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[드림톡콘서트] 남극에서는 어떤 연구를 할까?

한국과학창의재단 2024-10-11 8

[드림톡콘서트] 남극에서는 어떤 연구를 할까?

영상자막

여러분들, 신체 검사 다 해보셨죠? 신체 검사할 때 기본적으로 뭘 측정하죠? 키랑 몸무게를요. 이게 바로 바다에서 키와 몸무게를 재는 장비라고 생각하시면 될 것 같아요. 이게 CTD 장비인데, 바닷속에 넣어놓고 10초 정도 기다리면 얘가 자동으로 켜져요. 그리고 바닷속 맨 밑바닥까지 천천히 내리면서 얘가 수 깊이에 따라 바다 물의 성분이나 구성비, 또 온도 등이 어떻게 변하는지를 실시간으로 측정을 해줍니다. 이게 벌써 지금 한 10년 정도 된 영상이에요. 그러다 보니까 장비가 다소 열악한데, 지금은 훨씬 더 최첨단화 되어 있습니다. 요거는 [음악] 톤트데 50마이크로 큰 생물들을 걸러주는 [음악] 필터고, 여기 이제 걸린 망에 걸리면 이 농축된 것을 코니컬 튜브에 담아서 가지고 갑니다. 그래서 요걸 가지고 이제 연구실에서 분석을 하는 겁니다. 한번 바다에 나가면 한 시간 정도를 측정을 하게 되는데, 한 시간 정도 측정을 하다 보니까 멀미도 많이 하게 되고, 한번 나갔다면 이렇게 눈이나 빙아, 유빙이 잔뜩 쌓여 있는 모습을 보실 수가 있어요.[0]






자, 그다음에 선생님이 아까 남극에 계속 땅 위에 눈이 계속 쌓여서 얼음이 만들어졌다는 얘기를 했었는데, 북극은 바닷물이 얼어서 생기는 거지만, 남극에 있는 얼음은 땅 위에 눈 쌓여서 생긴다. 요런 표현을 잠깐 썼었는데, 그걸 조금만 더 자세하게 설명해 드릴게요. 자, 요 부분이 어떻게 보면 오늘 수업에 굉장히 하이라이트라고 보셔도 좋을 것 같아요. 세상에 있는, 그러니까 우리 지구에 있는 모든 눈들은 육각형 구조를 갖습니다. 요렇게 육각형 구조를 가지는데 내부... 그 지역에 있는 온도와 습도에 따라서 이 육각형 구조가 구체적으로 어떤 모양을 띠냐 달라지게 돼요. 여기 보시면, 여기는 이제 뭐 이런 눈꽃 모양, 요거는 선생님이 좀 아름다워서 찍었던 건데, 요런 모양의 육각형이 생기기도 하고 또 요런 모양의 육각형이 생기기도 해서 여러 종류의 육각형 모양이 생기게 됩니다. 핵심적으로는요, 사이사이에 빈 공간들이 굉장히 많아요.. 비어 있는 공간, 얼기설기 섞여 있는 얽혀 있는 육각형 구조라고 생각하시면 돼요. 자, 그러다 보면 남극에는 눈이 계속 내리는데, 눈이 한참 쌓이다 보면, 밑에 있는 눈들은 위에 있는 눈들의 무게를 오로지 받게 될 거예요. 자, 그러면은 어, 눈이 얼만큼 남게 쌓여 있냐? 보통 한 2km에서 4km 정도 쌓여 있다라고 얘기를 해요. 그러면 가장 깊은 곳을 기준으로 보자면, 4km의 눈이 쌓이는 게 얼마나 많은 양이냐? 선생님 키가 대략 2m이고 가정을 했을 때, 선생님이 목마를 태워 가지고 2,000명이 수직으로 있는 그런 높이에요. 남극에 쌓여 있는 눈의 높이가. 그러다 보면, 밑에 있는 눈들은 위에 있는 눈들의 무게를 굉장히 많이 받게 될 것이고, 자, 그러면 이 눈들이 짜부러져, 눈싸움 해본 친구들 보시면, 뽀송뽀송했던 약간 솜사탕 같았던 눈들을 단단하게 뭉치기 위해서 이렇게 압력을 가하게 되는데, 그것처럼 위에 있는 눈들의 무게로 인해서 밑에 있는 눈들은 점점 무게를 받아서 단단한 얼음으로 변하게 됩니다. 자, 그럼 여기서 또 재미난 게 생기는데, 이 육각형 구조 사이사이에 얼기설기 좀 엉성하게 얽혀 있다고 그랬었잖아. 그럼 이 사이사이에 공기층이 들어 있었을 거예요, 공기들이. 근데 그 공기들이 얼음으로 단단하게... 변하면서 공기들이 밑으로 빠져나가지 못한 상태에서 얼음 사이에 갇히게 돼요.[1]






