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  • [달콤한 사이언스] 학생들은 좋은 선생님을 본능적으로 알아낸다

    [달콤한 사이언스] 학생들은 좋은 선생님을 본능적으로 알아낸다

    美-中 연구팀 “학생-교사간 교감이 학습동기 유발과 학습성취도에 영향” “캡틴, 오 마이 캡틴”이라는 대사로 유명한 1989년 영화 ‘죽은 시인의 사회’에는 로빈 윌리암스가 괴짜 국어선생님 키팅으로 등장한다. 키팅 선생님은 어른들의 눈으로 볼 때는 괴짜 같지만 학생들에게는 시의 아름다움과 자유로운 사고를 일깨우는 수업으로 진정한 ‘캡틴’으로 자리잡게 된다. 많은 학생들은 키팅 같은 좋은 선생님을 찾아 가르침을 받으려 하고, 교사들은 ‘키팅’ 선생님이 되기 위해 노력한다. 그렇다면 좋은 선생님의 기준은 뭘까. 여러 가지를 들 수 있겠지만 자신에게 도움을 줄 것으로 보이는 좋은 선생님은 학생들이 감각적으로 구분해낼 수 있다는 재미있는 연구결과가 나왔다. 미국 듀크대 신경생물학과, 일본 도호쿠대 생명과학부, 중국 베이징대 생명과학부, 베이징대-IDG맥거번 뇌연구소, 베이징-칭화 생명과학센터 공동연구팀은 어린 금화조(Zebra finch)가 노래를 제대로 가르치는 성인 새를 감각적으로 찾아낸다는 사실을 발견했다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 17일자에 실렸다. 금화조는 노래하는 새인 명금(鳴禽)의 일종으로 사회성이 발달해 있고 수컷이 암컷에게 구애하기 위해 노래를 부르는 것으로 알려져 있어 학습이나 기억 관련 실험을 할 때 자주 사용되는 동물이다. 특히 수컷의 노래는 종족 보존을 위해 필수적인 것으로 알려져 있다. 사람을 비롯해 많은 동물들은 생존과 관련되거나 집단의 문화를 배울 때 어른의 행동을 모방하는 방식을 따른다. 동물들에게 있어서 모방이 가장 좋은 학습 방법이라는 것은 알고 있지만 정확히 어떤 메커니즘으로 작동하는지는 알려지지 않았다. 연구팀은 정확한 음색과 음정으로 노래하는 수컷 어른 금화조의 노래를 녹음해 스피커로 들려주거나 금화조의 노래와 비슷한 다른 종류의 새의 소리를 들려주는 실험을 했다. 그 결과 실제 성인 금화조의 노래가 아니면 새끼 금화조들은 노래를 따라하지 않는 것을 확인했다.연구팀은 어린 새들이 노래를 배우는 과정에서 뇌의 어떤 부위가 활성화되는지에 특히 주목했다. 그 결과 사람의 언어중추라고 부르는 브로카영역과 비슷한 대뇌피질 부분과 수도관주변 회백질(PAG·Periaqueductal gray) 부위가 활성화되는 것을 확인했다. 수도관주변 회백질은 도파민을 방출하는 신경세포군이 포함돼 있는 곳으로 다른 개체와 정서적 교감이 이뤄질 때 활성화되는 것으로 알려져 있다. 실제로 이전에 성인 금화조를 한 번도 만난 적이 없는 어린 금화조들은 노래하는 성인 수컷 금화조의 노래를 들을 때 언어중추는 물론 PAG 부위가 활발히 움직였는데 노래를 부르지 못하는 수컷이나 암컷 금화조를 만났을 경우는 PAG 부위가 활성화되지 않는 것으로 나타났다. 특히 성인 수컷 금화조가 노래를 부르지 않고 있어도 새끼 금화조의 뇌에서는 PAG 부위가 활성화되는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이 같은 현상은 뇌신경세포가 소리가 아닌 다른 사회적 신호에 반응하는 것을 의미한다고 해석했다. 실제로 수컷 성인 금화조가 노래를 부를 때 새끼 금화조의 PAG 회로를 차단하면 학습에 참여하지 않고 딴청을 피는 것이 관찰됐다. 반대로 PAG를 활성화시키면서 수컷 성인 금화조의 노래를 녹음해 틀어주면 진짜 새가 없어도 학습에 적극적으로 참여하고 따라하는 현상이 나타났다. 연구팀 관계자는 “도파민은 돈이나 사탕 같은 외부 보상에 의해 강화되고 발현되기도 하지만 제대로 된 교사를 만날 경우에도 보상중추가 활발히 작동해 학습에 대한 동기가 발현될 수 있다”며 “사람의 경우에도 학습에 참여하는 학생들과 교사들의 정서적 교감이 학습동기는 물론 학습능률도 높일 것”이라고 설명했다. 리차드 무니 미국 듀크대 교수는 “금화조는 유전자로 전달받는 특성들 이외에 한 세대에서 다음세대로 학습을 통해 전달받는 것은 노래하는 것으로 마치 사람이 말을 배우는 것과 똑같은 행동”이라며 “이번 연구결과는 올바른 교사를 만나는 것이 좋은 학습 결과를 가져올 수 있다는 사실을 그대로 보여준 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [와글와글+] 37억 년 전 ‘가장 오래된 화석’, 알고보니 그냥 돌?

    [와글와글+] 37억 년 전 ‘가장 오래된 화석’, 알고보니 그냥 돌?

    2년 전 ‘세계에서 가장 오래된 화석’이라고 소개된 암석이 실제로는 일상에서 흔히 볼 수 있는 평범한 돌이라는 주장이 나와 논란이 일고 있다. 워싱턴포스트 등 해외 언론의 17일 보도에 따르면 문제가 된 화석은 2016년 호주 월론공대학 연구진이 그린란드에서 발견한 것으로, 지구의 원시생물 중 하나인 남세균(cyanobacteria)이 광물과 뒤섞여 쌓인 퇴적층을 뜻하는 스트로마톨라이트(stromatolite)를 찾았다고 주장했다. 당시 연구진이 발견한 화석은 이전까지 가장 오래된 화석으로 꼽히는 스트로마톨라이트(약 35억 년 전)와 유사한 원뿔 형태였다. 이런 형태의 화석은 오랜 시간 동안 깊숙한 땅 속에서 열과 압력에 파괴되기 쉽지만 그린란드의 극한 환경이 이 화석을 보호해 보존 상태가 양호했다는 설명도 곁들여져 있었다. 문제는 당시 호주 연구진이 37억 년 전 것으로 추정된다고 했던 화석이 35억 년 된 스트로마톨라이트와 형태는 유사하지만 고대 미생물의 직접적인 증거가 발견되지 않았다는 사실이다. 결국 미국항공우주국(NASA) 제트추진연구소의 에비게일 앨우드 박사 연구진은 그린란드에서 스트로마톨라이트로 추정됐던 암석을 재분석했다. 그 결과 문제의 화석이 원뿔형태의 독특한 모양을 가진 것은 사실이지만 이는 그저 오랫동안 압력에 의해 변형된 암석에서 쉽게 나타나는 형태에 불과한 ‘평범한 돌’이라는 결론을 내렸다. 뿐만 아니라 몇 십억 년 전부터 존재한 스트로마톨라이트라면 응당 화석층에 탄산염이 포함돼 있어야 하는데, 호주 연구진이 내세운 화석에서는 내부의 화석층이 아닌 외부에서 탄산염이 발견됐다. 이 역시 문제의 화석이 지구의 역사를 내포한 스트로마톨라이트가 아니라는 것을 의미한다고 앨우드 박사는 설명했다. 미국 현지시간으로 17일, 세계적인 과학 저널인 ‘네이처’에 앨우드 박사 연구진의 논문이 실리자, 2년 전 연구를 진행했던 앨런 넛맨 교수는 즉각 반박 주장을 내놓았다. 넛맨 교수는 영국 과학매체인 뉴사이언티스트와 한 인터뷰에서 “앨우드 연구진이 잘 보존되지 않은 화석만 골라 분석해 오류를 범했다”면서 “대상을 잘못 골랐기 때문에 화석이 아닌 평범한 돌이라는 결론이 나온 것”이라고 주장했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [와우! 과학] 지구 역사상 ‘가장 오래된 동물’ 흔적 찾았다

    [와우! 과학] 지구 역사상 ‘가장 오래된 동물’ 흔적 찾았다

    지구상에서 가장 오래된 동물의 흔적이 발견됐다고 사이언스데일리 등 과학전문 매체가 15일 보도했다. 미국 캘리포니아대학 연구진이 오만과 시베리아, 인도 등지에서 수집한 오래된 암석과 유류(oils)들을 정밀 분석한 결과, 여기에서 지구상에 출현했던 가장 오래된 동물의 흔적, 즉 화석을 찾아냈다. 연구진이 찾은 화석은 일반적인 화석처럼 뼈대를 가지고 있는 형태가 아닌, 분자 형태의 화석이다. 분자 화석은 미세 유기물 흔적으로, 그 내부에 그것이 어떤 생명체인지를 말해 주는 생물학적 지표의 하나다. 분석 결과 화석의 주인은 캄브리아 대폭발로 출현한 것으로 알려진 원시 해면동물로 밝혀졌다. 6억 3500만 년 전 암석과 유류에서 나온 해면동물의 분자화석은 생체 내에서 신호 전달 물질로 사용되는 스테로이드 복합체의 한 종류를 포함하고 있었으며, 이는 현존하는 보통해면류에 의해서만 합성되는 26-mes(26-methylstigmastane) 복합체와 동일한 것으로 확인됐다. 즉 이 화합물의 발견은 보통해면류와 이러한 종류의 초기 다세포 동물(혹은 단세포 동물이 다세포 동물로 진화하는 과정의 동물)이 6억 3500만 년 전에도 번성했다는 것을 의미한다고 연구진은 설명했다. 일반적인 화석이 아닌 분자화석으로는 당시 해면의 모습에 대해 특정할 수 없지만, 이번 연구결과는 약 5억 4000만 년 전인 캄브리아기 시기에 갑자기 동물의 문(門)이 폭발적으로 등장(캄브리아기 대폭발)한 이유를 설명하는데 도움이 될 것으로 보인다. 자세한 연구결과는 과학저널 ‘네이처 생태와 진화‘(Nature Ecology & Evolution) 15일자에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [다이노+] 깃털 없는 티라노사우루스…실제로는 이렇게 생겼다

