태양계 밖에 위치한 지구보다 2배 정도 큰 외계행성이 새롭게 발견됐다. 최근 캐나다 몬트리올 대학과 미국, 독일 공동연구팀은 지구에서 약 145광년 떨어진 곳에 위치한 외계행성을 발견했다는 논문을 발표했다. 미 항공우주국(NASA) 케플러 우주망원경의 데이터를 바탕으로 정체가 드러난 외계행성의 이름은 'Wolf 503b'. 처녀자리에 위치한 Wolf 503b는 지구보다 2배 이상 크지만 놀랍게도 태양보다 온도가 낮고 차가운 오렌지색 왜성 주위를 단 6일 만에 돈다. 이 정도 거리면 태양과 수성사이의 거리보다 10배 이상은 가까운 셈. 행성의 크기로만 보면 슈퍼지구의 조건에는 맞지만 항성에 딱 붙어있기 때문에 생명체가 살 수 있는 환경은 되지 못한다. 국제 공동연구팀은 케플러 우주망원경의 데이터를 바탕으로 행성찾기 프로그램을 가동해 ‘트랜싯’(transit) 현상을 찾아냈다. 일반적으로 행성은 스스로 빛을 내지 않기 때문에 주위 별 빛으로 그 존재가 확인된다. 행성이 항성 앞을 지나가는 경우 잠시 빛이 잠식되는 현상이 발견되는데 이같은 현상을 트랜싯이라 부른다. 특히 이번 발견이 관심을 끄는 이유는 일등공신이 바로 몬트리올 대학 대학원생인 메린 피터슨이라는 사실로 이번 논문의 제 1 저자로 이름을 올렸다. 지난해부터 이 대학에서 석사과정을 밟고있는 피터슨은 "이렇게 빨리 새로운 외계행성을 발견할 수 있을 것이라 예상치 못했다"면서 "연구성과에 오싹한 기분이 들 정도였으며 이번 논문은 지도교수와 팀으로서 연구한 여러 과학자들 덕"이라고 밝혔다. 피터슨의 지도교수인 비요른 베네케 박사는 "Wolf 503b는 지구와 같은 바위형 행성이거나 가스형인 작은 해왕성일 수도 있다"면서 "Wolf 503b가 실제로 존재하는지 최종 확인은 차후 발사되는 제임스 웹 우주망원경이 하게될 것"이라고 말했다. 허블우주망원경의 후계자인 제임스 웹 우주 망원경(JWST·James Webb Space Telescope)은 역사상 가장 비싸고 강력한 우주 망원경으로 현재는 2021년 이후로 발사가 연기된 상황이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

유전적 요인은 ‘지능지수+성격+행동문제+건강’ 모두 포함학습동기 지속적 부여 필요...학습방해 유전요인 빨리 파악해야많은 부모들이 자녀들이 학교에서 좋은 성적을 받기를 원한다. 그렇다면 부모들이 원하는 좋은 성적과 학업성취도는 유전적 영향을 받을까, 아니면 부모의 재력이나 공부환경 같은 후천적 영향을 받을까. 교육학 분야에서 여전히 논란이 되고 있는 이 같은 문제에 있어서 영국과 미국 과학자들이 유전적 요인에 손을 들어주는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 영국 킹스칼리지런던대, 미국 텍사스 오스틴대, 뉴멕시코대 공동연구팀이 초등학교부터 고등학교 졸업 때까지의 학생들의 학교성적을 좌우하는 것은 유전자라는 연구결과를 네이처에서 발행하는 학습심리학 분야 국제학술지 ‘사이언스 오브 러닝’ 최신호(5일자)에 실렸다. 연구팀은 잉글랜드와 웨일즈 지방에 거주하는 쌍둥이 6000쌍을 대상으로 초등학교 입학부터 고등학교 졸업 때까지 의무교육 과정에서 나타난 영어, 수학, 과학성적을 비교했다. 그 결과 쌍둥이 성적이 완전히 차이가 나는 경우는 거의 없었고 둘 다 공부를 잘하거나 둘 다 못하는 것으로 나타났다. 이들의 성적은 초등학교부터 고등학교 졸업 때까지 일관성있게 나타났다. 연구팀에 따르면 초등학교 때 학업성취도가 높으면 이는 고등학교 졸업 때까지 비슷한 수준으로 나타났으며 그 반대도 마찬가지 경향을 보였다는 것이다. 물론 초등학교와 중고등학교 때 성취도 차이가 나는 경우가 있기는 했지만 크게 나타나지는 않았다고 밝혔다. 이를 바탕으로 연구팀은 학업 성취도에서 유전적 요인이 70% 이상을 좌우한다는 결론을 내렸다. 나머지 30%는 환경의 몫이라고 밝혔다. 환경 중에서는 쌍둥이가 공유하는 것 같은 학업 환경이 25%, 나머지 5%는 친구나 교사 같은 개인별 환경요인으로 나타났다. 연구팀 관계자는 이번 연구에서 밝히는 유전적 요인은 기존 연구들에서 강조하는 지능지수처럼 머리가 좋고 똑똑하다는 것이 아니라 성격, 행동문제, 동기부여, 건강 등 다양한 요인을 포함한다고 밝혔다. 실제로 지능지수를 제외한 유전적 요인 60%가 학업 성취도에 영향을 미친다고 강조했다. 칼리 림펠트 킹스칼리지런던대 정신과학·심리학·신경과학연구소 교수는 “학업성취도에 대해 DNA의 개입은 다양한 방식으로 이뤄진다”라면서도 “공부 유전자를 타고나지 못한 아이들이라도 학습 동기를 계속 자극한다면 성적이 올라갈 것이고 우수한 유전자를 타고나더라도 동기가 부여되지 않는다면 문제가 생길 것”이라고 지적했다. 또 림펠트 교수는 “학습 동기 부여라는 것은 아이들에게 단순히 공부를 강요하는 것이 아니라 공부를 왜 해야하는지, 어떻게 하면 즐겁게 할 수 있는지에 대한 자극”이라며 “부모들은 아이의 학업 성취도를 낮추는 유전적 요인이 무엇인지 파악해 환경적 요인으로 어떻게 보완해줄 수 있는지 고민할 필요가 있다”고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“운동이 건강한 삶을 사는데 도움을 준다.” “규칙적인 신체활동이 건강한 노년을 보장해준다.” 운동이 건강에 도움을 준다는 것을 당연한 사실로 받아들이지만 이런 명제들에는 과학적으로 명확히 해명되지 않은 의문들이 많이 숨어있다. 특히 전 세계적으로 고령화 사회로 가는 속도가 점점 빨라짐에 따라 과학자들은 노년층의 가장 큰 걱정인 ‘치매’가 신체활동으로 예방될 수 있는지에 대한 연구를 활발히 하고 있다. 그런 가운데 미국 연구진들이 동물실험을 통해 운동이 알츠하이머 치매 위험성을 낮출 수 있다는 단서를 찾아내는데 성공했다. 미국 하버드대 의대, 솔크생명과학연구소, 매사추세츠종합병원, 플로리다 애틀란틱대, 다나-파버 암연구소 공동연구팀이 규칙적인 운동이 치매 위험을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 진행성 알츠하이머 치매에도 효과가 있다는 연구결과를 발표했다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 7일자(현지시간)에 실렸다. 특히 이번 연구에는 성균관대 생물학과를 졸업하고 미국 시카고대에서 신경생물학으로 박사학위를 받은 뒤 하버드대 의대 신경과 교수로 재직 중인 최세훈 교수가 1저자로 참여했다. 