그게 요런 모습이에요. 그러면 이 얼음 사이사이에 공기들이 갇히게 되는데, 여기서 재밌는 게, 음이 눈이 4km 쌓여 있다고 그랬잖아요. 그러면 위에 있는 눈들은 금방, 뭐, 오늘 내린 눈일 수도 있고, 뭐, 어제 내린 눈일 수도 있고, 뭐, 일주일 전에 내린 눈일 수도 있을 거예요. 근데 이 맨 밑에 4km 있던 눈들은 언제 내렸을까요? 언제 내렸을까요? 대략, 대략 언제 내렸을까요? 한번 추측을 해 볼까요? 여러분들, 어, 쉽진 않은 거 같아요. 선생님, 어, 1만 년? 아, 1만 년! 좋습니다. 김호현 학생, 감사합니다.. 자, 1만 년 얘기를 해 주셨는데, 음, 대략 한 80만 년 정도까지 우리가 지금 추정을 할 수 있다고 해요. 80만 년. 그러니까요, 다음 슬라이드 보시면 요런 식으로 선생님이 빙하 코어라고 그러거든요. 왜 프링글스 통처럼 원기둥 형태로 깊이 깊이 이렇게 기둥을 파게 되면 4km 정도가 나오는데, 이때 얼음 사이에 갇혀 있는 공기들을 분석해보면 이게 언제쯤의 공기다 라고 추정할 수 있거든요. 그 동위원소라는 걸 이용해서. 자, 그러면 이게 한 80만 년 정도를 어 추정을 할 수 있는데 여기에서 또 재밌는 게 있어요. 지금 우리 기후 변화 이런 것들이 한창 이슈가 많이 되고 있잖아요.[2]






그 기후 변화의 원인이 뭔지, 이 사이사이의 공기 대기 성분을 분석해 보면 어떤 것이 기후 변화의 주범이 되는지 이런 것들을 파악할 수 있는 연구 재료로 생각이 되게 됩니다. 자, 여기 검은색 띠가 나오는 얼음층이 있는데, 요때는 지구에 무슨 일이 벌어졌던 걸까요? 요때는요, 검은색 층일 때는 맞아요, 검은색 띠가 나타났을 때는 바로 기후. 그 화산 폭발이 있었다라는 걸 추측해 볼 수가 있어요. 이처럼 우리가 지금 80만 년의 지구 역사를 알 수 있는 이 빙하가 일종의 일기장 같은 건데, 지금 화로 인해 일기장들이 군데군데 찢겨 나가기 시작한 것과 같아요. 자, 요게 계속 층층이 쌓여 있어야 연쇄적으로 연속적으로 쌓여 있어야 지구의 일기, 즉 지구가 일기장을 매일 기록하는 것과 같은데, 지금 기후 변화로 인해서 이 얼음들이 녹으면 그 부분은 기록이 안 되는 거예요. 그럼 이제 먼 미래, 우리 후손들이 봤을 때는 요때는 지구에 어떤 변화가 있었는지, 이런 것들을 추측할 수 없는 그런 빈 공간이 생기게 되는 겁니다. 자, 그래서 여러분들, 요런 것들을 다시 또 과학으로 극복할 수 있는 방법을 찾으시면 좋을 것 같아요.[3]