    [다이노+] 깃털 없는 티라노사우루스…실제로는 이렇게 생겼다

    깃털이 거의 없는 지구 최강의 공룡 티라노사우루스 렉스(이하 티렉스)의 모습이 그래픽으로 재탄생했다. 티렉스는 백악기 후기에 살았으며, 캐나다와 미국 아시아지역에서 발견되는 수각류 육식공룡이다. 티렉스가 깃털을 가졌다는 직접적인 증거는 없지만, 최소한 몸의 일부에는 깃털을 가졌을 가능성이 높다고 여겨져 왔다. 비슷한 크기의 다른 종에게서 깃털이 발견됐기 때문이다. 하지만 미국 샌프란시스코에서 활동하는 콘셉트 아티스트(기획 단계에서 특정 캐릭터의 특징을 분석하고 이를 현실화 해 최고의 이미지를 찾아내는 직업) RJ 팔머와 현지 고생물학자들은 최근의 연구결과들을 재분석 해 기존과 다른 새로운 이미지의 티렉스를 탄생시켰다. 연구진은 티렉스의 몸과 얼굴의 형태를 자세하게 분석한 연구결과 20건을 재분석했다. 실제로 2017년 국제학술지 생물학저널(journal Biology Letters)에 실린 연구에 따르면 티렉스의 팔은 기존의 예측보다 더 작고 위장이 비교적 아래쪽에 위치해 있으며, 피부는 깃털대신 매우 조밀한 피부조직으로 이뤄져 있었다. 팔머와 고생물학 전문가들은 이를 통해 깃털이 거의 없는 매끈한 피부를 가진 티렉스의 이미지를 새로 만들기 시작했다. 티렉스의 뼈대를 새로 구성하고 여기에 근육을 입힌 뒤 최종적으로 깃털이 없는 매끈한 피부를 올렸고, 색을 입혀 지금까지와는 다른 티렉스의 이미지를 완성했다. 팔머는 “수많은 예술가들은 (티렉스의) 모든 면을 제대로 이해하지 못했다. 나는 사람들이 티렉스를 영화 속 괴물이 아닌 동물로 보길 바랐다”면서 “그 과정은 매우 쉽지 않았다. 해부학 용어로 가득 찬 연구결과 속에서 근육의 모양과 피부 형태를 알아내기 위해 애썼다”고 말했다. 팔머와 고생물학자 전문가들은 티렉스의 피부뿐만 아니라 비교적 무딘 발톱도 재현해냈다. 전문가들에 따르면 날카롭지 않은 무딘 발톱은 땅과 지속적인 마찰을 일으킨 결과라고 설명했다. 한편 깃털이 없고 무딘 발톱을 지닌 티렉스의 이미지 연구는 뉴멕시코 자연사 및 과학박물관의 전시 프로젝트 일환으로 진행됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 금화조에게서 찾아낸 외국어 잘하는 방법

    [달콤한 사이언스] 금화조에게서 찾아낸 외국어 잘하는 방법

    사교육업체들을 중심으로 한 영어조기교육론자들은 외국어는 특정 시기가 지나면 언어 뇌가 굳기 때문에 영유아기 때부터 언어를 배워야 한다고 주장한다. 그렇지만 최근 뇌과학자들은 성인들도 현지인들처럼 외국어를 하기는 쉽지 않겠지만 외국어 배우는 것이 결코 어려운 일이 아니라는 결과를 내놓고 있다. 국내 연구진이 노래 부르는 새(명금) 연구를 통해 언어 학습의 원리를 밝혀냈다. 연구팀은 추가적인 연구를 통해 성인이 된 뒤에도 외국어를 완벽하게 학습할 수 있는 방법을 찾아낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 대구경북과학기술원(DGIST) 부설 한국뇌연구원 뇌신경망연구부 인지행동랩 고지마 사토시 박사가 명금류인 금화조(Zebra finch)를 분석해 아기 새가 ?를 배울 때 비브라토를 조절하는 방법을 체득하면서 실력을 높인다는 사실을 확인했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학저널’ 10월호에 실렸다. 카나리아, 꾀꼬리 같이 명금류의 수컷 아기 새는 아빠 새의 노래소리를 듣고 따라하면서 정확히 노래하는 법을 배우고 관련된 뇌 영역을 발달시키는 것으로 알려져 있다. 과학자들은 명금류의 소리학습 메커니즘을 통해 인간의 언어와 외국어 학습 비밀을 풀어낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 사토시 박사는 금화조 노래를 분석해 어린 금화조가 노래를 배울 때 음성의 떨림, 흔히 바이브레이션이라고 잘못 알려진 비브라토를 상황에 따라 변화시키며 정확한 음정의 노래를 배워가는 사실을 알게 됐다. 아기 금화조는 비브라토의 시행착오와 연습을 통해 최적, 최상의 음정으로 노래를 부르는 방법을 찾아낸다는 것이다. 지금까지 명금류의 뇌에 노래를 배우는 핵심부위인 ‘X영역’이 있는 것으로 알려졌지만 정확한 위치를 찾아내지 못했다. 사토시 박사팀은 운동, 학습, 인식과 관련된 대뇌기저핵에 X영역이 포함돼 있으며 이 부위의 신경세포를 이용해 비브라토를 조절하는 등 노래학습을 한다는 사실도 확인했다. 연구팀은 사람도 영유아기 때 비브라토 같은 흔들림을 사용해 음성패턴을 발달시키고 외국어 구조와 발음을 습득하는 것으로 추정하고 있다. 사토시 박사는 “궁극적으로는 새의 노래학습을 통해 인간 언어습득의 비밀을 풀고 성인이 돼서도 외국어를 완벽하게 학습할 수 있는 기술을 발견하는 것이 목표”라며 “아기새가 성장하면서 발성학습 능력이 떨어지는 것을 막아주는 약물 개발에 대한 연구를 진행 중”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [건강을 부탁해] 스탠딩 데스크 정말 효과 있을까?

    [건강을 부탁해] 스탠딩 데스크 정말 효과 있을까?

    오랜 시간 의자에 앉아 있으면 건강이 담배를 피우는 것만큼 나빠질 수 있다. 이에 따라 일어선 채 무언가를 할 수 있는 스탠딩 데스크가 최근 주목을 받기 시작했지만, 정말로 효과가 있는 것일까. 최근 미국 CNN은 지금까지 나온 여러 연구를 인용해 스탠딩 데스크의 효과에 과학적인 근거가 있는지를 살폈다. 핀란드 산업보건연구원(FIOH)은 2016년 스탠딩 데스크 사용자 총 2000여 명에 관한 기존 연구 20건을 메타분석한 결과를 발표했다. 이에 따르면, 각 연구에는 수행 방법이나 규모에 문제가 있어, 스탠딩 데스크나 러닝머신을 설치한 ‘트레드밀 데스크’의 장기적인 건강 효과를 증명하는 증거는 거의 없는 것으로 나타났다. 스탠딩 데스크가 의자에 앉아 있는 것보다 2배의 열량을 소비한다는 가설도 있지만, 미국 하버드대가 수행한 연구에서는 1시간 동안 계속 일어서 있을 경우와 계속 앉아있을 경우 소비하는 열량 차이는 불과 8㎉에 불과한 것으로 확인됐다. 장시간 앉아있는 것뿐만 아니라 계속 서 있는 것도 건강에 나쁘다. 지난해 미국역학저널(AJE)에 발표된 한 연구는 7000명 이상을 12년간 추적 조사한 결과로, 서서 일하는 사람은 앉아서 일하는 사람보다 심장질환 위험이 약 2배가 된다고 결론지었다. 서 있는 시간이 길어지면 척추에 부담을 주며 다리와 발목이 붓기도 한다. 심장은 중력을 거슬러 하체의 혈액을 계속해서 순환해야 하므로, 정맥류나 정맥혈전증 위험이 커진다. 전문가들은 온종일 앉아있거나 일어서지 말고 돌아다니기를 권한다. 하루 1시간 운동하면 계속 앉아있어 생기는 피해를 상쇄할 수 있다. 2016년 한 연구에서는 1시간마다 5분간 걷거나 조깅하면 기분이 침체하거나 밤 중에 강한 배고픔을 느끼는 것을 억제하는 것으로 나타났다. 1시간마다 2분만 걸어도 조기에 사망할 위험은 3분의 1로 떨어진다. 미국 스탠퍼드대 연구팀은 14년간의 추적 연구에서 걷는 것에 의해 창의력이 60% 증가한다는 결과를 발표했다. 미국 코넬대 연구에 따르면, 앉아있을 때는 등받이의 각도를 약 135도로 하는 게 좋다. 게으름을 피우는 것처럼 보일지도 모르지만, 일하는 동안 다리를 높게 하고 허리를 잡아주는 자세가 가장 좋을수도 있다. 허리에 부담이 덜하고 붓기도 방지할 수 있다. 방 곳곳에 앉을 곳을 마련해 놓고 끊임없이 자세를 바꾸는 방법도 있다. 중요한 점은 예의 바르게 자리에 앉아야 한다는 발상에서 벗어나는 것이다. 뒤로 기대거나 일어서고 또는 플랭크를 하라. 그러면 몸은 틀림없이 기뻐할 것이다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 학교 교육이 합리적 경제선택하게 만든다

