는 건 단순한 사건이 아니다. 비가 내리면서 물은 공기 중 에 떠도는 이산화탄소, 메테인 등의 기체를 붙잡아 땅으로 운반했다. 땅 사이를 흐르는 물은 돌들을 쪼개고 깎으면서 속에 들어 있는 갖가지 것들을 바다로 운반했다. 그렇게 수억 년 동안 물을 통해 배달된 온갖 물질이 뒤섞인 가운데 생명의 재료들도 바다로 모여들었다. 그 바다의 원시 수프에서, 어느 날 생명의 태동이 시작되었다. 안타깝게도 이 시기에 존재했던 생명의 모습을 찾아볼 수 있는 정보는 거의 없다. 은생이언, 말 그대로 그것은 생명의 율동이 숨겨진 시기였다.
시기적으로 확인할 수 있는 최초의 생명체는 38억 년 전에 탄생했다. 단세포 원핵생물로 아주 작아서 눈으로 볼 수 없는 세균과 고세균이었다. 미국의 고생물학자 스티븐 굴드의 말처럼, 이들은 생명 역사상 가장 오래된 고참일 뿐 아니라 오늘날까지 가장 성공적인 번영을 누리는 생명들이다.
”
『빅 히스토리 8 : 다양한 동식물은 어떻게 나타났을까?』 p.188, 강방식.강현식 지음, 유남영 그림
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“ 이들은 ‘극한’이라는 수식어가 붙는 환경에서도 너끈히 살아남는다. 데이노코쿠스 라디오두란스(세균의 일종)는 사람에게 치명적인 방사능의 3000배에 해당하는 수치를 견딜 수 있다. 극호염균은 미국 그레이트 솔트 호수같이 염도가 높은 환경에서 산다. 할로박테리아의 단백질과 세포벽은 염분의 농도가 아주 높은 환경에 적합하여 염분의 농도가 9퍼센트 이하로 떨어지면 살 수 없다. 극호열균은 90도에 달하는 황산 온천에 산다. 보통 이 정도의 고온에서는 DNA가 이중나선 형태로 존재하지 못하고 대부분의 단백질이 변성되기 때문에 거의 모든 생물체의 세포는 사멸한다. 하지만 극호열성 생물은 DNA와 단백질이 높은 온도에도 안정한 형태로 적응하여 이러한 상황을 견뎌 낸다.
세균과 고세균은 무엇이든 먹어 치웠다. 동물의 소화기관 속에 공생하는 세균들은 좀처럼 분해되지 않는 식물의 셀룰로오스를 분해시킨다. 뿐만 아니라 돌 속에 들어 있는 철, 황, 망간을 먹고, 석유를 먹는다. 심지어 방사능 물질인 우라늄을 먹기도 한다. 이들은 세상의 모든 쓰레기와 사체를 분해시켜 다시 자연으로 돌려보내는 분해자이다. 분해된 것들은 다시 생명에게 흡수되고 합성되어 몸을 이룬다. 몸이 죽어 쓰러지면 분해자들은 이것을 다시 해체시켜 돌려보내는 거대한 순환의 바퀴를 돌린다. 세균과 고세균은 생명의 시작점에서부터 현재의 지구 생명 시스템을 발전시키고 유지하는 데 크게 기여한 숨은 공로자들이다. ”
『빅 히스토리 8 : 다양한 동식물은 어떻게 나타났을까?』 pp.188~189, 강방식.강현식 지음, 유남영 그림
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쓰레기를 먹는 세균..
거대한 순환의 바퀴
숨은 공로자
가슴이 웅장해지는 표현들이네요.
놀랍게도 페트병을 분해하는 세균도 있고 스티로폼을 분해하는 세균도 있습니다.
페트병을 분해하는 세균은 이데오넬라 시카이엔시스Ideonella sakaiensis로 2016년 사이언스에 ‘A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate)’ 논문이 발표되었습니다. 일본 교토섬유대학 요시다 쇼스케(Shosuke Yoshida)박사 및 게이오대학교 미야모토 켄지(Kenji Miyamoto) 교수 연구팀이고요.
https://www.science.org/doi/10.1126/science.aad6359
스티로폼을 분해하는 밀웜 장내 세균은 이름이 엑시구오박테리움Exiguobacterium 입니다.