그래서 요렇게 지금 알아봤고, 선생님이 직접 빙하를 세종 기지 앞에서 떠왔어요. 요건 소리를 좀 켜 놓고 보도록 할게요. 소리에 좀 집중해 주세요. 이게 재밌는 영상이거나 유빙을 건져온 것입니다.. 이렇게 보시는 얼음은 물이 얼어서 생긴 얼음이 아니라, 수십 수백 년 동안 내린 눈들이 쌓이고 쌓여서 다져져서 만들어진 얼음입니다. 그래서 잘 보시면 얼음 사이사이에 그때 내리던 눈, 그때 그 시절의 그 기온을 알 수 있는 공기 방울들이 얼음 속에 갇혀 있습니다. 그래서 보시면, 물에 얼음이 녹을 때 수십 수백 년 된 그 공기 기포들이 터지는 소리가 굉장히 크게 납니다. 한번 물소리에 집중해 보세요. 지금 물에 넣어서 기포들이 터지는 게 보이시나요? 이렇게 톡톡톡 튀는 소리가 납니다. 마치 드라이 아이스를 물에다 넣은 것처럼 기포들이 터지면서 탁탁 소리를 냅니다. 지금 기포가 터지는 게... 보이시나요? 어, 바다에 가면 이런 어른들이 굉장히 많아서 장관을 이루고 있습니다. 감상하시죠. 요게 오래된, 그때 그 시절에요.[4]






기율을 알 수 있는 공방이었습니다. 자, 신기하죠? 여러분, 아까 그 크레바스 얘기를 했었는데, 음, 얼음들이 2km, 4km 쌓여 있다 보니까 얘가 어느 순간 쪼개져 얼음이 이렇게, 얼음이 지금 고체이긴 하지만 유체이기도 하거든요. 그래서 얼음이 이렇게 흐르고 움직여요. 사실은 계속 움직이는데, 이 얼음이 움직이다가 바다에 일정 부분이 빠지게 되면, 그 부분이 이렇게 쪼개지거나 그 쪼개진 위로 이렇게 눈이 살짝 더 덮히게 되면, 사람들이 걸어다닐 때는 이 밑에 얼마나 깊은 낭떠러지가 있는지 모르는 채로, 눈이 살짝 덮히게 되면 여기를 걸어가다가 쑥 빠져요. 그러면 2km, 낭떠러지 4km 낭떠러지로 그냥 떨어지는 겁니다. 그러다 보니까 이 굉장히 위험한 곳이라는 걸 크레바스, 얼음 사이가 이렇게 위험하다는 걸 이해하실 수가 있을 것 같아요. 버스가 그런 위험이 있다 보니까, 우리 케이트 사대는 여기를 차를 타고 윙 가는 게 아니라 다 걸어가요. 사람들 몸에 줄을 묶어 가지고 자동차를 다 줄로 묶어 가지고 가다가 한 대가 빠지면 뒤로 후진을 해 가지고 끌어내릴 수 있게 해서 이런 식으로 루트를 다 개척하고 있습니다. 그리고 가다가 크레바스가 있으면 위를 다 돌아가야 돼요. 요만큼. 그러다 보니까 거의 하루에 몇 km 전진은 못 합니다. 한 4km 간다 그러나 그 정도밖에 이동을 못 합니다. 그래서 남극점까지 지금 1700km 정도의 여정을 계속 걸어가고 있어요. 아마 10년째 걸어가고 있는 것 같아요. 앞으로도 더 걸어가야 될 것 같습니다. 그러다 보면 이제 그 길을 완전히 안전한 길로 루트를 찾고 나면, 그다음부터는 차로 이렇게 슝 갈 수 있겠죠. 그 깃발을 꽂아 놓은 대로만 그렇게 루트를 개척하고 나면, 그다음부터는 남극 중심점까지 가는데 하루만에도 갈 수 있을 것 같아요. 만약 1700km라면, 대략 한 15시간, 17시간 정도 운전을 하면 갈 수 있겠네요. 그러면 이제 교대로 운전을 한다는 이런 식으로도 갈 수 있을 것 같습니다...[5]

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