    [달콤한 사이언스] 학교 교육이 합리적 경제선택하게 만든다

    저소득 국가에서 학교 교육은 합리적 경제 선택을 하게 만든다는 연구결과가 나왔다. 최빈국에 대한 교육 원조가 합리적 결정을 이끌어 냄으로써 전반적인 국가경쟁력과 부를 늘릴 수 있다는 것을 의미하는 것이다. 김현철 미국 코넬대 정책분석 및 경영학 교수, 최승주 서울대 경제학부 교수, 김부열 한국개발연구원(KDI) KDI스쿨 교수, 크리스티앙 폽-엘레체스 미국 컬럼비아대 국제공공개발대 교수는 아프리카 말라위에서 수행하고 있는 ‘여학생 교육사업’ 결과 중도에 학업을 포기하는 학생들이 줄었고 합리적 의사결정 능력을 높였다는 연구결과를 발표했다. 연구자들은 아프리카에 의료보건과 교육사업을 진행하는 NGO인 아프리카미래단 소속 아프리카미래연구소 소장과 연구원들이다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 5일자에 실렸다. 과학저널에 경제학 논문이 실린 경우는 종종 있었지만 한국인 경제학자들이 발표한 논문은 매우 드물다. 지금까지는 교육이 노동시장에서 소득을 높이는데 도울 뿐만 아니라 건강, 범죄율 감소 등 다양한 부분에서 긍정적 효과를 미칠 수 있다는 것을 보여줬다. 연구팀은 ‘인간은 합리적 존재’라는 경제학의 기본 가정을 바탕으로 교육이 합리적인 경제적 판단을 하는데 도움을 줄 것이라는 가정을 세우고 참여관찰을 했다. 연구팀은 한국국제협력단(코이카)과 아프리카미래재단이 2010년부터 추진하고 있는 에이즈 예방사업과 모자보건사업의 하위 프로그램으로 진행하고 있는 ‘여학생 교육사업’에 주목했다. 여학생 교육사업은 말라위 중등학교 9~10학년 여학생 2812명에게 1년간 학비를 전액지원하는 프로그램이다. 연구팀은 학비를 지원받은 여학생들의 출석률, 학업 중도포기율을 관찰했다. 그 결과 학비를 지원받지 않은 학생들에 비해 학업 성적도 우수할 뿐만 아니라 출석률은 높고 학업중도포기율은 낮은 것으로 나타났다. 또 장학금을 지원받은 여학생들이 졸업 후 경제적 목표를 달성하기 위해 ‘얼마나 일관된 선택을 하는지’에 대한 무작위통제실험을 실시해 경제적 합리성을 측정했다. 그 결과 경제적 합리성 점수는 9학년 학생의 경우 4% 정도 높아 교육이 개인의 합리적 의사선택능력을 높일 수 있다는 것을 확인했다. 연구진은 “이번 연구를 통해 교육이 전반적인 의사결정 능력을 높이는데 의미가 크다”며 “특히 최빈국에서 여학생들에 대한 교육의 지원은 직접적인 교육성과 뿐만 아니라 여학생 스스로 합리적인 의사결정을 할 수 있게 돼 건강, 취업, 결혼, 출산, 육아 등 다방면에서 개선된 결과를 가져다 줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • ‘화성 흙’ 단돈 20달러에 판다?…美대학, 모조 토양 만든 이유

    ‘화성 흙’ 단돈 20달러에 판다?…美대학, 모조 토양 만든 이유

    미국 센트럴 플로리다 대학에서 화성의 흙을 1kg에 20달러라는 저렴한 가격에 판매할 예정이라고 발표했다. 마치 가짜 뉴스나 만우절 장난을 생각나게 만드는 소식이지만, 장난이 아닌 실제 뉴스다. 이 대학의 행성 과학자인 댄 브릿 교수가 이끄는 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 큐리오시티 로버가 보내온 데이터를 바탕으로 실제 화성의 토양에 가까운 모의 화성 토양을 만들어 연구자들에게 판매할 계획이다. 다만 수익이 목적보다 연구 활성화가 목적이다. 많은 과학자가 인류의 미래 목표로 화성을 생각하고 있기 때문에 관련 연구가 매우 활발하다. 여기에는 화성에서 작물이나 미생물을 키울 수 있는지 알아보는 실험이나 화성과 비슷한 환경에서 기지 건설 로봇이나 탐사선 등 각종 기기를 테스트하는 실험까지 다양하다. 그런데 화성의 토양을 연구마다 매번 새로 만든다는 것은 상당한 시간과 비용을 소모하는 일임이 분명하다. 더구나 해당 연구자가 과거에 모의 토양을 만드는 연구를 해본 적이 없다면 더 난감한 일이다. 시작부터 막히기 때문이다. 브릿 교수 연구팀은 저널 이카루스(Icarus)에 누구나 쉽게 사용할 수 있는 화성의 모의 토양을 발표했다. 이 토양은 센트럴 플로리다 대학의 행성 과학자들이 연구하는데 사용할 뿐 아니라 다른 과학자들이 사용할 수 있도록 매우 저렴한 가격에 판매할 계획이다. 과학자들이 실험동물을 포함해 다양한 실험 재료를 판매하는 일은 드물지 않지만, 1kg에 20달러라는 가격은 매우 파격적인 수준으로 수익보다는 연구 활성화가 더 중요한 목적으로 보인다. 동시에 표준화된 모의 화성 토양을 사용하게 될 경우 연구자가 사용한 모의 토양의 종류에 따라 결과가 천차만별로 달라지는 문제도 예방할 수 있을 것으로 기대된다. 다만 제작에 상당한 수작업이 들어가는 일이기 때문에 일반인이 호기심에서 구매할 순 없고 연구 목적으로만 구매할 수 있다. 주 구매 대상은 다른 과학자이지만, 연구팀은 스페이스 X처럼 화성 탐사에 관심이 있는 기업에서도 연구 목적으로 구매할 수 있을 것으로 보고 있다. 화성에서 작물을 재배하는 것은 먼 미래의 일이지만, 과학자들은 이미 그 가능성은 물론 어떤 작물이 가장 유망할 것인지 연구를 진행하고 있다. 모의 화성 토양은 이런 연구에 큰 도움이 될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
  • [유용하 기자의 사이언스 톡] 아이를 꽃으로도 때리면 안 되는 이유

    [유용하 기자의 사이언스 톡] 아이를 꽃으로도 때리면 안 되는 이유

    소파 방정환 선생이 1922년 ‘어린이의 날’을 처음 만들고 ‘어린이’라는 단어를 사용하기 전까지 아이들은 그냥 몸집이 작은 어른 정도로 취급됐습니다. ‘어린이’라는 단어 속에는 어린아이들을 하나의 온전한 인격체로 존중해 줘야 한다는 존대의 의미가 있습니다. 그렇지만 요즘 뉴스를 보면 어린이와 청소년들을 막 대하는 눈살 찌푸려지는 사건들이 너무나 많이 발생하는 것 같습니다.●트라우마도 유전되나… 34명 중 변형된 정자 22명, 알고 보니 학대당한 경험 아이들을 왜 소중하게 여기고 보호해야 하는지에 대해서는 과학적으로도 많은 연구 결과들이 있습니다. 최근 미국과 캐나다 연구진이 학대를 당한 아동들은 트라우마가 DNA에 각인돼 학대의 기억이 본인뿐만 아니라 후손들에게까지 전달될 수 있다는 연구 결과를 내놔 충격을 주고 있습니다. 캐나다 브리티시 컬럼비아대 의대와 미국 하버드대 공중보건대 공동연구팀의 이러한 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘중개 정신의학’ 최신호에 실렸습니다. 연구팀은 성인 남성 34명의 정자를 채취해 ‘DNA 메틸화 반응’을 살폈습니다. 후성유전학 분석에서 쓰이는 DNA 메틸화는 쉽게 말하면 DNA의 염기서열 자체는 바꾸지 않으면서 유전자의 활성 정도를 변화시켜 겉으로 드러나는 성질을 다르게 만드는 것입니다. 분석 결과 22명의 정자 DNA가 특이하게 변형된 것을 발견했습니다. 알고 보니 이들 22명은 모두 어린 시절 어른들로부터 학대를 받은 경험이 있는 것으로 조사됐습니다. 연구팀은 정자와 난자가 만나는 수정은 엄청난 유전자 변화를 가져오기 때문에 학대로 인한 상처가 유전되는지에 대해서는 좀더 장기적인 추적이 필요하지만 지금까지 알려진 여러 후성유전학적 결과를 보면 부모의 상처가 자식에게 전달될 가능성은 충분히 크다고 보고 있습니다. ●폭력은 뇌가 기억한다… 물리적 폭력 이상으로 감정·언어적 폭력에 큰 상처 또 2015년 캐나다 맥길대 심리학과 연구팀은 1986년부터 2012년까지 여름캠프에 참가한 5~13세 저소득층 남녀 어린이 2292명을 대상으로 양육 상태를 추적 조사했습니다. 그 결과 많은 아이들이 폭력에 노출돼 있는데 특히 협박, 조롱, 무시, 창피 등 감정적 폭력이 물리적 폭력과 방치보다 더 많은 것으로 나타났습니다. 흔히 물리적 폭력이 감정적 폭력보다 더 해로울 것으로 생각합니다. 그렇지만 연구팀에 따르면 물리적 폭력이나 감정적, 언어적 폭력 모두 똑같은 뇌 부위가 반응하며, 뇌에 미치는 영향은 감정적, 언어적 폭력이 물리적 폭력과 비슷하거나 더 심하다고 합니다. 어른들은 이런저런 이유로 아이들에게 상처를 줄 때가 많습니다. 어린이는 나무와 같아서 믿어 주는 만큼 성장합니다. 상처받고 스트레스에 찌든 아이들이 많은 사회의 미래가 과연 밝을까요. 우리 사회의 미래를 위해서라도 ‘아이들은 꽃으로도 때려서는 안 되는’ 것입니다. 정치권이나 경제계 등에서는 출산율 저하를 단순히 미래 노동력 감소라는 차원에서 접근하고 있습니다. 사람의 일자리를 빼앗는다는 반론도 있지만 노동력 감소는 로봇이나 인공지능(AI)으로 대체될 수 있을 것입니다. 사실 노동력 감소라는 차원의 접근은 사회라는 커다란 기계를 유지하기 위해서 ‘인간’이라는 부품이 빠져나가서는 안 된다는 기계론적 사고방식의 다른 표현입니다. 사람을 인격체가 아닌 사회를 구성하는 톱니바퀴나 수단으로 생각하는 사회에서 저출산 문제는 ‘백약이 무효’일 수밖에 없을 겁니다. edmondy@seoul.co.kr
  • [와우! 과학] 장 질환 연구 위해 ‘자신의 피’ 300㎖ 마신 사람들