스웨덴 과학자들은 스웨덴 여성 1000명을 40년간 추적조사해 심혈관 건강이 우수한 사람은 보통인 사람보다 치매 발병이 평균 9.5년 지연됐다는 연구결과를 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경학’ 4월호에 발표하기도 했다. 이처럼 지속적인 운동은 노년에 기억관련 문제의 위험을 줄일 수 있다는 연구들이 많이 발표되고 있다.알츠하이머를 유발시킨 생쥐를 이용해 실험한 많은 연구들이 쳇바퀴 타기 같은 운동을 시킨 생쥐들은 알츠하이머 원인물질로 알려진 베타아밀로이드 단백질 덩어리가 잘 생기지 않는다는 것을 밝혀내고 있다. 이번 미국 연구진도 쳇바퀴를 타는 등 활발하게 신체활동을 시킨 생쥐들은 기억력 테스트에서 운동량이 적은 생쥐들보다 우수한 성적을 거뒀다고 밝혔다. 연구팀은 운동이 학습과 기억에 핵심적 역할을 하는 해마부위에서 새로운 신경세포(뉴런)을 만들어내는데 도움을 주는 것으로 분석했다. 운동이 신경세포 수를 일정하게 유지시켜 기억력 감퇴를 막아준다는 설명이다. 그러나 이번 연구결과에 대해 연구자들은 ‘추가 분석이 필요하다’고 입을 모으고 있다. 미국 국립노화연구소 신경과학자인 마크 맷슨 박사는 “운동으로 생겨나는 신경세포와 알츠하이머로 인해 퇴화하고 사멸하는 뉴런은 다른 종류이기 때문에 이번 연구결과는 좀 더 신중하게 접근해야 할 것”이라면서도 “지금까지 과학자들은 베타아밀로이드라는 알츠하이머 유발물질에만 집중해왔는데 이번처럼 다양한 방식으로 알츠하이머 치매 치료 방식을 찾는다면 치매 정복에 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1930년 발견 이후 ‘수, 금, 지, 화, 목, 토, 천, 해, 명’ 태양계 9개 행성 중 막내의 지위를 갖고 있다가 2006년 국제천문연맹(IAU)의 행성분류법 변경으로 행성 지위를 잃고 왜소행성으로 분류된 명왕성. 미국 천문학자들이 명왕성을 태양계 행성에서 퇴출시키고 왜소행성으로 분류한 2006년의 IAU 결정이 근거 없다는 주장의 논문을 발표했다. 미국 센트럴플로리다대 플로리다우주연구소, 애리조나 투손 행성과학연구소, 콜로라도 볼더 사우스웨스트연구소, 존스홉킨스대 응용물리학실험실 공동연구팀이 지난 200여년 동안 과학 논문을 분석검토한 결과 IAU의 행성분류 기준이 근거 없다고 지난 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘이카루스’ 최신호에 실렸다. IAU는 2006년 8월 총회를 열고 ‘지름이 800㎞ 이상이며 태양을 공전할 것’ ‘지구의 1만 2000분의 1 정도의 질량을 가지며 중력이 있어 둥근 형태를 유지할 것’ 이외에 ‘자신의 궤도에서 지배적 역할을 하는 천체여야 할 것’이라는 조건을 추가했다. 이에 명왕성은 크기가 달의 3분의 2 수준이며 공전 궤도가 길쭉한 타원 모양으로 해왕성 궤도의 안쪽으로 들어가는 한편 공전궤도면이 다른 태양계 행성들에 비해 기울어져 있다. 또 위성인 ‘카론’과 서로 상호작용을 하며 움직이고 있다. 이 때문에 IAU는 행성의 자격을 박탈당하고 ‘134340 플루토’라는 왜행성으로 분류됐다. 연구팀은 지난 200년 동안 행성 분류와 관련해 발간된 모든 문헌을 찾아본 결과 명왕성을 퇴출한 근거를 언급한 것은 1802년에 발행된 단 1편의 논문 밖에 없다고 밝혔다. 더군다나 ‘명확한’ 궤도라는 개념은 정의하기 어려운 비논리적 근거라고 연구팀은 주장했다. 연구를 이끈 필립 메츠거 플로리다우주연구소 박사는 “행성을 정의할 때는 행성의 궤도처럼 변하기 쉬운 요건이 아니라 고유한 성질을 기준으로 해야 한다”며 “임의적인 정의가 아니라 행성이 진화하는 과정에서 나타나는 다양한 지질학적 상태를 봐야 할 것”이라고 주장했다. 커비 런요 존스홉킨스대 응용물리실험실 박사도 “태양계에서 지구 다음으로 복잡하고 흥미로은 행성인 명왕성을 행성에서 퇴출한 것은 잘못된 결정”이라고 강조했다. 2015년 미국항공우주국(NASA)가 발사한 뉴허라이즌스호가 명왕성을 탐사한 결과 명왕성의 지표활동이 상당히 활발했으며 지표에 액체가 흘렀거나 존재했을 가능성을 밝혀내기도 했다. 또 명왕성이 보유한 5개의 위성의 나이가 비슷한 것으로 미루어 볼 때 명왕성이 태양계 외곽의 카이퍼벨트에 있는 천체들을 끌어당겨 위성으로 만들었을 가능성이 제기되기도 했다. 그러나 천문학계에서는 이번 연구를 비롯해 미국 천문학자들이 지속적으로 명왕성의 지위 회복과 관련한 연구결과를 내놓는 것은 명왕성이 미국인 과학자 클라이드 톰보가 발견한 유일한 태양계 행성이기 때문에 다시 행성의 지위로 올리려고 하는 여러 시도 중 하나라고 보는 분위기이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인간의 발길을 거부한 미지의 하얀 대륙 남극의 모습을 생생히 담아낸 역대 가장 고화질의 지형지도가 공개됐다. 지난 7일(현지시간) 미국 뉴욕타임스 등 현지언론은 드넓은 남극 땅 위에 놓여있는 자동차도 구별할 수 있을만큼 세세한 지형 지도가 제작됐다고 보도했다. 미지의 대륙인 남극은 본토만 1,300만㎢로 표면의 98%가 빙원으로 덮여 있으며, 지구 민물 매장량의 90%를 보유하고 있다. 여전히 남극은 주인이 없는 천연자원의 마지막 보고지만 이곳 역시 지구 온난화의 영향은 피해갈 수 없다. 특히 남극은 지구 온난화의 영향을 가장 쉽게 관찰할 수 있는 것으로 이같은 이유로 전문가들의 주요 연구대상이다.지금까지 과학자들의 발목을 잡아온 것은 연구의 필수적인 남극 지형의 모습을 담아낸 지도가 부실하다는 점이었다. 이번에 미국 오하이오 주립대와 일리노이 대학 등 공동연구팀은 미 국립지리정보국(NGA)의 위성이 촬영한 데이터로 만들어낸 역대 최고로 정확하고 고화질인 남극지도(REMA)를 공개했다. 　 지난 6년 간 촬영된 총 18만 7585장의 이미지로 만들어진 이 지도 제작에는 특히 미국에서 가장 파워풀한 슈퍼컴퓨터 중 하나인 ‘블루 워터스’(Blue Waters)가 활용됐다.연구를 이끈 오하이오 주립대학 이안 호와트 교수는 "지금까지 우리는 오히려 화성보다 못한 남극지도를 가지고 있었다"면서 "과거 남극지도가 센트럴파크 공원을 볼 수 있는 수준이라면 REMA는 자동차만한 것을 구별할 수 있다"고 밝혔다. 이어 "이번 초고화질 사진을 통해 과학자들은 지구온난화로 변해가는 남극의 모습을 보다 정확히 연구할 수 있을 것"이라고 내다봤다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