<Environmental Science & Technology> 에 2015년 게재되었습니다. 논문 제목은 ‘Mineralization of Polystyrene by Plastic-Eating Mealworms: Part 2. Role of Gut Microorganisms’ 입니다. 연구는 미국 스탠퍼드 대학교 크레이그 크리들Craig Criddle 교수팀과 중국 베이항대학교 양 위(Yu Yang) 공동 연구팀에서 했습니다.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5b02663
저도 그 얘기는 들어 본 것 같습니다. 근데 페트병도 있군요. 하지만 아직 체감할 정돈가 싶기도 해요. 어쨌든 요녀석들 어디선가 잘 자라고 있겠죠?
지금까지는 페트병을 한두 번 재활용 공정에 사용하고 나면 질이 떨어져서 더 이상 활용할 수 없었는데요. 세균 효소를 이용하면서 PET를 순수한 원료로 되돌릴 수 있게 되었어요. 아래 영상을 보시면 그림과 함께 설명이 잘 나옵니다. 색소나 이물질이 묻은 플라스틱도 재활용이 가능하고요.
CARBIOS - Innovative solutions for reinventing the lifecycle of plastic
https://youtube.com/watch?v=fNVfARXR1oM&feature=shared
이 과정을 빠른 속도로 진행시키기 위해서 공장이 필요합니다. 프랑스의 카비오스Carbios가 세계최초로 Enzymatic Recycling 공정을 상용화했어요. 위 영상도 Carbios 사의 공식 계정 영상이에요. 거대한 탱크에 플라스틱, 물, 개량한 미생물 효소를 넣고 온도를 60도로 유지하면 이 효소가 플라스틱 고리를 가위를 사용한 것처럼 잘라낸다고 합니다. 이후에 이물질을 제거하고 순수 원료를 추출해서 새로운 플라스틱을 만드는 것이죠.
2024년 카비오스Carbios 사가 중국의 완카이Wankai 사와 협약을 체결하고 2025년 12월 2일 공식 계약을 완료했습니다. 저장성 하이닝에 이 효소 공정을 도입한 대규모 리사이클링 공장을 건설하는 것이죠. 매년 5만 톤의 PET를 분해하여 고품질의 새 PET를 생산하는 것입니다. 이 효소 기술을 세계에서 가장 플라스틱을 많이 생산해내는 중국의 공장 지대에 도입한다는 것은 시사하는 바가 큰 것 같습니다. PET레진과 폴리에스테르 섬유를 만들어내는 완카이 사의 새로운 변화가 기대됩니다. 더불어 인류가 물질을 다루는 방식에 거대한 지각변동이 일어날 거라고 조심스럽게 예상할 수 있지 않을까요?
현재 저장성 하이닝에서 2027년 1분기 가동을 목표로 이 공장을 짓고 있어요.
Carbios and Wankai New Materials Forge Strategic Partnership to Expand PET Biorecycling in Asia
https://youtu.be/LY3vy7wQLvQ?si=zVGxJkDHysg0kadW
오, 이런 영상이 있군요. 생각 보다 발전이 빠르게 진행되고 있군요. 다행이네요. 알려주셔서 감사합니다!
저도 @stella15 님 덕분에 더 알아보고 새로운 사실을 알게 되었어요. ^^ 감사합니다.
저도 이런 내용을 알게 되면서 많은 부분 놀라게 되었어요. 인류의 반성적 사고와 과학기술의 발전으로 지금 인류가 당면하고 있는 문제를 긍정적으로 해결할 수 있는 부분이 많다는 것에 감사한 마음이 듭니다.