    [와우! 과학] 장 질환 연구 위해 ‘자신의 피’ 300㎖ 마신 사람들

    스위스에서 보기 드문 실험이 실시됐다. 언뜻 들으면 섬뜩하지만 장 질환을 앓는 환자들을 위한 치료법을 찾기 위한 실험이다. 최근 스위스 취리히에 있는 트리에믈리병원 연구진은 염증성 장 질환(IBD)의 정확한 원인과 치료법을 찾기 위해 실험참가자 16명을 모집했다. 실험참가자 16명이 연구진으로부터 요구받은 것은 바로 ‘흡혈’, 정확히는 자신의 몸에서 빼 낸 혈액을 직접 마시는 일이다. 연구진은 실험참가자들의 위장에 고의로 출혈을 내지 않는 대신 외부에서 혈액을 마시게 함으로서, 마치 체내에 장출혈이 발생한 것과 같은 현상을 만들기 위해 이 같은 방법을 고안했다. 일명 ‘뱀파이어 스터디’라고도 불린 이번 실험의 참가자들은 자신의 혈액 100~300㎖를 마시고 몸의 변화를 살피는 정밀 검사를 받았다. 참가자들은 마치 음료를 마시듯 주사기로 뽑아낸 자신의 혈액을 마셨고, 일부 참가자들은 코에 연결한 튜브를 통해 혈액을 주입받았다. 이후 연구진은 실험참가자의 대변 샘플에서 칼프로텍틴(calprotectin)으로 불리는 특정 단백질의 수치를 조사했다. 칼프로텍틴은 대장내시경 검사를 하지 않고도 심각한 크론병 등 염증성 장 질환을 구분할 수 있는 단백질로, 수치가 높을수록 염증성 장 질환 위험이 높은 것으로 간주한다. 그 결과 자신의 혈액 300㎖를 마신 바로 다음 날, 16명 중 절반에 해당하는 8명의 실험참가자 대변 1g에서 칼프로텍틴이 50㎍ 이상 검출되는 등 수치가 급증하는 것을 확인했다. 이는 실험참가자들이 직접 마신 혈액이 장으로 들어가 일종의 장출혈 현상을 만들었고, 장출혈이 발생했다고 인지한 몸에서 칼프로텍틴 수치가 급증했다는 것을 의미한다. 연구진은 “염증성 장 질환과 연관이 있는 칼프로텍틴 수치가 장출혈과도 매우 밀접한 관계에 있다는 사실을 확인했다”면서 “다만 칼프로텍틴 수치는 장출혈뿐만 아니라 바이러스 감염에 의해서도 상승할 수 있다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘통합 유럽 위장병학저널’(United European Gastroenterology Journal) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • ‘드르렁 푸’ 잠자다 숨멈추는 수면무호흡증, 이젠 약으로 치료한다

    ‘드르렁 푸’ 잠자다 숨멈추는 수면무호흡증, 이젠 약으로 치료한다

    잠을 잘 때 주변 사람의 잠자리를 방해할 정도로 심하게 ‘드르렁 드르렁’ 코를 고는 사람들이 있다. 주변 사람을 더욱 불안케 만드는 것은 심하게 코를 고는 과정에서 중간중간에 숨을 멈추는 ‘폐쇄성 수면 무호흡증’ 증상을 보이는 사람들이다. 중년 이후에 주로 나타나는 이 수면무호흡증은 지켜보는 사람들이 ‘저러다 숨을 멈추는 것 아냐’라는 생각이 들게 만들기도 한다. 수면무호흡증은 비만이 주요 원인으로 알려져 있지만 마른 사람들에게서도 수면무호흡증이 나타나 정확한 원인은 알 수 없는 상황이다. 수면무호흡증이 심해지면 낮시간에 심한 졸음이 오는 것은 물론 우울증, 인지능력 손상, 고혈압, 심장마비, 뇌졸중 등의 증상이 나타날 수 있는 것으로 알려져 있다. 현재로는 양압기를 착용하고 잠을 자는 것이 거의 유일한 치료법이다. 양압기는 무호흡상태가 되면 압축공기를 불어넣어 기도를 개방해주는 것인데 잠을 잘 때 마스크와 헤드기어를 써야한다는 불편함이 있다. 그런데 최근 미국 연구진이 수면무호흡증을 약으로 치료할 수 있다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 미국 보스턴 브리검 여성병원 연구팀은 지난 15~19일 프랑스 파리에서 열린 ‘유럽호흡기학회 국제컨퍼런스’에서 아토목세틴과 옥시부티닌이라는 약물을 병행사용할 경우 폐쇄성 수면무호흡증 완화에 도움을 줄 수 있다는 연구결과를 발표했다고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’가 밝혔다. 연구팀은 수면 무호흡증을 앓고 있는 20명의 환자를 대상으로 성인 ADHD를 치료할 때 사용하는 ‘아토목세틴’과 요실금을 완화시키는데 사용되는 과민성 방광치료제 ‘옥시부티닌’을 병용 투여한 결과 기도폐색 빈도가 시간당 평균 28.5회에서 7.5회로 줄어드는 것을 확인했다. 특히 수면 무호흡증이 심한 환자 15명의 경우는 74% 정도 증상이 완화되는 것이 확인됐으며 전체 환자들에게서는 증상의 절반 가까이 줄어들었다. 또 수면 무호흡증 환자는 혈액 내 산소포화도가 줄어드는데 치료제 복용 후 산소포화도도 눈에 띄게 늘었다고 연구팀은 보고했다. 연구팀은 “지금까지 많은 연구들에서 수면무호흡증 증상을 약으로 치료할 수 있는 경우는 거의 없었다”며 “이번 연구는 수면무호흡증의 약물 치료 첫 발을 뗀 것으로 아직 임상적으로 안전성이 확보되지 않은 만큼 추가적 연구가 필요하다”고 설명했다. 연구팀을 비롯한 수면 전문가들은 이번에 개발된 아토목세틴과 옥시부티닌 병용요법은 고혈압과 심장마비 위험이 큰 사람들은 물론 야간 배뇨장애를 겪는 노년층에게서는 문제를 유발시킬 수 있다고 주의를 당부했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [황성기의 시시콜콜]꼴보·노이즈 마케팅이 부른 일본 월간지의 ‘사실상 폐간’ 참사