2015년 10월 건국대 서울캠퍼스 동물생명과학대에서 집단으로 발생한 폐질환은 ‘유기분진독성증후군’에 의해 확산한 것으로 밝혀졌다. 천병철 고려대 의대 예방의학과 교수, 유광하 건국대병원 호흡기알레르기내과 교수, 질병관리본부 긴급상황센터 위기대응총괄과 공동연구팀은 7일 이런 내용을 담은 보고서를 공개했다. 건국대 동물생명과학대학에서는 2015년 10월 19일부터 원인을 알 수 없는 폐렴 의심 환자 55명이 발생했다. 무증상 환자는 4명이었다. 연구팀은 이들을 포함해 실험실에 근무하는 254명에 대한 역학조사를 진행했다. 폐질환 발병률은 23.2%에 이르렀다. 연구팀은 초기 인수공통감염병과 과민성 폐장염, 진균에 의한 폐렴 등을 의심했다. 그러나 역학조사 결과 실험동물에 사용하는 사료에서 곰팡이는 검출된 반면 방선균은 나오지 않았고 환자 검체에서도 세균과 방선균이 모두 음성이었다. 최종적으로는 원인 불명 폐질환이 사료에 포함된 ‘엔도톡신’ 등에 의한 ‘유기분진독성증후군’(ODTS) 가능성이 높은 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 폐질환이 확산된 이유로 환기 시스템에 주목했다. 건물 5층에서 가스가 발생하면 가동이 중단됐던 환기 시스템을 통해 4~7층으로 확산해 다른 실험실 근무자에게 폐질환이 확산될 가능성이 있었다. 실험실 근무자 72명을 1년간 추적 분석한 결과 47명(65.3%)은 폐질환 증상이 생긴 뒤에 호전됐고 17명(23.6%)은 정상, 8명(11.1%)은 첫 검사 후 추가검사를 하지 않았거나 특별한 증상 없이 정상인 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 유기분진독성증후군은 미생물에 오염된 가죽, 털, 피부, 꽃가루 등의 고농도의 ‘유기분진’에 노출된 뒤 나타나는 호흡기 및 전신질환이다. 노출 4∼12시간 후에 발열, 오한, 전신쇠약감, 두통, 근육통, 기침 등의 증상이 나타난다. 돼지, 닭을 기르는 축사와 밀폐된 비닐하우스에서 주로 발병하지만 대부분 감기로 오인하고 증상이 저절로 사라질 때가 많아 병원을 찾는 사례는 드물다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

끝나지 않을 것 같던 폭염이 거짓말처럼 사라졌다. 연이은 폭우에 전국 곳곳이 쑥대밭이 됐지만, 찌는 듯한 더위가 사라진 것만으로도 행복하다는 사람이 많다. 그러나 안심하기에는 이르다. 올겨울은 그 어느 겨울보다 추울 거라는, 다시 내년 여름은 올여름을 능가할 거라는 예보 아닌 예보들이 벌써부터 난무한다. 이 모든 게 지구온난화 때문이라는 걸 알 만한 사람은 다 안다. 미국 워싱턴대와 버먼트대 등 공동연구팀은 최근 ‘사이언스’에 발표한 자료에서 지구온난화의 심화로 인해 가까운 미래에 곤충들이 주요 작물을 모두 먹어 치우는, 일명 ‘곤충의 습격’이 나타날 수 있다고 경고했다. 기온이 오를수록 메뚜기·진드기 등의 활동이 더 활발해지고, 일부 곤충은 번식 속도가 빨라지는데, 이 모든 것이 농작물의 피해로 이어진다는 것이다. 지구 평균기온이 1℃ 오르면 곤충에 의한 농작물 피해는 최소 10%, 최대 25% 늘어날 수 있다고 연구진은 예상했다.사실 곤충은 기온과 관계없이 지구를 가장 오래 지켜 온 생명체 중 하나다. 곤충학자 스콧 R 쇼의 ‘곤충 연대기’에 따르면 곤충이야말로 “지구의 진정한 지배자”였다. 인간이 발견해 이름 붙인 곤충만 대략 100만종. 하지만 이름 모를 곤충은 더 많다. 과학자들은 “열대우림 지역에 서식하는 곤충만 해도 어림잡아 1000만종은 될 것”이라고 추산만 하고 있다. 저자에 따르면 지구는 “곤충의 행성”이다. 그럴 수 있는 이유는 간단하다. 추위와 더위에 약한 인간과 달리 곤충은 극한의 환경에서도 자유자재다. 물벌레 일부는 미국 캘리포니아 데스밸리의 해수면 아래에 있는 짠물에 서식하고, 일부는 히말라야산맥의 고지대에서도 끄떡없다. 얼음 밑 차가운 물도, 35℃ 이상의 온천에서도 왕성한 생명력을 자랑한다. 영하 30도에서도 살아남은 파리 유충, 50℃ 이상의 욕탕 근처에서 성장하는 알칼리파리 등등은 지구가 곤충의 행성이라는 말을 실감케 하는 존재들이다. 곤충이 지구상에 등장한 것은 약 4억년 전인 ‘데본기’다. 이 시기에 다양한 형태로 진화한 곤충들은 여전히 지구를 터전 삼아 살고 있는데, 저자는 그중 하나인 ‘톡토기’를 “데본기의 슈퍼스타”라고 부른다. 숲의 토양과 낙엽 더미 속에 사는 톡토기는 현미경으로나 볼 수 있을 정도로 몸집이 작다. 하지만 엄청난 개체수를 앞세워 영양소를 순환시킨다. 우리가 숲이라 부르는 모든 곳은 톡토기의 덕을 보고 있는 셈이다.위기가 없었던 것은 아니다. 약 2억 9900만년 전인 ‘페름기’에 수많은 곤충들이 “크고 작은 미제 살인 사건들이 발생”해 떼죽음을 당했다. 지금도 위기다. 지난 400년 동안 “산업혁명과 의학 발전이 진행”되면서 인구는 급증했고, 결과적으로 자연에 미치는 영향이 커졌다. 최고의 종 다양성을 자랑하는 열대숲은 하루가 다르게 사라지고 있다. 열대 지방에 서식하는 희귀 곤충들은 취약한 생태적 틈새를 점유하는 통에 쉽게 멸종할 수 있지만, 인간은 지금도 지구에 삽질을 가한다. 지구의 주인을 자처하는 인간은 “40억년에 걸친 생명사의 찬란한 유산”을 파괴하고 있다. 그것이 자신들의 멸종인지도 모르고, 아니 알면서도 한사코 그렇게 하고 있다. 서두에 언급한 곤충의 역습도 결국 인간이 지구를 파괴한 결과 아닌가. 그 어느 곳에서도 주인일 수 없는 인간은 왜 모든 곳에서 주인을 자처하는 것일까. 장동석 출판평론가·뉴필로소퍼 편집장

인슐린 조절기능에 이상이 생겨 혈중 포도당 농도가 높아지는 대사질환인 당뇨가 무서운 것은 제대로 관리하지 않을 경우 여러 가지 합병증을 동반하기 때문이다. 대표적인 합병증으로 실명 위험을 높이는 망막병증, 신장기능 장애, 심혈관질환 그리고 저림과 통증을 가져오는 신경병증이다. 국내 연구진이 침 치료가 당뇨 합병증 중 하나인 신경병증을 완화시키는데 도움을 준다는 연구결과를 발표했다. 한국한의학연구원 임상의학부 신경민 박사팀과 경희대, 대전대, 동의대, 세명대 한방병원 공동연구팀은 전기침 치료가 통증을 유발시키는 당뇨성 신경병증 완화에 효과가 있다는 사실을 규명했다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘당뇨 치료’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 10년 이상 당뇨를 앓아왔으며 3년 이상 당뇨로 인한 신경병증 통증을 겪은 환자 126명을 대상으로 임상시험을 실시했다. 연구팀은 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 전기침 치료를 하고 다른 그룹은 별다른 치료를 하지 않은 뒤 통증 정도, 수면, 삶의 질 등을 비교했다. 