“ 온난화가 일어나면서 바닷물에 녹을 수 있는 산소의 양이 줄어들었기에, 바다는 산소가 부족해졌다. 대기를 직접 접하지 않는 깊은 곳은 더욱 그랬다. 그리고 대기로 뿜어진 이산화탄소가 바닷물에 녹아들면서 바닷물의 PH(수소이온농도를 나타내는 지수, PH가 높으면 알칼리성을 띠고 PH가 낮으면 산성을 띤다)도 낮아져 "해양산성화"가 일어났다. 21세기의 지구 변화가 어떤 생물학적 결과를 낳을지를 이해하는 일에 앞장선 독일 생리학자 한스 오토 푀르트너는 지구 온난화, 해양 산성화, 산소 고갈을 "죽음의 3인조"라고 부른다. 이 요인들은 개별적으로 생물상에 해를 끼칠 수 있을 뿐 아니라, 지구 체계에서 함께 나타나면서 상승효과를 일으킨다. 즉 각 요인은 다른 요인들의 효과를 더 악화시킨다. 이산화탄소 증가의 직접적인 생리적 효과인 고탄산혈증도 일어난다. 체내 이산화탄소 농도가 높으면, 산소를 온몸으로 운반하는 단백질이 산소 대신에 이산화탄소와 결합하므로, 산소 대사가 지장을 받는다.
이산화탄소가 연쇄적으로 일으키는 환경적 및 생리적 효과들은 무거운 탄산염 뼈대를 만들지만, 뼈대의 침착이 이루어지는 체액 자체를 변화시킬 생리적 능력은 한정되어 있는 동물에게서 가장 두드러지게 나타난다. 산호가 한 예다. 대조적으로 대사율이 높은 - 매일 높은 체내 이산화탄소 농도를 접하는 - 동물은 더 잘 견딜 것이다. 아가미와 허파로 기체 교환을 하고 잘 발달한 순환계를 지닌 동물들이 그렇듯이 말이다. ”
『지구의 짧은 역사 - 한 권으로 읽는 하버드 자연사 강의』 p.217 - 218, 앤드루 H. 놀 지음, 이한음 옮김
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오늘 우연히 산호와 관련한 자료를 찾다가 발견한건데 이런게 있었더라구요.
철강 부산물인 슬래그가 친환경 자재로 사용된다는 내용인데요, 포스코 그룹 뉴스룸의 전문가 리포트가 있네요.
https://newsroom.posco.com/kr/%ED%8F%AC%EC%8A%A4%EC%BD%94-%EC%97%90%EC%BD%94-%EB%A6%AC%ED%8F%AC%ED%8A%B8-4/
유튜브를 검색하니 관련한 아주 쉽고 재미있는 영상도 있어요.
https://www.youtube.com/watch?v=K4Niws_6v3s
이산화탄소와 온실가스를 엄청 배출하는 철 강산업에서 이런 좋은 일도 해서 다행스럽고 신기합니다.
앞으로는 이런 기업들이 점점 더 늘어날 것 같습니다.
포스코 그룹 뉴스룸에 그림과 글로 설명이 잘 되어 있네요. 깔끔하고 산뜻해서 보기에도 좋고요. ^^
다른 기사들도 찬찬히 보면 좋겠어요. 요즘은 기업이 환경 기준을 맞추지 못하면 국제 경쟁력이 약하기 때문에 다양한 방면으로 노력하고 있는데 그 좋은 예인 것 같아요.
“ 오스트랄로피테쿠스의 뼈는 비교적 흔히 발견되지만, 유달리 주목을 받은 뼈대가 하나 있다. 루시Lucy는 아마 사람족의 원인 중에서 가장 유명할 것이다. 에티오피아의 230만 년 된 지층에서 발견된 이 뼈대에는 당시 유행하던 비틀스의 노래 제목인 “다이아몬드가 박힌 하늘의 루시Lucy in the Sky with Diamonds”에서 딴 이름이 붙었다. ”
『지구의 짧은 역사 - 한 권으로 읽는 하버드 자연사 강의』 p.236, 앤드루 H. 놀 지음, 이한음 옮김
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“ Australopithecine bones are relatively common, but a single skeleton once again sheds unusual light on the group. Lucy is probably the most famous of all pre-human hominins. Discovered in 3.2-million-year-old rocks from Ethiopia and named for “Lucy in the Sky with Diamonds,” a Beatles tune popular at the time, Lucy was about the size of chimps and Ardi, bt had a distinctly larger brain. ”
『지구의 짧은 역사 - 한 권으로 읽는 하버드 자연사 강의』 pp.201~202, 앤드루 H. 놀 지음, 이한음 옮김
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