    [황성기의 시시콜콜]꼴보·노이즈 마케팅이 부른 일본 월간지의 ‘사실상 폐간’ 참사

    발행부수 1만 6800부에 지나지 않은 월간지 ‘신초 45’가 일본 사회를 뒤흔들어 놓고 있다. 성 소수자를 차별하는 국회의원의 혐오성 기고를 싣고는, 쏟아지는 세간의 거센 비판에 굴하는 게 싫었던지 아니면 노이즈 마케팅으로 판매 부수를 늘리려는 전략이었는지 ‘신초 45’는 두달 뒤 발매된 10월호(9월 18일 발매)에 그 국회의원과 주장을 옹호하는 특집을 게재한다. 하지만 ‘신초 45’는 두달 전 비판의 몇 배를 넘는 ‘쓰나미’라고 표현해도 지나치지 않은 맹렬한 반발에 부딪쳐 결국 휴간이라는 선택에 내몰렸다. ‘신초 45 사태’라고 부르지 않을 수 없는 이번 소동은 쇠락해 가는 종이 매체의 단말마적인 폭주, 소수자·약자를 대하는 주류 사회의 오만, 그럼에도 이를 묵과하지 않고 맞서는 건강한 지식인의 당당한 대응이 펼쳐지는 일련의 과정 속에 일본의 속살을 드러낸 사건이기도 하다. 성 소수자 차별을 주장한 친 아베 의원의 기고가 발단 ‘신초 45 사태’의 전말을 정리하면 다음과 같다. 발단은 ‘신초 45’가 지난 8월호에 스기타 미오(51·자민당 소속) 중의원의원의 ‘LGBT에 대한 지원, 도가 지나치다’라는 제목의 기고를 게재한 데 있다. 이 기고에서 스기타 의원은 “아이를 만들지 않는 LGBT에게는 생산성이 없다”, “LGBT에 대한 대우가 너무 지나치다”, “LGBT에 대한 세금 투입을 줄여야 한다”는 등의 해괴한 논리를 폈다. 소수의 극우보수층으로부터 박수를 받았지만 ‘나치의 우생(優生) 사상 같다’며 대부분은 비판하는 대열에 섰다. LGBT는 레즈비언, 게이, 바이섹슈얼, 트렌스젠더의 영어 첫 글자를 딴 일본식 조어다. 여기에는 아쿠타카와상 수상 작가로 한국에도 ‘일식’(日蝕)을 비롯한 수십권이 번역돼 있는 소설가 히라노 게이치로도 비난의 대열에 동참했다. 그는 “독자로서, 신초샤의 책으로 내 인생은 바뀌었고, 소설가로서 데뷔해 대표작도 (신초샤에서) 썼다. 말로 다 할 수 없는 경애의 마음을 갖고 있는 출판사이다. 일개 잡지라고는 하지만 왜 저런 저열한 차별에 가담하는 건지, 알 수 없다”는 글을 트위터에 올렸다. 성 소수자를 포함한 비판론자들이 ‘신초 45’ 7월호가 나온 직후인 7월27일 자민당 본부 앞에서 항의 집회를 하는 이례적인 사태로까지 번졌다. 집회에 참가한 사람은 무려 5000명이었다. 집회 문화가 소규모화한 일본에서는 놀라운 숫자다.여기에서 끝났더라면 꼴보(꼴통 보수)·노이즈 마케팅에 편승한 잡지에 단골로 기고하는 우익계 의원의 일탈로 간주하는 데 그쳤을 것이다. 하지만 ‘신초 45’ 편집장은 부수의 감소 추세가 멈추지 않는 잡지의 판매를 늘릴 절호의 기회로 여겼는지 7명의 울트라 우익 논객을 긁어 모아 이들에게 스기타 의원을 옹호하는 기획을 꾸려 10월호를 발매했다. 기획의 타이틀도 ‘그렇게 이상한가, 스기타 미오 논문’이다.마치 세상을 향해 싸움을 거는 듯한 도전적인 이 기획에 등장하는 필자들은 장년층 이상의 보수층을 대상으로 한 ‘세이론’(正論), ‘월간 Will’, ‘월간 Hanada’ 같은 잡지에 단골로 등장하는 사람들이다. 그 중에서도 오가와 에이타로라는 문예평론가의 글은 ‘신초 45’를 지켜보고 있던 일본 지식인들의 역린을 건드린다. 오가와는 민주당 정권이 들어서자 ‘아베 신조 총리를 원하는 민간인 유지의 모임’을 만드는 등 아베 총리의 사상과 궤를 같이 하는 사람이다. 그는 이렇게 주장한다. “승객이 가득한 전철을 탔을 때 여자의 냄새를 맡는다면 손이 자동적으로 움직이고 마는, 그런 치한 증후군 남자의 고생이야말로 지극히 뿌리가 깊을 것이다. 재범을 일삼는 것은 제어불가능한 뇌에서 유래하는 증상이라는 것을 의미한다. 그들(치한)이 만질 권리를 사회는 보장해야 하는 것 아닌가. 당하는 여자의 충격을 생각하라고 하는 건가. 그렇다면 LGBT님이 논란의 큰 길을 걷고 있는 풍경은 나에겐 죽을 만큼 충격이다” 출판 침체 속 극우노선 편승한 ‘신초 45’의 잘못된 선택 스기타를 옹호한다고 쓴 변태적이고 해괴한 글이 사태를 지켜보다 참다 못한 지식인의 집단적 분노를 사고, 여러 매체에 항의성·비판성 글이 동시다발적으로 게재되면서 순식간에 ‘신초 45 사태’로 비화하게 된다. 거기에는 ‘신초 45’를 발행하는 출판 노포(老鋪) 신초샤(新潮社) 트위터 공식 계정의 하나인 ‘신초샤 출판부 문예’가 ‘신초 45’의 기획에 비판적인 글을 올리고 리트윗하면서 불에 기름을 붓는다. 이어 이와나미 서점 등 경쟁 출판사에서 응원의 글을 트윗하면서 비난의 쓰나미는 일파만파로 신초샤를 덮치게 된다. 신초샤 앞에서 항의 집회가 열리고, 간판에 낙서를 당하는 수모도 겪는다. 결국 발매 이틀 뒤인 9월 21일 신초샤는 사장 명의로 성명을 내기에 이른다. 하지만 성명은 ‘너무나도 상식을 벗어난 편견과 인식부족에 가득찬 표현이 있었다’고만 했을 뿐, 사죄의 문구 하나 없어 역효과만 낳는다. 결국 이 성명으로는 분노의 불길이 잡히지 않자 25일 신초샤는 ‘신초 45’의 휴간과 함께 사장과 관련 임원의 10% 감봉 3개월의 조치를 내놓는다. 신초샤는 1896년 설립된 이후 문예지와 단행본, 문고본을 등을 출판하면서 일본 문예를 이끈 역사, 전통을 자부하는 대형 출판사다. ‘신초 45’는 45세 이상의 중년을 타깃으로 1982년 창간했다. 논픽션물을 꾸준히 발굴하고 게재하면서 한때는 논픽션을 쓰는 저널리스트에게 ‘동경의 월간지’였다. 그러나 36년만에 사실상 폐간과 다름없는 기약없는 휴간이란 대참사를 자초했다. ‘양심에 반하는 출판은 죽어서도 하지 않을 일’이라는 설립자의 모토를 근간으로 122년 이어온 신초샤에서 왜 이런 ‘자폭’ 사태가 일어났는지 철저한 자체 검증을 기대한다. 자폭 원인은 몇 가지 면에서 추론해 볼 수 있다. 첫째는 ‘신초 45’가 종이매체의 전반적인 축소 경향에 따른 위기감 속에서 살아남기 위한 방법을 모색했을 가능성이다. 일본의 출판과학연구소가 낸 자료에 따르면 2017년 일본 내 출판물 추정판매금액은 1조 3700억엔(13조 7000억원)으로 시장 규모가 정점에 달했던 1996년의 52% 수준으로 줄어들었다. 이 중에서 잡지는 20년 연속 전년대비 축소경향이 지속되고 있다. 둘째는 생존을 모색하는 여러 방법 중에서 수년 전부터 일본에서 일정한 세를 얻고 있는 애국주의적 극우 성향 잡지의 ‘꼴보 노선’에 힌트를 얻었을 가능성이다. ‘신초 45’가 올들어 특집을 꾸민 타이틀을 보자. 2월호는 ‘반(反) 아베 병에 붙이는 약, 3월호 ‘비상식 국가 한국’, 4월호 ‘아사히신문이라는 병’, 7월호 ‘이런 야당은 방해일 뿐’ 등의 제목에서 보듯, 아베 총리를 반대하는 세력과 아베 비판의 선봉인 아사히신문을 두들기고, 반한(反韓)·반중(反中) 감정을 부추기는 꼴보 노선을 충실히 따르고 있다. 셋째, ‘자폭’의 보턴을 누른 10월호에 노이즈 마케팅까지 끌어들였다. 신초샤 내부에서 편집장의 재량을 어디까지 허용하고, 편집 방침을 용인했는지, 체크 기능은 살아있었는지는 향후 신초샤가 검증해서 세상에 밝혀야 할 부분이다. 다양한 비판 속 ‘처음부터 끝까지 총리 안건’ 주장 눈길 지식인들의 ‘신초 45’ 비판 중에 눈에 띄는 것은 칼럼니스트 오다지마 다카시가 닛케이 비즈니스 온라인에 기고한 ‘신초 45는 왜 불타는 길을 폭주했는가’라는 글이다. 그는 스기타 의원의 기고가 이렇게 활활 타오른 것은 “총리 안건이었기 때문”이라는 결론을 내린다. 길지만 그의 글을 인용해 보자. “아베 총리가 총애하는 여성 의원인 스기타는 여러 곳에서 총리의 내심을 대변하는 역할을 해온 의원이었다. 그렇기 때문에 그 글을 읽은 독자들은 행간에 숨어 있는 총리의 얼굴에 섬뜩하지 않을 수 없었던 것이다. ‘어쩌면 아베 총리가 그런 것(성적 소수자 혐오)을 생각하고 있었던 게 아닐까’ 라고 직감적으로 느끼는 사람들이 과잉반응한 것이다. (중략) 자민당의 반응은 뭔가를 두려워하고 있는 것처럼 둔중했다. 니카이 도시히로 간사장이 ‘이 정도 발언으로 엄살은…’이라며 옹호한 것은 ‘총리 안건’이었다고 생각하면 앞뒤가 맞는다. (중략) 이번 일은 처음부터 끝까지 총리 안건이다. 반발하는 사람들이 소란을 피우는 이유는 단순히 차별적이기 때문이 아니다. 게재 책임이나 출판인의 양심과 같은 이야기도 아니다. 이런 찜찜한 ‘생산성 차별 스토리’의 배후에 일관해서 총리의 의향이 숨어 있기 때문이라고 생각한다.” ‘신초 45 사태’라는 선을 잇는 점의 하나가 아베 총리라는 추론은 대단히 과격하지만 흥미롭다. 이번 사태가 일본 사회에 미칠 영향은 가늠하기 어렵지만, 소수자·약자에 대한 주류 사회 특히 현 집권세력의 오만에 경종을 울렸다는 점에서는 의의가 깊다. 아쉬운 것은 사태를 여기까지 끌어온 주인공 스기타 미오 의원이 침묵하고 있는 점이다. 그야말로 정치인 실격이 아닐 수 없다. 논설위원 marry04@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] ‘킬러 고래’를 멸종시키는 킬러 알고보니...

    [달콤한 사이언스] ‘킬러 고래’를 멸종시키는 킬러 알고보니...