연구팀은 전침 치료 그룹에게는 8주 동안 다리와 발 부위의 혈자리인 족삼리, 현종, 음릉천, 삼음교, 태충, 족임읍에 전기침을 이용해 2㎐와 120㎐를 교대로 30분간 일주일에 2번씩 치료를 받도록 했다. 반면 다른 그룹은 전침치료 없이 일상생활을 수행토록 했다.연구팀은 임상시험 시작 1주차, 전침치료 종료 후 9주차, 종료후 4주가 지난 13주차, 종료후 8주인 17주차에 평가를 실시했다. 그 결과 전침 치료그룹은 치료가 종료된 직후인 9주차에 통증지수가 평균 20.56% 감소한 것으로 나타났으며 최대 50% 이상의 통증 감소를 보인 환자도 있었다. 별다른 치료를 받지 않은 그룹은 9주차 통증지수 감소율이 8.73%, 50% 이상 통증 감소 비율은 6.25%에 불과했다. 치료받은 그룹의 통증 감소는 치료 이후 시간이 지나도 여전히 유지되는 것으로 나타났으며 치료를 받지 않은 그룹보다 수면방해정도 지수는 감소하고 삶의 질 지수는 높아졌다. 신경민 한의학연구원 박사는 “통증성 당뇨환자의 치료와 관리에 전침치료를 병행한다는 증세 호전에 상당한 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 항암제나 항생제를 만드는데 필수적으로 사용되는 의약품 원료를 손쉽게 제조하는 방법을 처음으로 개발했다. 한국화학연구원 차세대의약연구센터, 성균관대 약대 공동연구팀은 의약품의 핵심 원료인 피리딘, 퀴놀린계 화합물을 저렴하고 간편하게 만들 수 있는 합성법을 개발했다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘안게반테 케미’ 9월호에 실렸다. 항암제, 항생제, 항바이러스제 등의 의약품을 만들기 위해서는 주성분인 피리딘, 퀴놀린계 화합물이 반드시 필요하다. 이런 의약품 원료를 만들기 위해서는 분자 내 탄소와 수소 결합을 끊어내는 알킬화 반응이 필요한데 현재 활용되고 있는 피리딘과 퀴놀린의 알킬화 반응은 반응성이 낮고 여러 단계를 거쳐야 하기 때문에 반응 공정이 복잡하다는 단점이 있다. 게다가 백금 같은 비싼 촉매를 활용해야 하기 때문에 대량생산이 어려웠다. 연구팀은 석유화학제품이나 간단한 의약품을 만드는데 활용되는 비티그 시약을 활용해 피리딘과 퀴놀린을 알킬화 시킬 수 있는 간편한 반응 공정을 개발하는데 성공했다. 연구팀은 피리딘과 퀴놀린에 산소를 주입하고 비티그 시약을 넣은 뒤 반응 조건을 조절하는 방식으로 새로운 반응공정을 개발했다. 피리딘과 퀴놀린에 포함된 산소와 비티그 시약에 포함된 인이 반응하는 과정에서 피리딘, 퀴놀린에 붙어있는 수소가 떨어져 나가고 탄소로 바뀌는 원리이다. 한수봉 화학연 박사는 “이번에 개발한 새로운 반응공정을 통해 항암제나 항생제 등 각종 의약품을 좀 더 저렴하고 손쉽고 대량생산할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

부산시와 부산항만공사(BPA)는 5일 부산시청에서 정책협의회를 열고 도시정책과 항만정책의 연계성을 강화하기로 했다. 이날 협의회에는 오거돈 부시장과 남기찬 부산항만공사 사장을 비롯한 주요 간부 등이 참석해 부산시정과 부산항의 발전을 위한 여러 현안사업 추진에 힘을 모으기로 하고 논의결과를 담은 업무협약서를 체결했다. 우선 두기관은 항만 분야 미세먼지 감축을 위한 ‘그린(Green) 항만정책’을 펼쳐 2022년까지 항만구역 미세먼지 배출을 차단하기로 했다. 이를 위해 항만공사는 2022년까지 선박육상전원공급시설(AMP)을 설치하고 항만 하역장비인 야드 트랙터 연료를 액화천연가스(LNG)로 모두 바꿀 계획이다. 부산시는 해양수산부와 항만 미세먼지 감축을 위한 양해각서(MOU)를 체결하고 국비 지원을 요청하기로 했다. 또 북항 재개발 1단계 사업 현안인 제1 부두의 유네스코 세계유산 등재를 위해 제1 부두 원형을 보존하는 방향으로 해양수산부·문화재청 등 관련 기관과 협의하기로했다. 2030 부산세계박람회를 북항에서 개최하는 방안에 대해서도 부산시와 항만공사 간 협력을 강화한다. 현재 진행 중인 부산발전연구원 등의 2030 부산세계박람회 북항 개최방안 공동연구에 부산항만공사를 참여시키고 부지 확보와 입지 활용 논리를 개발하는 등 타당성 확보에 나서기로 했다. 이와 함께 남북평화 분위기 확산 및 정부의 신북방정책 기조에 따라 항만물류 분야 남북 협력과 북방경제협력사업 추진 필요성에 의견을 모으고 항만물류 분야 인력양성,러시아 블라디보스토크 무역사무소 공동 개소 등을 추진한다. 이밖에 지역의 핵심 뿌리산업인 해운·항만 연관산업의 부가가치를 높이고 해양산업을 육성하기 위해 부산 해양·항만산업 육성기구(가칭)를 설립해 해양·항만 분야 인력양성,기업지원,연구개발 지원 등을 전담하기로 했다. 오시장은 “부산시-부산항만공사 간 정책협의회는 현안 해결 중심으로 운영하고 협의회에서 결정된 사안은 부산시가 주도해 정부·국회 등 관계기관과 협의를 추진해 나가겠다”고 말했다. 부산김정한 기자 jhkim@seoul.co.kr

신비로운 고리로 유명한 토성에는 ‘치명적인 아름다움’이라는 말이 딱 어울리는 육각형 구름이 존재한다. 우주에 대한 경외감을 불러일으키는 육각형 구름의 정체는 바로 무시무시한 소용돌이다. 최근 영국, 프랑스 등 국제연구팀은 토성의 육각형 구름이 높이 300㎞를 넘어서 성층권에 다다를 만큼 마치 탑처럼 우뚝 솟아있다는 연구결과를 발표했다. 토성의 극소용돌이(polar vortex)는 지구의 허리케인과 유사하지만 비교가 불가할 정도로 스케일이 다르다. 폭은 무려 3만 2000㎞로 지구 2개 쯤은 쏙 들어갈만큼 크며 시속 320㎞에 달하는 강풍이 분다. 더욱 놀라운 사실은 지구의 허리케인이 1주일 남짓이면 끝나는 것과 달리 토성의 소용돌이는 지난 1980년 보이저 1호가 처음 관측한 이래 지금도 지속된다는 점이다. 이처럼 오랜시간 토성의 북극을 빙글빙글 도는 기묘한 육각형 구름에 전문가들은 많은 의문을 가져왔다. 토성 육각형 구름에 대한 비밀이 풀리기 시작한 것은 미 항공우주국(NASA)의 토성탐사선 카시니호가 보내온 데이터 덕이었다. 그러나 도착 후 10년 동안 카시니호가 보내온 자료는 주로 대류권에 국한됐다. 이번에 국제공동연구팀은 지난 2014년 부터 카시니호가 보내온 토성 북반구의 성층권 관측 데이터를 통해 비밀의 일부를 밝혀냈다. 논문 선임저자인 영국 레스터 대학 레이 플래처 박사는 "카시니호에 장착된 복합적외선분광계(CIRS)를 통해 처음으로 북반구의 성층권을 자세히 볼 수 있었다"면서 "데이터를 분석한 결과 기존 생각과는 달리 육각형 구름이 대류권을 넘어 성층권까지 치솟아있는 것이 확인됐다"고 밝혔다. 이어 "이같은 현상은 토성의 계절적 요인과 관련있는 것으로 보인다"고 덧붙였다. 다만 연구팀은 하나의 육각형 구름이 탑처럼 성층권까지 솟아있는 것인지, 아니면 비슷한 2개의 육각형 구름이 각각 형성돼 있는 것인지는 확신하지 못했다. 한편 지난 1997년 발사된 카시니호는 20년에 걸친 토성 탐사를 마치고 지난해 9월 15일 토성 대기권에서 산화했다. 특히 카시니호는 불타는 마지막 순간까지 햇빛이 닿지 않는 토성의 어두운 면 사진과 함께 토성 대기 데이터를 지구로 전송하는 마지막 임무를 마쳤다. 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