    이름도 무시무시한 킬러 고래(killer whale, 범고래)를 멸종 위기에 몰고 가는 ‘킬러’가 다름아닌 사람이 만들어 낸 플라스틱 조각들이라는 사실이 밝혀져 충격을 주고 있다. 덴마크 오르후스대 생명과학과, 영국 세인트앤드류스대 스코티시해연구소, 환경 및 수자원과학연구센터, 왕립동물학회, 그린란드 국립천연자원연구소, 미국 코네티컷대 병리생물학 및 수의학과, 캐나다 칼턴대 국립야생연구소, 해양보존협회, 아이슬란드 해양연구소 공동연구팀은 발암물질로 현재는 사용이 금지된 폴리염화바이페닐(PCBs)이 바다로 흘러들어가 범고래들을 멸종시킬 수 있다는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 28일자에 실렸다. 흰줄박이 돌고래로도 불리는 범고래는 길이 7~10m, 몸무게는 6~10t으로 영어이름처럼 매우 난폭해 ‘바다의 강도’로 알려져 있다. 주로 물고기와 오징어를 주식으로 삼지만 다른 종류의 돌고래나 고래를 습격하거나 바다표범, 물개를 잡아먹기도 하지만 사람을 공격했다는 기록은 남아있지 않다. 전 세계 바다에서 살고 있는 것으로 알려져 있다. PCBs는 살충제, 접착제, 페인트 등에 사용됐으며 불이 쉽게 붙지 않고 열과 전기 절연성이 뛰어나 변압기와 축전기의 냉각제나 단열제로 사용됐던 물질이다. 1970년대에 생체 내에 축적돼 독성을 발현시킨다는 사실이 알려지고 대표적인 발암 물질로 밝혀지면서 1978년 미국에서 생산이 금지되기 시작해 현재는 전 세계적으로 사용이 금지됐다. 또 PCBs는 암을 유발시킬 뿐만 아니라 번식과 질병 면역기능에 영향을 미치는 것으로 알려져 있지만 범고래에 대해서는 구체적인 연구가 없었다. 이에 연구팀은 현재 전 세계에 분포돼 있는 351마리의 범고래와 기존 화학물질의 독성영향에 대한 데이터를 결합하고 고래의 체내에서 화학물질의 축적과 유전추이를 예측하는 컴퓨터 시뮬레이션을 개발했다. 그 결과 PCBs의 체내 축적은 사람 뿐만 아니라 범고래에게서도 생식과 지속가능성에 영향을 미친다는 사실이 밝혀졌다. 이 때문에 금세기 말에 이르면 전 세계 범고래의 절반 이상이 사라져 심각한 멸종 위기에 몰릴 수 있다는 결과가 나왔다. 특히 PCBs의 농도가 낮은 북극과 남극해 지역의 범고래 개체수는 증가하거나 완만한 감소세를 보일 것으로 분석됐지만 한반도와 일본, 브라질, 북동태평양, 지브롤터 해협, 영국해 지역의 고래는 21세기가 끝나기 전에 완전히 사라질 수 있다고 밝혔다. 룬 디츠 덴마크 오르후스대 교수는 “PCBs가 이미 바다로 흘러들어간 정도가 상당하기 때문에 범고래의 개체수를 현상유지시키는 것도 쉽지 않을 것으로 생각된다”며 “PCBs 뿐만 아니라 각종 플라스틱, 고분자 물질이 해양에 흘러들어갈 경우는 회수 자체가 쉽지 않기 때문에 심각할 정도로 해양생태계를 바괴할 수 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [알쏭달쏭+] 지구가 건들거리면서 자전하는 이유는?

    [알쏭달쏭+] 지구가 건들거리면서 자전하는 이유는?

    지구는 얌전히 자전하는 게 아니라 건들거리면서 자전한다. 그런데 놀랍게도 그 건들거림의 원인이 인간에게도 일부 관련 있다는 연구가 발표되었다고 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 24일(현지시간) 보도했다. 1899년 이래, 지구의 자전축은 약 10.5m 이동했다. 연구자들은 이 자전축 이동의 원인을 정량화하는 데 성공했는데, 그 3분의 1이 극지 빙하의 녹음에 따른 해수면 상승으로 인한 것임을 발견했다. 특히 인위적인 기후 변화의 문턱에 서게 한 데 크게 작용한 것은 그린란드의 빙하가 녹는 것이었음이 밝혀졌다. 자전축 이동 원인 중 또 다른 3분의 1은 빙하가 후퇴하여 부하가 가벼워짐에 따라 육지가 위쪽으로 팽창한 데 따른 것이다. 마지막 3분의 1은 지구 내부의 점성이 있는 중간층 맨틀의 휘젓기 운동에 따른 것이다. 미국 캘리포니아주 패서디나에 있는 미 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)의 지구 시스템 과학자인 스렌드라 애드히카리 수석 연구원은 “우리는 지구 자전축을 변화시키는 주요 원인 중 하나 이상의 단일 프로세스에 대한 증거를 찾아냈다”고 밝혔다. 과학자들은 지구 표면의 질량 분포가 지구의 회전에 미치는 매커니즘에 관해서는 이미 오래 전부터 알고 있었던 것과 마찬가지로, 회전축 꼭지 부분의 형태와 질량 분포가 회전에 미치는 영향 역시 파악하고 있었다. 또한 연구진의 공동 저자이자 수석 연구원인 에릭 아이빈스에 따르면, 수천 년 동안 기록된 밤하늘 별들의 움직임을 보면 약간의 위치 변동을 확인할 수 있고, 이로써 과학자들은 지구의 자전이 완벽한 정상상태가 아님을 알 수 있었다. JPL에서 1990년대 이래 우주 좌표를 기준으로 한 측정에서 지구 자전축이 캐나다 북동부의 허드슨만을 향해 일년에 몇 센티미터씩 움직이는 것이 확인되었다. 연구원들은 이 축의 이동, 곧 지구 자전의 거들거림이 1만6000년 전에 마지막 빙하기가 끝난 이래 진행중인 빙하 평형 조절 과정에 일부 원인이 있음을 알아냈다. 빙하가 퇴각하면 그 아래 지각에 가하는 부하가 가벼워진다. 이 같은 과정이 수천 년에 걸쳐서 진행되면 이윽고 그 부분의 지각은 부풀어오르게 된다. 이런 경우, 고대 빙상의 가장자리 일부 지역에서는 얼음으로 인해 융기된 지표가 붕괴될 수도 있다. 그러나 애드히카리와 그의 동료들은 ‘지구와 행성 과학 저널’ 11월호에 실린 새로운 연구에서 빙하 평형 조절은 연간 3.5cm의 축 이동에만 책임이 있다는 것을 발견했다. 이것은 20세기 동안 매년 관찰되는 약 10.5cm의 3분의 1에 불과하다. 격차를 메우기 위해 연구팀은 지난 20세기에 육지의 얼음과 바닷물 균형 변화에 대한 데이터를 입력한 지구 회전 운동의 컴퓨터 모델을 구축했다. 연구자들은 또한 지하수 고갈과 저수지 조성 같은 육지와 물에서의 변화 상황을 고려했다. 이 모든 것은 인류가 지구 지형을 인위적으로 변화시키는 결과의 일부분이다. 결론은 이러한 환경적 프로세스가 매년 4.3cm 지구 자전 동요를 일으킨다는 사실이 드러났다. 그린란드 빙상이 녹는 것이 특히 지대한 영향을 끼쳤다. 지구 자전축의 이동 원인 중 나머지 3분의 1은 지구의 맨틀이 쥐고 있었다. 맨틀은 가만히 있는 게 아니라 대류에 의해 움직인다. 지구 핵에 가까운 뜨거운 물질이 상승하고 차가운 부분이 하강하는 수직 운동이 지구 자전축을 흔들리게 하는 것이다. 이 맨틀 운동을 포함시킴으로써, 연구자들은 20세기 100년 동안 지구 자전축의 이동 원인을 완벽히 설명할 수 있게 되었다. “지구 자전의 흔들림이 어떤 종류의 환경 재난에 대한 서곡이 아니라는 것을 인식하는 것이 중요하다”고 강조하는 애드히카리 박사는 “그것은 농업이나 기후 자체에 영향을 미치지 않으며 항법장비에 미치는 영향은 수정하기 쉽다”고 설명한다. 또한 “빙하의 녹는 물도 엄청난 양은 아니다”라고 밝히면서 “그러나 그것은 과학자들에게 지구의 질량 분포와 그 변화상태를 알 수 있는 방법을 제시하는데, 예컨대 지난 15년 동안 그린랜드의 녹은 물이 자전축을 변화시키는 데 점점 더 큰 영향을 미치며, 축은 현재 동쪽으로 이동하고 있다”고 밝혔다. 수석 연구원 아이빈스는 이에 덧붙여 “기후 과학자들에게 특히 이 사실은 중요하다”면서 “그것은 오늘날 지구상에서 가장 중요한 질량 이동을 이해할 수 있기 때문”이라고 말했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com   
  • 미세한 맥박에도 반응하는 터치센서 나왔다

    미세한 맥박에도 반응하는 터치센서 나왔다

    국내 연구진이 플렉서블 기기나 웨어러블 기기에도 사용할 수 있는 정밀한 터치센서를 개발했다. 카이스트 전기및전자공학부 윤준보 교수, 서민호 박사팀이 고민감도 투명 유연 포스터치(force touch) 센서를 개발하고 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑서녈 머티리얼즈’ 최신호에 발표했다. 특히 이번 연구결과는 다양한 형태와 곡률에서 적용될 수 있는 플렉서블 기기, 헬스케어 웨어러블 기기에 적용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이 때문에 오프라인 저널 뒷면 표지논문으로 실릴 정도로 독창성을 평가받았다. 포스터치 센서는 터치의 위치 정보와 누르는 압력도 인식할 수 있는 기술로 실제 일부 스마트폰에 장착돼 한 번의 터치만으로 다양한 기능을 수행할 수 있음을 보여주고 있다. 기존의 포스터치 센서는 특정 성능에만 집중하기 때문에 민감도, 유연성, 투명도 등 다양한 환경에서 사용할 수 있는 동작 신뢰성을 만족하지 못해 폭넓게 상용화하지 못하는 단점이 있다. 연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 공기를 포함한 간격을 줄이기 위해 속이 가득 찬 센서를 개발했다. 이를 위해 센서 내부에 금속 나노입자가 포함된 투명 나노 복합 절연층과 나노층을 개발해 민감하게 반응할 수 있는 투명 유연 포스터치 센서를 제작했다. 이를 통해 볼펜의 터치 정도의약한 힘에도 반응할 수 있는 포스터치를 개발했다. 연구팀은 이번에 개발한 센서를 맥박 모니터링이 가능한 헬스케어 웨어러블 기기에 장착해 실시간으로 맥박을 감지하는데 성공했다. 상용화를 위해 국내 관련 벤처기업과 함께 상용화를 추진할 계획으로 알려졌다. 연구팀 관계자는 “이번 연구는 기존의 기술과 달리 간단한 구조, 공정을 이용해 상용화가 가능한 기술을 개발했으며 실제 사용환경에서도 높은 신뢰 수준으로 작동될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [와우! 과학] 1만 3000년 전, 역사상 가장 오래된 ‘맥주 양조장’ 발견

    [와우! 과학] 1만 3000년 전, 역사상 가장 오래된 ‘맥주 양조장’ 발견

    인류가 술을 만들기 시작한 역사가 예상보다 훨씬 이른 1만 3000년 전으로 거슬러 올라간다는 연구결과가 나왔다. AFP 등 해외 매체의 15일 보도에 따르면 미국 스탠포드대학과 이스라엘 하이파대학 공동 연구진은 이스라엘 북서부 하이파지역에 있는 라케펫 동굴(Raqefet cave)에서 고대 나투피안(Natufian)이 만든 것으로 추정되는 양조장 흔적을 찾았다. 나투피안 혹은 나투프인이라고 부르는 이들은 기원전 약 1만 4500년 전에 시작된 나투프 문화를 일군 고대인이다. 나투프 문화는 농업사회가 아니었지만 몇몇 곡물의 재배를 시도한 흔적이 있으며 정착생활을 했다. 이번에 공개된 유적지는 1만 3000년 전 당시 나투피안들이 동굴에서 술을 양조했던 흔적을 고스란히 담고 있다. 그동안 인류가 맥주 양조를 시작한 것은 5000여 년 전이라고 여겼지만, 이번 발견을 통해 훨씬 이전부터 맥주 양조가 시작됐을 가능성이 확인됐다. 연구진에 따르면 당시 이들이 꽃이나 곡물을 땅에 묻어 스프와 비슷한 액체를 만들었는데, 이는 현존하는 맥주 등 술과는 다소 차이가 있다. 하지만 발효시켜 만든다는 점과 알코올 성분이 포함돼 있다는 점 등으로 미뤄 현존하는 술과 상당히 유사한 성격을 지녔다. 연구진은 분쇄기 역할을 한 절구 형태의 구덩이 3곳을 발견했으며, 이중 두 곳은 곡물을 저장하는 장소로, 나머지 한 곳은 재료를 빻고 이를 발효시키는 양조장의 역할을 했던 것으로 추정된다. 각각의 구덩이에는 귀리와 아마 등 다양한 곡류와 녹말 및 식물석(식물의 조직) 입자도 발견됐다. 세 구덩이 모두 깊이가 40~60㎝정도였으며, 당시 나투피안들은 이렇게 양조한 술을 집단 전체가 참여하는 행사나 장례식과 같은 특정 의식에서 함께 나눠마셨던 것으로 보인다고 연구진은 밝혔다. 연구진은 “역사상 가장 오래된 양조장의 발견은 인류의 농경문화가 시작되기 훨씬 이전부터 양조기술이 발달했다는 것을 알려준다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 영국에서 발행되는 학술지 ‘고고학저널(Journal of Archaeological Science) 10월호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [열린세상] 비스페놀A 대체한 비스페놀S도 환경호르몬/조현욱 과학과 소통 대표

    [열린세상] 비스페놀A 대체한 비스페놀S도 환경호르몬/조현욱 과학과 소통 대표

    비스페놀A(BPA)는 플라스틱의 원료로 식품이나 음료를 담는 그릇, 통조림이나 종이컵의 내부 코팅 등에 쓰인다. 대표적인 내분비 교란물질, 즉 환경호르몬으로 꼽힌다. 소녀의 성 조숙증, 소년의 성기 기형, 불임, 비만, 일부 암과 관련된 대사증후군과 관계 있는 것으로 지목되고 있다. 여론이 나빠지자 많은 회사가 이를 사용하지 않는다는 ‘BPA 프리’ 표시를 해 제품을 팔고 있다. 문제는 비스페놀S 등 대체품이 더 건강에 이롭다는 증거가 없다는 점이다.대체품이 원본과 비슷한 정도로 해롭다는 논문이 지난 13일 ‘최신 생물학’(Current Biology) 저널에 실렸다. 미국 워싱턴주립대와 UC샌프란시스코 연구팀이 생쥐 실험을 통해 확인한 결과다. 이번 연구는 우연의 산물이다. 그 시작은 실험실 생쥐 중 일부의 정자와 난자에서 이상이 발견된 데 있다. 원인을 찾다 보니 쥐를 가둔 우리의 플라스틱에 포함된 비스페놀S가 드러난 것이다. 이것은 저자들이 우연히 비스페놀의 영향을 확인한 최초의 사례가 아니다. 책임 저자인 패트리셔 헌트는 2003년 바로 이 저널에 발표한 결정적인 첫 논문의 저자였다. 당시 암컷 생쥐들의 난자에서 염색체 이상이 발견됐다. 원인을 추적한 결과 우리가 비스페놀A에 오염된 탓인 것으로 드러났다. 이번의 최신 연구에서는 생쥐들을 두 종류의 비스페놀에 노출시킨 뒤 청정 환경에서 키운 대조군과 비교했다. 그 결과 비스페놀S도 비스페놀A와 비슷한 정도로 난자와 정자에 염색체 이상을 일으킨다는 사실이 확인됐다. 추가 실험 결과 유전자에 생긴 이 같은 악영향은 2대, 혹은 3대까지 지속되는 것으로 나타났다. 이들은 파라벤, 프탈레이트, 난연재 같은 환경호르몬도 이와 유사한 악영향을 미치는 것으로 의심하고 있다. 현재 사용되는 BPA 대체품은 수십 종이기 때문에 어떤 제품이 좀 더 안전한가를 판별하기 위한 추가 연구가 필요하다고 연구팀은 밝혔다. 현재 화학물질의 안전을 평가하는 규제 당국은 신물질의 도입에 발을 맞추지 못하고 뒤떨어져 있다. 게다가 현재의 규제 시스템하에서는 유해성의 원인을 찾기보다는 비스페놀S의 경우처럼 구조가 유사한 물질로 대체하는 것이 더 쉽고 비용도 적게 든다. 미국 식품의약국(FDA)은 식품에서 현재와 같은 수준의 BPA 노출은 인체에 해롭지 않다고 주장한다. 사람은 생쥐보다 빨리 이 물질을 배출하기 때문에 독성이 더 낮다는 것이다. 하지만 저자들은 이것이 전통적인 독성학 방법론에 의존한 가정이라고 지적한다. BPA나 BPS를 비롯한 화학물질에 미량 노출되는 것의 미묘한 효과는 빠뜨릴 수 있다는 것이다. “이들 화학물질은 호르몬이나 약품과 비슷하게 행동한다. 약간 복용해도 강력한 효과를 낼 수 있지만, 양을 키우면 효과가 없어져 버리거나 다른 효과가 나타날 수 있다.” 책임 저자인 헌트의 말이다. “FDA는 아주 적은 양으로도 건강에 영향이 있다고 믿고 싶어 하지 않는다. 자신들이 가진 데이터에 일부 증거가 존재하는데도 불구하고 말이다.” BPA는 환경에 오래 남아 있는 경향이 있기 때문에 그 효과가 완전히 사라지려면 몇십 년이 지나야 할 것이다. 이에 따른 영향은 서구 남성의 전체적인 생식력 저하에 일부 책임이 있을지 모른다고 일부에서는 보고 있다. 연구팀은 말한다. “우리는 플라스틱에 대해 달리 생각할 필요가 있다. 현재는 이것을 매우 오래 쓸 수 있는 것으로 생각하고 있다. 하지만 흠이나 손상이 조금이라도 생기면 버리는 것이 좋다. 또한 플라스틱을 식기세척기나 전자레인지에 절대로 넣지 말 것을 권한다. 열을 가하면 BPA, BPS 등의 화학물질이 녹아 나오기 때문이다. 당신은 그 주변에 있고 싶지 않을 것이다.” 비스페놀A의 규제는 강화 추세다. 유럽연합(EU) 집행위는 지난 6일 플라스틱 식품용기 내의 함유량을 제한하는 규정을 채택했다. 최대 허용량을 기존의 10분의1 이하로 줄이며 3세 이하 영·유아용 플라스틱 물병과 컵 등에는 사용을 전면 금지한 것이다. 우리나라도 영·유아용 제품에 이 같은 규제를 적용한다고 지난달 말 행정예고를 한 상태다. 지금까지는 미국처럼 젖병(젖꼭지)만이 금지 대상이었다.
  • [달콤한 사이언스] 소음 속에서도 내가 원하는 소리가 들리는 이유