올 여름 북반구 전체는 불볕 더위에 시달렸다. 폭염의 원인으로 많은 것들이 지적되고 있지만 주요 원인으로는 역시 지구온난화가 꼽히고 있다. 유럽과 미국 연구진이 현재와 같은 속도로 지구온난화가 계속 진행될 경우 생물의 적응속도와 맞지 않아 종국에는 생명체의 종말을 가져올 수 있다는 연구결과를 발표했다. 덴마크 코펜하겐대 국립자연사박물관 거시생태학, 진화 및 기후연구소, 스페인 국립연구위원회 통합생태학부, 지구과학연구소, 영국 버밍엄대 생명과학부, 스웨덴 우메오대 생태학 및 환경과학부, 프랑스 고등사범학교 생물학연구소, 미국 지질조사국, 애리조나대 자원학 및 환경학부 국제공동연구팀은 급격한 기후변화는 동식물의 환경 적응을 방해해 멸종에 이르게 만들 뿐만 아니라 지구 전체의 생물다양성의 변화를 초래한다고 4일 밝혔다. 이번 연구결과는 진화생물학 분야 국제학술지 ‘생태학과 진화학의 트렌드’(Trends in Ecology & Evolution) 8월 31일자에 실렸다. 생물체는 기후변화를 포함한 다양한 자연 변화에 대해 반응을 하게 된다. 꽃이 개화시기를 바꾸고 동물들이 주변 환경에 따라 몸 색깔을 바꾸거나 몸의 일부 형태를 바꾸는 것이 대표적이다. 이 같은 생물의 환경 변화는 오랜 시간에 걸쳐 천천히 나타나는 것이 특징이다. 문제는 지금까지 있었던 지구환경 변화와는 달리 최근 나타나고 있는 지구온난화로 인한 기후변화 속도는 지나치게 빠르다는 점이다. 실제로 연구팀은 멸종한 생물종과 현재 멸종 위기종들의 생태를 분석한 결과 자연의 보이지 않는 변화속도가 적응력을 뛰어 넘고 있다는 사실을 확인했다. 연구팀은 자연의 빠른 변화속도는 종의 적응과 생존가능성을 낮춘다고 지적했다. 연구팀은 생물 적응속도와 환경 변화속도가 불일치할 경우 생물이 환경적응에 실패하는 경우가 많은 만큼 개체수가 줄어들고 종국에는 멸종에 이를 수 있다고 강조했다. 즉 부적응-멸종-종다양성 악화라는 악순환의 고리가 계속 반복되면서 지구 전체 생물종의 멸종을 불러일으킬 수 있다는 설명이다. 연구팀은 지구온난화로 인한 기후변화가 생물다양성에 미치는 영향이 심각하다는 것이 점점 드러나는 만큼 정치인과 환경 관련 의사결정자가 명확히 인식해야 할 필요가 있다고 조언했다. 연구를 이끈 데비 노그스브라보 덴마크 코펜하겐대 교수는 “화석과 다른 생물학적 아카이브를 이용해 지구 역사를 통틀어 무한한 사례에 접근할 수 있어서 다양한 유형의 기후변화가 생물다양성에 미치는 영향을 미칠 수 있는지를 연구할 수 있었다”라면서 “과거의 생물집단 멸종은 미래의 생물 다양성을 보호하는데 도움이 될 수 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 최초로 의대, 한방, 치과병원 의료진이 통합진료를 하는 암병원이 들어선다.경희의료원은 다음달 5일 ‘후마니타스암병원’(조감도)을 개원한다고 3일 밝혔다. 의료원 왼쪽에 들어서는 후마니타스암병원은 지하 2층, 지상 7층 규모로 건립된다. 의료원은 외래진료실에 암 환자를 위한 별도의 한의학, 치의학 치료 공간을 마련했다. 세계 최초 암병원인 영국 로열마스덴병원 의료진과의 화상 협진도 제공한다. 의료원은 이 병원과 화상 협진, 암 임상 공동연구, 암 면역치료, 면역제제 연구 등에서 협력할 방침이다. 현재 두 기관은 ‘직장암’ 치료법에 대한 연구를 진행하고 있다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

얼마전부터 소소한 일상에 행복을 느끼는 ‘소확행’이 유행이다. 실제로 많은 연구에서 로또 당첨 같은 생각치 않은 큰 행운은 행복보다 불행을 야기시키고 일상의 작은 행복들이 삶에 활력소가 되고 행복감을 고조시킨다는 사실이 밝혀지기도 했다. 싱가포르 연구진이 일상의 작은 행복감을 지속적으로 느끼는 노인들이 그렇지 않은 노인들보다 건강하게 장수한다는 연결과를 발표해 화제다. 싱가포르 듀크-NUS 의대 노화연구센터, 싱가포르 보건부 역학질병통제센터 공동연구팀은 자신의 삶에 만족도가 높고 일상에서 행복감을 쉽게 느끼는 사람들이 더 오래 산다고 3일 밝혔다. 즉 행복감과 사망률은 반비례 한다는 것이다. 이번 연구결과는 영국 노인의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘에이지 앤 에이징‘ 8월 29일자에 실렸다. 연구팀은 2009년과 2011년, 2015년에 실시한 국가보건조사에서 60세 이상 싱가포르 남녀 4478명을 대상으로 행복감에 대한 내용과 다양한 건강 데이터, 사망시점 등을 분석했다. 2009년 조사에서는 현재 느끼는 행복감 점수와 평소 행복한가, 불행한가를 묻는 2점 측정 등을 포함한 행복감과 스트레스 지수 등을 측정했다. 연구팀은 2015년 12월 31일 기준 2009년에 설문에서 ‘행복하다’라고 답변한 노인들 중 사망률은 15%였으나 불행하다, 힘들다는 답변을 한 노인들은 사망률이 20% 더 높은 것으로 조사됐다. 연령별로 볼 때는 평균적으로 행복도가 1포인트 상승할 때마다 사망률은 9% 정도 낮은 것으로 조사됐다. 연구팀 관계자는 전 세계적으로 고령화 사회로 변하고 있는 만큼 국민 행복감을 높이는 정책을 펼치는 것이 국민 전체의 수명 연장은 물론 건강개선효과도 기대할 수 있을 것이라고 조언했다. 라울 말호트라 듀크-NUS 의대 교수는 “이번 연구를 통해 얻은 노인 사망률과 행복감의 반비례 관계는 노년층 뿐만 아니라 남녀노소 모두에게 적용될 수 있는 통찰력 있는 결과”라며 “이번 연구에서는 단순한 행복감과 사망률 연관성 이외에 사회적 네트워크 정도와 외로움 같은 사회적 요인까지 고려했기 때문에 아시아인 이외의 서구인에게까지 적용 가능할 것”이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