    [달콤한 사이언스] 소음 속에서도 내가 원하는 소리가 들리는 이유

    많은 사람들이 몰려 있어 시끌벅적한 커피점에서도 내 이름을 부르는 소리를 또렷하게 들을 수 있는 이유는 뭘까. 길을 걸을 때 다른 사람들의 발자국 소리는 들리는데 정작 자신의 발자국 소리를 듣지 못하는 이유는 무엇일까. 미국 듀크대 의대 신경생물학과, 뉴욕대 신경과학센터 공동연구팀은 멀리 떨어져 있는 다른 사람이 내는 발자국 소리는 들으면서 정작 자신의 발자국 소리를 듣지 못하는 뇌 속 메커니즘을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 12일자에 발표했다. 정상적인 청력 기능을 갖기 위해서는 운동 관련 소리와 주변 환경에서 나오는 소리를 예측하고 구분할 수 있어야 한다. 그렇지만 아직까지 우리 뇌가 움직임으로 인한 소리를 예측하는 메커니즘에 대해서는 명확히 밝혀내지 못한 상태다. 연구팀은 이를 확인하기 위해 ‘음향 가상현실 시스템’을 구축해 생쥐가 환경 소음을 어떻게 처리하는지 신경 회로 메커니즘을 관찰했다. 그 결과 생쥐들은 아무리 조용한 환경에 놓여 있더라도 자기의 발자국 소리를 무시할 수 있는 ‘감각 필터’를 작동시킨다는 사실을 확인했다. 생쥐는 생존을 위해서 자신의 천적인 고양이가 접근하는 소리를 탐지해야 한다. 이 때문에 조용한 상황에서도 자신의 발자국 소리에 고양이의 발자국 소리가 묻히면 안되기 때문에 자신의 발자국 소리를 의도적으로 무시하는 뇌 메커니즘을 작동시키게 되는 것이다. 연구팀은 이처럼 의도적으로 소리를 무시하고 예상하거나 상상하는 소리를 듣는 뇌 작동 방식은 사람의 경우 악기연주나 말하기 같은 복잡한 인간 행동에 있어서도 중요하다고 설명하고 있다. 또 이 같은 뇌 회로가 오작동을 일으킬 경우 조현병이나 소리에 대한 망상증에 시달릴 수 있게 된다고 연구팀은 말했다. 리처드 무니 듀크대 의대 교수는 “이번 연구를 통해 발견한 뇌의 예측회로는 생존을 위해 진화된 뇌 기능인데 이것이 과잉반응할 경우 환각과 조현병 같은 각종 신경증 증세를 유발시킬 수 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 초파리의 비행 모습 완벽 재현한 소형 로봇 개발

    초파리의 비행 모습 완벽 재현한 소형 로봇 개발

    여름과 초가을 불을 끄고 누워 있노라면 ‘앵’하는 모기소리에 잠을 깨곤 한다. 불을 켜고 모기를 잡으려고 하지만 쉽지는 않다. 음식물 쓰레기 주변을 돌아다니는 초파리 역시 잡기란 쉽지 않다. 네덜란드 델프트공대 미세비행체연구실, 바헤닝언 실험동물학그룹 공동연구팀이 파리 같은 작은 곤충들의 비행 모습을 그대로 재현한 ‘델플라이 님블’이라는 비행로봇을 개발하고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 14일자에 발표했다. 곤충은 먹이를 사냥하거나 천적에게서 달아날 때 빠르게 방향을 바꾸거나 공중에서 제자리 비행을 하는 등의 모습을 보인다. 이 때문에 로봇 공학자들은 이 같은 비행 곤충을 모사하기 위해 많은 노력을 한다. 그렇지만 작고 가벼우며 에너지 효율이 높은 비행로봇을 만들기란 쉽지 않다. 연구팀은 얇은 비닐을 날개로 몸체 양쪽에 붙인 델플라이 님블을 만드는데 성공했다. 날개를 완전히 편 상태 길이가 33㎝, 무게 29g으로 초파리보다 55배 정도 크다. 또 초당 17번의 날개짓으로 시속 25㎞의 속도로 5분간 비행이 가능하다. 특히 초파리처럼 꼬리가 없는 델플라이 님블은 날개짓만으로 모든 움직임을 구현할 수 있다는 장점이 있다.연구팀은 여러 형태의 비행실험을 한 결과 유턴과 비슷한 형태의 뱅크턴, 직각의 방향전환, 제자리 비행 같은 민첩한 비행을 재현하는데 성공했다. 이와 함께 델플라이 님블을 이용해 초파리의 비행을 유체역학, 비행역학적으로 설명할 수 있게 됐다. 마테 카라섹 델프트공대 교수는 “이번 연구를 통해 초파리의 날렵한 움직임 등 동물학적 이해를 넓힐 수 있게 한 것은 물론 드론의 새로운 응용가능성을 열었다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 60년간 2000배 늘어난 우주쓰레기

    60년간 2000배 늘어난 우주쓰레기

    초속 8㎞로 돌면서 통신위성 등 위협 자동파괴·대기권 소각·그물 수거 연구 군사위성 비공개… 우주교통관리 골치# 올 초 중국의 실험용 우주정거장 ‘톈궁 1호’가 지구에 추락할 것으로 예상되면서 세계 각국은 비상이 걸렸다. 지구 대기권에 진입하면서 대부분이 소멸되겠지만 만에 하나 작은 조각이라도 인구밀집지역에 추락하는 경우 심각한 피해가 예상됐기 때문이다. 다행히 ‘톈궁 1호’의 잔재는 남태평양 해상에 떨어져 아무런 피해는 없었다. # 유럽우주국(ESA)에서 2010년 환경 감시 및 연구 목적으로 발사한 크라이오샛2(CryoSat2)는 지난 7월 2일 임무 고도인 700㎞ 상공을 돌고 있었다. 그런데 지상관제국에서 위성을 향해 작은 우주 파편조각이 날아오고 있다는 사실을 발견하고 긴급 강제 조종 모드로 바꿔 가까스로 충돌을 피했다. 1억 4000만 유로(약 1829억원)가 투입된 위성이 무용지물이 될 뻔한 위기일발의 순간이었다. ●인공위성 95% 수명 다해 ‘좀비’ 전락 1957년 10월 인류 최초의 인공위성 ‘스푸트니크1호’가 발사된 이후 수많은 위성이 우주로 올라가면서 토성의 고리처럼 지구 주변을 떠다니고 있다. 그런데 현재 지구 주변을 돌고 있는 위성 중 약 95%는 수명이 다해 더이상 작동하지 않는 ‘좀비’ 위성이다. 여기에 로켓 잔해, 위성에서 떨어져 나간 페인트 조각, 나사, 심지어 우주비행사가 우주 유영 중에 놓친 공구까지 수많은 우주쓰레기가 지구를 둘러싸고 있다.이런 우주쓰레기들은 지구 궤도를 초속 8㎞라는 엄청나게 빠른 속도로 돌고 있다. 운동하는 물체의 에너지는 속도의 제곱에 비례하기 때문에 1㎝ 이하의 작은 조각이라도 정상 작동하는 인공위성과 충돌할 경우 치명적인 결과를 가져온다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 최신호에서는 민간 우주기업이 증가하면서 지구 주변을 도는 우주쓰레기들도 기하급수적으로 늘어나 우주공학자들의 골칫거리가 되고 있다는 분석 리포트를 발표했다. ESA가 지난 5월 발표한 ‘우주환경 연간 분석보고서’에 따르면 1957년 이후 우주 물체는 1970년대 2000개, 2000년대 7500개, 2017년 현재는 2만여개에 이른다. 지난해에는 전 세계적으로 400개 이상의 위성이 발사됐다. 이는 2000년대와 비교했을 때 4배 이상 증가한 숫자다. ●부딪치면 파편 생겨 기하급수적 증가 미국 퍼듀대 항공우주공학과 캐럴린 프루에 교수는 “각종 우주물체가 지구 궤도를 가득 채우면서 우주공학자들은 이들과의 충돌을 피하기 위해 다양한 방안을 고민하고 있지만 잠재적 충돌 위험성은 점점 커질 것”이라고 지적했다. 프루에 교수는 “문제는 우주쓰레기와 부딪친 위성들이 파괴되면서 수많은 파편들을 또 만들어 내기 때문에 우주쓰레기의 숫자는 기하급수적으로 늘어날 수밖에 없다는 것”이라고 말했다.이에 우주공학자들은 고열을 이용해 우주쓰레기를 태우거나 압축하는 방안, 위성이 수명이 다 되면 완전 분해에 가깝게 자체 파괴되도록 하는 방법, 우주쓰레기 수거용 위성을 발사해 거대한 그물로 수거하는 방안들을 연구 중인 것으로 알려져 있다. 지상에서 우주쓰레기에 레이저를 발사해 경로를 바꾼 뒤 지구로 떨어지도록 해 대기권에서 태워버리는 방법도 구상되고 있지만 당장 현실화되기는 어렵다는 평가다. 이 때문에 또 다른 우주공학자들은 우주공간에 떠다니는 우주물체들의 정확한 위치를 파악해 새로운 위성을 우주쓰레기와 다른 궤도에 올리는 ‘우주교통관리’ 시스템을 구축하는 것이 현실적이라고 지적하고 있다. 그러나 텍사스 오스틴대 모리바 자 교수는 “우주쓰레기로 인한 위협을 최소화하기 위해서는 각국 정부에서 군사적 목적으로 발사된 위성들의 정보까지 모두 포함시켜야 하는데 이들에 대한 정확한 정보가 없다는 것이 우주교통관리 시스템 도입에 걸림돌”이라고 지적하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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