태양광 에너지는 현재까지 나온 신재생에너지 중 가장 많이 알려져 있고 연구가 많이 되고 있다. 햇빛을 에너지원으로 해서 전기를 생산하는 태양광 에너지의 장점은 다른 신재생에너지보다 에너지 전환효율이 높지만 밤에는 전기를 생산해내지 못한다는 한계가 있다. 국내 연구진이 밟거나 누르는 압력 에너지를 전기 에너지로 전환하는 압전 기술을 태양전지와 접목시켜 밤에도 에너지를 만든는 방법을 찾아냈다. 한국과학기술연구원(KIST) 광전소재연구단 송진동 박사와 연세대 물리학과 조만호 교수 공동연구팀은 태양전지에서 사용되는 나노선 구조 반도체의 원자 구조 배열을 압전현상이 발생하는 구조 배열로 바꿀 수 있는 방법을 찾아냈다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’ 최신호에 실렸다. 이번 기술을 활용하면 햇빛 뿐만 아니라 물리적 진동이나 압력에 의한 전기 생산이 가능해 낮에는 햇빛으로 밤에는 바람이나 진동으로 전기를 생산할 수 있어 햇빛이 없는 밤에도 활용이 가능한 태양전지가 나올 수 있게 됐다. 기존 태양전지를 만드는데 사용하는 실리콘 기반 반도체 물질은 태양광 흡수에는 적절하지만 물리적 진동에 의한 전기생산은 어렵다. 연구팀은 차세대 반도체 물질로 주목받고 있는 인듐갈륨비소(InGaAs)를 활용한 저차원 나노구조를 개발해 빛은 물론 진동으로도 전기를 만들 수 있는 에너지 수확장치를 개발했다.이를 통해 햇빛은 물론 사람의 움직임, 바람에 의한 흔들림 같은 물리적 진동을 흡수해 전기를 만들 수 있게 돼 낮에는 태양전지로 사용하고 밤에는 압전방식으로 에너지를 만들 수 있게 된 것이다. 송진동 KIST 박사는 “이번 연구결과는 다양한 형태의 웨어러블 장비에 응용할 수 있기 때문에 낮에는 태양광으로 밤에는 움직임으로 전기를 만들어 센서를 작동시킬 수 있게 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

울산에 생체 장기모사 연구센터가 문을 열었다. 울산시와 울산과기원(UNIST)은 3일 UNIST 제4공학관에 신약개발 속도를 높일 ‘유니스트-웨이크포리스트-바젤 생체 장기모사 연구센터’를 개소했다. 연구센터는 과학기술정보통신부 해외 우수 연구기관유치사업(GRDC) 지원을 받아 사업을 추진한다. GRDC 사업은 해외 우수 연구기관과 공동으로 국내에 연구센터를 설치해 기초·핵심기술을 확보하고 국가 과학기술혁신 역량을 높이는 것이 목적이다. UNIST는 생체모사 장기 분야에서 세계적인 연구역량을 보유한 미국 웨이크포레스트 의과대학, 스위스 바젤대학 의과대학과 공동으로 생체 장기모사 기술 개발을 위한 연구를 수행할 계획이다. 오는 2023년까지 진행할 연구에 국비 33억원과 시비 6억원 등 39억원이 투입된다. 웨이크포레스트와 바젤대학 의과대학도 매칭자금으로 33억여원과 20억여원을 지원한다. 연구센터는 다차원적 바이오칩 기술, 바이오 빅데이터 기반의 생체모사 시스템 설계 최적화, 바이오 프린팅 기반 조직공학 기술, 멀티스케일 이미징을 활용한 분석기술, 인체 장기 표적형 약물 전달체 개발 연구 등을 수행한다. 연구진은 UNIST 김철민·강주헌·강현욱·권혁무·박태은·배성철·정웅규 교수, 웨이크포레스트 의과대학 제임스 유·이상진 교수, 바젤 의과대학 짜일호퍼 교수 등이다. 한편 연구센터는 이날 개소식에 이어 국제심포지엄을 열었다. 심포지엄에서 이상진 웨이크포리스트 의과대학 교수와 짜일호퍼 바젤 의과대학 교수, 조종수·전누리 서울대 교수, 최낙원 KIST(한국과학기술연구원) 박사 등이 앞으로 공동연구 방향을 논의했다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

올여름만큼이나 무더웠던 2016년 여름이 막 끝난 시점인 9월 12일 오후 8시 32분 경북 경주시 남남서쪽 8㎞에서 규모 5.8의 지진이 발생했다. 1978년 기상청이 계기지진 관측을 시작한 이래 가장 큰 규모이자 남북한 지역을 통틀어 역대 가장 강력한 지진으로 기록됐다. 1년 뒤인 지난해 11월 15일 오후 2시 29분에는 인근 포항 지역에서 규모 5.4의 지진이 발생했다. 경주 지진에 이어 역대 두 번째로 강력한 규모였다. 집단에 새겨진 공포의 기억은 쉽게 사라지지 않는다. 2년 연속 가을철에 큰 규모의 지진이 발생하면서 국민들은 한반도가 더이상 지진의 안전지대가 아니라는 인식을 갖게 됐다. 끝없이 계속될 것만 같은 폭염의 기세가 누그러지고 가을이 가까워오면서 ‘올해도 큰 지진이 나는 것 아닌가’, ‘이번에는 어느 지역에서 지진이 발생할까’라는 불안감과 함께 일기예보처럼 지진도 사전에 예측할 수 있는 기술은 없을까 하는 궁금증도 커지고 있다. 결론부터 말하자면 현대 과학기술로도 지진을 사전에 예측하는 것은 어려운 일이다. 전 세계 모든 지역에 지진계를 빼곡하게 설치하지 않는 이상 지진을 정확하게 예측하는 것은 쉽지 않다. 또 지진계가 촘촘히 설치돼 있다고 하더라도 지진계에서 지진파를 감지하는 순간 이미 지진은 시작된 것이기 때문에 예측이라고 할 수 없을 것이다. 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 “지진은 지구의 역사가 시작되면서부터 쌓여 있던 응력과 지각판이 상호작용하면서 나타나는 현상”이라며 “지진을 예측하기 위해서는 수천, 수만년 동안 쌓인 지구 내부 응력 변화를 파악하고 있어야 하는데 현재는 불과 200~300년 동안의 데이터밖에 갖고 있지 않다”며 지진 예측의 어려움을 설명했다. 그래도 과학자들은 지진 예측을 위해 다양한 방법을 시도하고 있다. 알파고를 개발한 구글 인공지능팀이 참여한 미국 산·학 공동연구팀이 인공지능(AI)을 활용해 지진 발생 위치를 파악할 수 있다는 연구 결과를 내놔 학계의 비상한 관심을 끌고 있다. 미국 하버드대 지구·행성과학과, 코네티컷대 물리학과와 통합지구과학센터, 구글 공동연구팀은 AI의 딥러닝 기술로 대규모 지진이 발생한 뒤 나타나는 여진의 위치를 정확하게 예측하는 기술을 개발하는 데 성공했다고 29일 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 30일자에 실렸다. 연구팀은 13만 1000개의 본진과 여진 기록을 인공신경망에 입력해 지진에 대해 학습하도록 했다. 그다음 3만개의 새로운 본진 데이터를 입력한 뒤 여진 발생 위치를 예측하도록 했다. 그 결과 지진학자들이 여진의 위치를 예측하는 데 활용하는 ‘쿨롱장 응력변화 기법’보다 더 정확하게 위치를 예측했다고 연구진은 주장했다. 쿨롱장 응력변화 기법은 본진이 발생한 다음 단층 형태에 따라 응력이 어떤 방향에 추가되는지를 계산하고 응력이 지진을 유발할 수 있을 정도인지 분석해 여진 위험지역을 파악하는 방법이다. 그런데 AI는 본진이 발생한 지역의 단층 형태를 비롯한 구체적인 단층 정보를 주지 않은 채 과거 발생한 대형 지진의 규모, 발생 시간과 위치, 여진 관련 정보 등 비교적 단순 데이터만으로 지진에 대해 학습하고도 여진이 발생할 수 있는 위치를 예측해 낸 것이다. 피비 로빈슨 드브리스 하버드대 박사는 “이번 기술은 대형 지진이 발생한 다음 뒤따르는 여진 발생 가능 지역을 놀라운 정확도로 예측함으로써 지진학 분야에서도 AI의 활용 가능성을 보여 줬다”며 “지진 발생 메커니즘에 대한 물리학적 이해도 역시 한층 높여 줄 것”이라고 말했다. 전문가들은 이번 연구가 지진의 예측 가능성을 보여 준 것은 의미가 크지만 여전히 부족한 점과 보완해야 할 부분이 많다는 평가를 내리고 있다. 홍태경 교수는 “여진 예측에 AI가 활용될 수 있다는 가능성을 보여 준 것은 좋은 시도이지만 여진이 발생할 수 있는 위치를 지나치게 넓게 잡은 경향이 있다”며 “발생 가능 위치를 넓게 잡을수록 해당 지역 내에서 여진이 발생할 수 있는 가능성은 당연히 높아질 수밖에 없다”고 지적했다. 홍 교수는 “다음 여진이 발생할 수 있는 위치만 예측할 수 있다는 것이지 언제, 어떤 규모인지는 AI도 여전히 예측하지 못하고 있다”며 “지진 예측의 어려움을 보여 준 또 하나의 연구”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr 2011년 2월 22일 뉴질랜드 크라이스트처치에서 규모 6.3의 지진으로 6층 빌딩이 무너진 모습(오른쪽 사진). 많은 학자들은 이 지진이 2010년 9월 4일 발생한 규모 7.1의 뉴질랜드 캔터베리 지진의 여진이라고 본다. 　네이처 제공

수학을 소재로 한 ‘넘버스’(Numb3rs)라는 미드에 푹 빠졌던 적이 있습니다. 천재 수학자인 동생이 수학으로 FBI 수사관인 형을 도와 사건을 해결한다는 내용인데 2000년에 시작해 2010년까지 10년간 방송된 장수 미드이지만 한국에서는 인기를 끌지 못했던 것 같습니다. 수학을 소재로 한 드라마이기 때문에 가끔 화면 가득 복잡한 수식이 가득 차는 장면이 등장하는데 무척이나 인상적입니다. 주인공들이 마주한 첫 번째 사건은 여성을 대상으로 범죄를 저지르는 연쇄살인이었습니다. 산발적으로 일어난 듯 보이는 범죄로, 다음 범행이 어디서 일어날지 예측할 수 없는 상황에서 수학자인 동생은 스프링클러에서 뿜어져 나오는 물방울을 보고 한 생각을 떠올립니다. 물방울들이 어디에 떨어질지 예측하는 것은 불확실성이 너무 많아 불가능하지만 떨어진 물방울의 패턴을 통해 사건의 근원을 추적하는 것은 가능하지 않을까라는 생각입니다. 바로 범행 장소를 보고 범인의 거주지를 역추적하는 ‘지리적 프로파일링’ 기법입니다. 범죄자를 잡는 데 활용되는 지리적 프로파일링 기법이 멸종 위기에 있는 동물을 보호하는 데도 활용될 수 있다는 재미있는 연구 결과가 나왔습니다. 영국 켄트대, 퀸 메리 런던대, 뱅거대, 케임브리지대, 인도네시아 야생보존학회, 인도네시아국립대 국제공동연구팀은 지리적 프로파일링을 통해 호랑이와 사람의 충돌을 막고 멸종 위기의 호랑이를 보호할 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 28일자에 발표했습니다. 인도네시아 수마트라섬에만 서식하는 수마트라 호랑이는 현재 5곳의 국립공원에 400~500마리 정도가 살고 있지만 서식지 축소로 개체수는 점점 줄고 있다고 합니다. 연구팀은 수마트라 호랑이가 특히 많이 살고 있는 케린치세블라트 국립공원 주변 5㎞와 인접한 지역을 분석대상지로 삼았습니다. 우선 최근 13년 동안 이 지역에서 사람과 호랑이가 만나 서로 상해를 입히거나 죽인 228건의 사례가 발생한 위치와 시간을 조사했습니다. 여기에 수마트라 주민 2386명을 대상으로 호랑이의 위협과 공존 가능성에 대한 설문조사를 실시해 ‘인간·호랑이 위험 지도’를 만들었습니다. 위험지도에 따르면 호랑이와 마주칠 가능성이 높은 곳은 호랑이 서식지와 직선거리에 있는 숲 근처나 강을 이웃하고 있는 인구가 많은 마을 주변으로 나타났습니다. 그런데 지리적 측면에서는 의외라고 생각되는 지역 3곳도 호랑이와의 조우 가능성이 높은 것으로 분석됐습니다. 연구팀은 이번에 작성한 지도를 이전에 활용할 수 있었다면 가축과 사람에 대한 호랑이의 공격 51% 이상을 막을 수 있었고 15마리의 호랑이도 죽지 않았을 것이라고 설명했습니다. 학창시절 벡터, 미적분, 확률, 통계를 배우면서 ‘도대체 저런 걸 어디에 써먹지’라는 생각을 한 적이 많았습니다. 그렇지만 이번 연구를 포함해 우리 주변의 많은 것들이 ‘넘버스’의 주인공이 말하는 것처럼 “숫자와 관련돼” 있다는 것을 뒤늦게 깨달았습니다. 얼마 전 교육과정 개편과 관련해 기하, 통계가 수능에 포함되니 마니 말이 많았습니다. 첨단 과학을 이해하는 데 기하와 통계가 필수적인 것은 사실이지만 지금처럼 문제만 풀어대는 수학 수업이 계속된다면 무슨 의미가 있을까요. 상대를 이해하지 않고 서로의 목소리만 높이는 것보다는 과학계와 교육계가 머리를 맞대고 아이들이 수학에 좀더 흥미를 느끼고 공부할 수 있는 방법을 모색하는 것이 우리나라 미래를 위해서 훨씬 생산적이지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

구글·하버드대학 등 美 산·학 연구팀 “여진 위치 예측 성공… 정확도 98%” 시간·규모 몰라… ‘지진 분석’까진 먼 길올여름만큼이나 무더웠던 2016년 여름이 막 끝난 시점인 9월 12일 오후 8시 32분 경북 경주시 남남서쪽 8㎞에서 규모 5.8의 지진이 발생했다. 1978년 기상청이 계기지진 관측을 시작한 이래 가장 큰 규모이자 남북한 지역을 통틀어 역대 가장 강력한 지진으로 기록됐다. 1년 뒤인 지난해 11월 15일 오후 2시 29분에는 인근 포항 지역에서 규모 5.4의 지진이 발생했다. 경주 지진에 이어 역대 두 번째로 강력한 규모였다. 집단에 새겨진 공포의 기억은 쉽게 사라지지 않는다. 2년 연속 가을철에 큰 규모의 지진이 발생하면서 국민들은 한반도가 더이상 지진의 안전지대가 아니라는 인식을 갖게 됐다. 끝없이 계속될 것만 같은 폭염의 기세가 누그러지고 가을이 가까워오면서 ‘올해도 큰 지진이 나는 것 아닌가’, ‘이번에는 어느 지역에서 지진이 발생할까’라는 불안감과 함께 일기예보처럼 지진도 사전에 예측할 수 있는 기술은 없을까 하는 궁금증도 커지고 있다. 결론부터 말하자면 현대 과학기술로도 지진을 사전에 예측하는 것은 어려운 일이다. 전 세계 모든 지역에 지진계를 빼곡하게 설치하지 않는 이상 지진을 정확하게 예측하는 것은 쉽지 않다. 또 지진계가 촘촘히 설치돼 있다고 하더라도 지진계에서 지진파를 감지하는 순간 이미 지진은 시작된 것이기 때문에 예측이라고 할 수 없을 것이다.홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 “지진은 지구의 역사가 시작되면서부터 쌓여 있던 응력과 지각판이 상호작용하면서 나타나는 현상”이라며 “지진을 예측하기 위해서는 수천, 수만년 동안 쌓인 지구 내부 응력 변화를 파악하고 있어야 하는데 현재는 불과 200~300년 동안의 데이터밖에 갖고 있지 않다”며 지진 예측의 어려움을 설명했다. 그래도 과학자들은 지진 예측을 위해 다양한 방법을 시도하고 있다. 알파고를 개발한 구글 인공지능팀이 참여한 미국 산·학 공동연구팀이 인공지능(AI)을 활용해 지진 발생 위치를 파악할 수 있다는 연구 결과를 내놔 학계의 비상한 관심을 끌고 있다. 미국 하버드대 지구·행성과학과, 코네티컷대 물리학과와 통합지구과학센터, 구글 공동연구팀은 AI의 딥러닝 기술로 대규모 지진이 발생한 뒤 나타나는 여진의 위치를 정확하게 예측하는 기술을 개발하는 데 성공했다고 29일 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 30일자에 실렸다. 연구팀은 13만 1000개의 본진과 여진 기록을 인공신경망에 입력해 지진에 대해 학습하도록 했다. 그다음 3만개의 새로운 본진 데이터를 입력한 뒤 여진 발생 위치를 예측하도록 했다. 그 결과 지진학자들이 여진의 위치를 예측하는 데 활용하는 ‘쿨롱장 응력변화 기법’보다 더 정확하게 위치를 예측했다고 연구진은 주장했다. 쿨롱장 응력변화 기법은 본진이 발생한 다음 단층 형태에 따라 응력이 어떤 방향에 추가되는지를 계산하고 응력이 지진을 유발할 수 있을 정도인지 분석해 여진 위험지역을 파악하는 방법이다. 그런데 AI는 본진이 발생한 지역의 단층 형태를 비롯한 구체적인 단층 정보를 주지 않은 채 과거 발생한 대형 지진의 규모, 발생 시간과 위치, 여진 관련 정보 등 비교적 단순 데이터만으로 지진에 대해 학습하고도 여진이 발생할 수 있는 위치를 예측해 낸 것이다. 피비 로빈슨 드브리스 하버드대 박사는 “이번 기술은 대형 지진이 발생한 다음 뒤따르는 여진 발생 가능 지역을 놀라운 정확도로 예측함으로써 지진학 분야에서도 AI의 활용 가능성을 보여 줬다”며 “지진 발생 메커니즘에 대한 물리학적 이해도 역시 한층 높여 줄 것”이라고 말했다. 전문가들은 이번 연구가 지진의 예측 가능성을 보여 준 것은 의미가 크지만 여전히 부족한 점과 보완해야 할 부분이 많다는 평가를 내리고 있다. 홍태경 교수는 “여진 예측에 AI가 활용될 수 있다는 가능성을 보여 준 것은 좋은 시도이지만 여진이 발생할 수 있는 위치를 지나치게 넓게 잡은 경향이 있다”며 “발생 가능 위치를 넓게 잡을수록 해당 지역 내에서 여진이 발생할 수 있는 가능성은 당연히 높아질 수밖에 없다”고 지적했다. 홍 교수는 “다음 여진이 발생할 수 있는 위치만 예측할 수 있다는 것이지 언제, 어떤 규모인지는 AI도 여전히 예측하지 못하고 있다”며 “지진 예측의 어려움을 보여 준 또 하나의 연구”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

수학을 소재로 한 ‘넘버스’(Numb3rs)라는 미드에 푹 빠졌던 적이 있습니다. 천재 수학자인 동생이 수학으로 FBI 수사관인 형을 도와 사건을 해결한다는 내용인데 2000년에 시작해 2010년까지 10년간 방송된 장수 미드이지만 한국에서는 인기를 끌지 못했던 것 같습니다.수학을 소재로 한 드라마이기 때문에 가끔 화면 가득 복잡한 수식이 가득 차는 장면이 등장하는데 무척이나 인상적입니다. 주인공들이 마주한 첫 번째 사건은 여성을 대상으로 범죄를 저지르는 연쇄살인이었습니다. 산발적으로 일어난 듯 보이는 범죄로, 다음 범행이 어디서 일어날지 예측할 수 없는 상황에서 수학자인 동생은 스프링클러에서 뿜어져 나오는 물방울을 보고 한 생각을 떠올립니다. 물방울들이 어디에 떨어질지 예측하는 것은 불확실성이 너무 많아 불가능하지만 떨어진 물방울의 패턴을 통해 사건의 근원을 추적하는 것은 가능하지 않을까라는 생각입니다. 바로 범행 장소를 보고 범인의 거주지를 역추적하는 ‘지리적 프로파일링’ 기법입니다. 범죄자를 잡는 데 활용되는 지리적 프로파일링 기법이 멸종 위기에 있는 동물을 보호하는 데도 활용될 수 있다는 재미있는 연구 결과가 나왔습니다. 영국 켄트대, 퀸 메리 런던대, 뱅거대, 케임브리지대, 인도네시아 야생보존학회, 인도네시아국립대 국제공동연구팀은 지리적 프로파일링을 통해 호랑이와 사람의 충돌을 막고 멸종 위기의 호랑이를 보호할 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 28일자에 발표했습니다. 인도네시아 수마트라섬에만 서식하는 수마트라 호랑이는 현재 5곳의 국립공원에 400~500마리 정도가 살고 있지만 서식지 축소로 개체수는 점점 줄고 있다고 합니다. 연구팀은 수마트라 호랑이가 특히 많이 살고 있는 케린치세블라트 국립공원 주변 5㎞와 인접한 지역을 분석대상지로 삼았습니다. 우선 최근 13년 동안 이 지역에서 사람과 호랑이가 만나 서로 상해를 입히거나 죽인 228건의 사례가 발생한 위치와 시간을 조사했습니다. 여기에 수마트라 주민 2386명을 대상으로 호랑이의 위협과 공존 가능성에 대한 설문조사를 실시해 ‘인간·호랑이 위험 지도’를 만들었습니다. 위험지도에 따르면 호랑이와 마주칠 가능성이 높은 곳은 호랑이 서식지와 직선거리에 있는 숲 근처나 강을 이웃하고 있는 인구가 많은 마을 주변으로 나타났습니다. 그런데 지리적 측면에서는 의외라고 생각되는 지역 3곳도 호랑이와의 조우 가능성이 높은 것으로 분석됐습니다. 연구팀은 이번에 작성한 지도를 이전에 활용할 수 있었다면 가축과 사람에 대한 호랑이의 공격 51% 이상을 막을 수 있었고 15마리의 호랑이도 죽지 않았을 것이라고 설명했습니다. 학창시절 벡터, 미적분, 확률, 통계를 배우면서 ‘도대체 저런 걸 어디에 써먹지’라는 생각을 한 적이 많았습니다. 그렇지만 이번 연구를 포함해 우리 주변의 많은 것들이 ‘넘버스’의 주인공이 말하는 것처럼 “숫자와 관련돼” 있다는 것을 뒤늦게 깨달았습니다. 얼마 전 교육과정 개편과 관련해 기하, 통계가 수능에 포함되니 마니 말이 많았습니다. 첨단 과학을 이해하는 데 기하와 통계가 필수적인 것은 사실이지만 지금처럼 문제만 풀어대는 수학 수업이 계속된다면 무슨 의미가 있을까요. 상대를 이해하지 않고 서로의 목소리만 높이는 것보다는 과학계와 교육계가 머리를 맞대고 아이들이 수학에 좀더 흥미를 느끼고 공부할 수 있는 방법을 모색하는 것이 우리나라 미래를 위해서 훨씬 생산적이지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr