귀여운 고양이 한 마리가 밖에서는 절대 볼 수 없는 완전히 밀폐된 상자 속에 갇혀 있습니다. 상자 안에는 치명적인 독약인 청산가리가 담긴 병이 있습니다. 독극물 병 위에는 망치가 있고 망치는 방사능을 측정하는 가이거 계수기와 연결돼 있습니다. 방사능이 감지되는 순간 망치가 떨어져 병은 깨지고 청산가리 가스가 흘러나와 고양이는 죽게 됩니다. 상자 안에는 시간당 50%의 확률로 핵붕괴하는 우라늄도 들어 있습니다. 한 시간 뒤 우라늄이 붕괴되면서 방사능을 내뿜어 가이거 계수기를 작동시킬 확률이 50%라는 말입니다. 한 시간 뒤 상자 속 고양이는 어떻게 됐을까요. 정답은 ‘상자를 열기 직전까지는 살아 있거나 죽어 있는 상태가 섞여 있으며 상자를 여는 순간 양자 상태가 무작위로 바뀌어 죽거나 살아 있게 된다’입니다. 상식적으로 도저히 이해할 수 없는 이 설정이 바로 물리학과, 화학과 학생들을 멘붕에 빠뜨려 양자역학을 포기하게 만든다는 ‘슈뢰딩거의 고양이 역설’입니다. 지난해 세상을 떠난 영국의 물리학자 스티븐 호킹마저도 ‘누군가 슈뢰딩거의 고양이 이야기를 꺼낸다면 난 조용히 총을 빼들 것’이라고 말했을 정도입니다. 독일 물리학자 베르너 하이젠베르크가 만든 불확정성 원리는 간단히 말하면 원자나 분자 같은 미시세계에서는 입자의 위치와 운동량을 둘 다 정확하게 측정할 수 없다는 것입니다. 하나를 측정하는 동안 다른 하나가 변해 버리기 때문이라는 것입니다. 고전물리학에서와 달리 입자의 물리적 상태를 확률적으로만 설명할 수밖에 없다는 것이지요. 오스트리아 물리학자 에르빈 슈뢰딩거는 파동방정식을 만들어 양자역학을 완성했다는 평가를 받았지만 양자역학의 확률론적 해석을 도저히 받아들일 수 없었습니다. 그래서 양자역학의 확률론을 논박하기 위해 만들어 낸 사고 실험이 바로 ‘슈뢰딩거의 고양이 역설’이었습니다. 그런데 미국 예일대 응용물리학과, 예일양자연구소, IBM 왓슨연구센터, 뉴질랜드 오클랜드대 광자·양자기술센터, 프랑스 컴퓨터과학연구소(INRIA) 공동연구팀이 큐비트로 알려진 양자 정보를 포함한 인공원자를 이용해 양자도약을 사전 예측할 수 있는 시스템을 만들어 냈습니다. 오랫동안 양자역학을 지탱해 온 양자중첩과 예측불가능성이라는 개념을 뒤집었다고 평가를 받는 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 6월 4일자에 실렸습니다. 양자도약은 원자 내부에서 전자가 불연속적으로 궤도를 움직이는 현상입니다. 전자가 어느 위치에 있을지는 확률적으로 알 수밖에 없기 때문에 언제 어떻게 양자도약이 일어나는지를 예측하는 것은 불가능한 일이었습니다. 연구팀은 알루미늄 상자에 둘러싸여 있는 초전도 인공원자에 마이크로파를 쪼인 뒤 ‘이중 간접 모니터링 방식’으로 인공원자를 관찰하는 동시에 양자도약을 예측해 내는 데 성공한 것입니다. 이번 기술은 양자컴퓨터를 개발할 때 정보를 포함하는 큐비트를 손쉽게 제어할 수 있게 해 양자 데이터를 안정적으로 관리할 수 있게 해줄 것으로 기대되고 있습니다. 이번 연구에서도 볼 수 있듯이 과학에서는 깨지지 않을 것 같은 이론도 끊임없는 연구를 통해 새로운 사실이 밝혀져 뒤집힐 수 있습니다. 20세기 초 물리학사에서만 보더라도 과학자들이 상대편과 끊임없는 사고 실험과 논쟁을 통해 현대물리학을 만들었습니다. ‘우리는 맞고 너희는 틀리다’는 언행을 보이면서 ‘과학적, 합리적 태도와 사고방식’을 입에 올리는 것은 정말 웃기는 일입니다. edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 생명체 유지와 유전정보 전달을 위한 필수 대사과정인 염색체 복제에 관여하는 단백질의 핵심 작동원리를 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 유전체 항상성 연구단과 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 공동연구팀은 염색체 복제가 끝나면 DNA와 결합하는 PCNA라는 단백질이 결합되고 분리되는 메커니즘을 분자수준에서 밝혀내고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3일자에 발표했다. 염색체 복제는 DNA 생성에 관여하는 단백질들이 DNA와 결합하는 것으로 시작된다. 특히 고리형태의 PCNA 단백질은 바늘구멍에 실이 꿰어진 형태로 DNA와 결합해 염색체를 복제하고 손상된 염색체를 복구한다. 이 과정이 끝나면 PCNA와 DNA는 분리된다. 그러나 이 때 PCNA와 DNA가 분리되지 않고 계속 결합된 상태로 머물러 있게 되면 염색체에 돌연변이가 발생한다. 연구팀은 이런 염색체 돌연변이는 암이나 각종 유전질환을 일으킬 수 있다고 앞선 연구를 통해 밝혀냈다. 그렇지만 PCNA와 DNA가 분리되는 정확한 원리는 파악하지 못했다.그런데 연구팀은 PCNA와 DNA의 결합, 분리를 추적할 수 있는 실험방법과 실시간으로 결합과 분리를 관찰할 수 있는 ‘단분자 형광 이미징‘ 기술을 활용해 관찰했다. 그 결과 ATAD5-RLC라는 단백질이 PCNA 단백질의 고리를 열어 DNA를 분리시켜 염색체 복제 과정을 종료시킨다는 사실을 밝혀내고 ATAD5-RLC 단백질의 구조까지 확인했다. 이번 연구는 염색체 복제 과정, 손상복구 과정이 정상적으로 종료되지 않으면 유전정보의 변형이 일어난다는 사실을 분자적 수준에서 처음으로 밝혀낸 것이다. 명경재 IBS 유전체 항상성 연구단장은 “이번 연구는 생명체 필수 대사과정인 염색체 복제를 이해하기 위한 중요한 정보를 파악함으로써 생명의 근원을 이해하는데 한걸음 더 다가가게 해줬다”라며 “염색체 복제 오류는 암 같은 질환을 유발시키는 만큼 유전정보 이상으로 발생하는 병의 근본 원인을 규명하고 새로운 치료법을 개발하는데 도움을 받을 수 있을 것”이라고 말했다.유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가장 비싼 명동 화장품점 네이처리퍼블릭 공시지가 2배 급등… 보유세 50%까지 늘어 정부 “年 5% 제한돼… 임대료 폭탄 없을 것” 올해 전국 3353만 필지의 땅값이 전년보다 평균 8.03% 오르면서 토지 소유자들이 내야 할 재산세와 종합부동산세 등 보유세도 늘어난다.30일 국토교통부와 원종훈 KB국민은행 WM스타자문단 세무팀장 등에 따르면 전국에서 가장 비싼 땅인 서울 중구 충무로1가 ‘네이처리퍼블릭’(169.3㎡) 화장품 판매점 토지 소유자는 재산세 및 종부세로 1억 2209만원을 내야 한다. 네이처리퍼블릭의 ㎡당 공시지가는 지난해 9130만원에서 올해 1억 8300만원으로 2배 이상(100.44%) 급등했다. 이에 따라 보유세 부담 역시 지난해 8139만원에서 세 부담 상한인 50%까지 늘었다. 이처럼 고가 상업·업무용 건물이 몰려 있는 지역을 중심으로 고가 토지 소유자의 세 부담이 커질 것으로 보인다. 국토부에 따르면 서울 서초구 서초동의 한 상업용 토지(803.6㎡)의 공시지가는 지난해 ㎡당 2489만원에서 올해 2891만원으로 16.15% 올랐다. 토지 소유자가 올해 내야 할 보유세는 1억 879만원으로 지난해 9111만원보다 19.4% 늘었다. ‘뜨는 상권’으로 분류되는 서울 마포구 망원동의 상업용 토지(79㎡) 공시지가는 같은 기간 ㎡당 931만원에서 1045만원으로 올랐다. 이에 따라 보유세는 161만원에서 14% 오른 184만원으로 집계됐다.땅값이 많이 오른 지역의 보유세가 늘어난 만큼 임대료를 올려 세입자에게 부담이 전가될 수 있다는 우려가 나오는 이유다. 다만 정부는 상가임대차보호법 시행 등으로 공시지가 상승이 임대료 인상으로 이어지지 않을 것으로 전망한다. 최근 개정된 상가임대차보호법으로 최대 10년간 임대료를 연 5% 이상 올릴 수 없다. 앞서 국토부는 지난 2월 전국 표준지 50만 필지의 공시지가를 산정하면서 시가가 ㎡당 2000만원이 넘는 고가 토지의 공시지가를 집중적으로 올렸다. 정부의 이런 공시가격 현실화 방침은 개별 공시지가에도 영향을 미쳤다. 개별 공시지가는 표준지 공시지가를 기준으로 지방자치단체가 산정한 뒤 감정평가사 가격검증, 시군구 부동산가격공시위원회 심의를 거쳐 최종 결정된다. 정부가 정한 표준 단독주택 공시가격과 지자체가 정한 개별 단독주택 공시가격 인상률이 최대 7% 포인트 정도 차이 나면서 형평성 논란이 일기도 했다. 이번에 발표된 개별 공시지가와 표준지 공시지가 간 인상률 격차는 1.39% 포인트다. 김규현 국토부 토지정책관은 “격차에 대한 지적이 있어 지자체가 개별지 공시지가를 산정할 때 논란이 없도록 신경을 많이 쓴 것 같다”고 말했다. 개별 공시지가 상승률이 가장 높은 곳은 서울 중구(20.49%)로 광화문광장 조성 사업 등이 영향을 미쳤다. 이어 강남구(18.74%), 영등포구(18.20%), 서초구(16.49%), 성동구(15.36%) 등 상위 5곳 모두 서울에서 차지했다. 국토부 관계자는 “강남구의 경우 현대자동차그룹의 신사옥인 글로벌비즈니스센터(GBC) 개발부지 지구의 공시지가가 크게 상승하면서 지역 전체 상승률을 3% 포인트가량 올렸다”고 말했다. 서울 주거지역 가운데 가장 비싼 강남구 대치동 ‘대치SK뷰 아파트’ 부지는 ㎡당 1909만원으로 지난해(1362만원)보다 40%가량 올랐다. 하지만 지역 경제가 침체된 전북 군산시(0.15%)와 경남 창원시 성산구(0.57%), 경남 거제시(1.68%) 등은 상대적으로 상승폭이 낮았다. 이날 개별 공시지가를 마지막으로 올해 토지·주택 등 부동산 공시가격 발표가 마무리됐다. 이번 개별 공시지가에 이의가 있으면 오는 7월 1일까지 해당 토지의 소재지 시·군·구청을 방문해 이의신청서를 제출하거나 팩스 또는 우편으로 접수하면 된다. 장진복 기자 viviana49@seoul.co.kr

주변 흙에서 금을 끌어당겨 자기 몸에 두르는 진균(곰팡이)의 존재가 처음으로 확인됐다. ABC 뉴스와 가디언 등 외신에 따르면, 호주 연구진이 서호주 퍼스에서 남쪽으로 약 100㎞ 거리에 있는 보딩턴 광산 인근 지역에서 채취한 특정 진균이 자기 몸에 금을 부착하는 능력을 지녔다는 사실을 발견했다. 호주연방과학원(CSIRO)과 서호주대 등 연구진은 보딩턴에서 채집한 토양 표본을 실험실로 가져왔으며, 거기서 다른 균들과 분리해 순수 배양한 ‘푸사리움 옥시스포름’(Fusarium oxysporum)이라는 학명의 이 진균 균주를 자세히 관찰했다. 참고로 이 진균은 전 세계에서 흔히 발견되며 바나나 등의 작물을 공격하는 것으로도 유명하다. 그 결과, 금으로 자기 몸을 덮은 진균이 그렇지 못한 진균보다 더 크게 자라고 더 빨리 퍼지는 것으로 나타났다. 이는 해당 진균이 금을 자기 몸에 부착해서 얻는 생물학적인 혜택이 있을 수 있다는 것. 이에 대해 이번 연구를 주도한 CSIRO의 지구미생물학자 칭 보후 박사는 “균류는 알루미늄과 철 망간 그리고 칼슘 등 금속을 산화·환원시킬 뿐만 아니라 나뭇잎과 나무껍질 등 유기물질을 분해하거나 재활용하는 데 꼭 필요한 역할을 하는 것으로 잘 알려져 있다”면서도 “그렇지만 금은 화학적으로 비활성이므로 이런 상호 작용은 매우 이례적이면서도 놀라웠다”고 말했다. 이어 “직접 보고 나서야 믿어야 한다는 것을 알았다”고 덧붙였다. 또 연구진은 이 연구에서 이 진균이 금을 분해할 수 있는 초산화물(슈퍼옥시드)로 불리는 화학물질을 생성하는 것을 발견했다. 뿐만 아니라 용해된 금을 다시 나노 입자의 형태로 고체화하는 다른 화학물질도 만들어내는 것을 확인했다. 이에 대해 연구진은 금은 이 진균이 어떤 형태의 탄소를 분해할 때 돕는 촉매 역할을 하는 것으로 생각된다고 설명했다. 현재 연구진은 이 진균이 왜 금과 상호 작용하는지부터 이 균을 지표 삼아 더 많은 금이 묻혀 있는 광산을 찾을 수 있는지 분석하고 모형화하는 추가 연구를 진행하고 있다. 자세한 연구 결과는 ‘네이처 커뮤니케이션’ 최신호(23일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

세계 청정 자연에서 찾은 뷰티 에너지를 전하는 네이처리퍼블릭은 지난 26일 오후 인도네시아 수도 자카르타에 위치한 초대형 쇼핑센터인 코타 카사블랑카에서 전속모델 EXO(엑소)와 글로벌 팬 6만여 명이 함께한 팬사인회가 성황리에 종료됐다고 27일 밝혔다. 이번 행사는 동남아시아 전용으로 개발한 프리미엄 미백 라인 ‘어라운더네이처’의 글로벌 론칭을 기념해 마련됐다. 네이처리퍼블릭은 현지 소비자들이 미백 효과에 높은 관심을 보이는 것에 주목하며 동남아 지역 파트너사들과 2년 간의 노력 끝에 공동 기획으로 제품을 출시했다고 설명했다. 이와 함께 신규 미백 라인의 첫 선을 보이는 무대로 가장 빠르게 성장하고 있는 인도네시아를 선택했다. 네이처리퍼블릭은 인도네시아에 지난해 진출해 현재 25개 단독 매장을 운영중이며, ‘네이처 홀릭’이라고 불리는 팬덤이 자생적으로 생겨날 정도로 큰 인기를 누리고 있다. 네이처리퍼블릭의 EXO 팬사인회는 코타 카사블랑카 몰 대규모 야외 특설무대에서 열띤 분위기 속에 진행됐다. 섭씨 30도를 넘는 덥고 습한 날씨에도 불구하고 EXO의 인기를 보여주듯 행사 10시간 전부터 몰려든 글로벌 팬들과 쇼핑몰에 방문한 시민, 취재진까지 몰리면서 주변 일대가 마비됐으며, 쇼핑몰에서는 안전상의 이유로 출입을 통제하는 사태까지 빚어졌다. 행사장에 설치된 대형 전광판에서 EXO와 함께한 ‘보송 선스틱’ 등의 영상이 소개되자 콘서트장을 방불케 하듯 ‘네이처 홀릭’들은 연신 EXO와 네이처리퍼블릭을 부르며 행사에 대한 기대감을 증폭시켰다. EXO가 무대에 등장하자 팬사인회에 모인 팬들은 뜨거운 함성을 보내며 스마트폰 카메라로 연신 현장을 담는 등 열렬히 환호했다. 오랜 기다림 속에 눈물을 보인 팬들도 있었으며 이에 화답하듯 EXO 멤버들은 팬들을 향해 감사 인사를 전했다. 행사 중간에 ‘어라운더네이처’ 원료 영상 공개와 함께 EXO가 직접 제품을 소개하며 사용해 본 소감까지 전해 이목을 집중시켰으며, 인도네시아 방문 기념으로 네이처리퍼블릭의 현지 파트너사가 전통의상인 ‘바틱’을 선물하자 EXO는 인도네시아어로 ‘뜨리마 까시(감사합니다)’라고 말하며 환대에 대한 감동의 마음을 전하기도 했다.또한 글로벌 팬들이 최근 생일을 맞은 EXO 수호를 축하하기 위해 준비한 깜짝 이벤트로 한국어 떼창의 생일 축하 노래가 행사장에 울려 퍼지자 분위기는 절정에 다달았다. 마지막으로 단체 사진 촬영에서 EXO 멤버들은 손하트 포즈로 환한 미소를 지었으며, 팬들은 응원 슬로건을 펼치며 피날레를 장식했다. 네이처리퍼블릭은 함께 하지 못한 수많은 글로벌 팬들을 위해 한국과 인도네시아 공식 인스타그램 채널에서 라이브 방송을 통해 현장의 열기를 그대로 전했으며, 행사에 대한 관심을 증명하듯 접속자가 몰리면서 누적 접속자수가 50만을 기록했다.한편 네이처리퍼블릭은 아세안 최대 경제 대국이자 인구 2억 6천만명 규모의 소비 시장으로 주목받고 있는 인도네시아의 잠재력을 높게 평가해 신제품 ‘어라운더네이처’를 올해 상반기까지 독점 판매한 후 태국과 미얀마 등 인근 동남아 시장에 출시할 예정이다. 기존 화장품 업체와는 차별화된 머천다이징 전략과 SNS를 통해 전세계 고객과의 소통을 활발히 전개해 현지 시장 내에서 글로벌 코스메틱 브랜드로 입지를 강화할 계획이다. 사진=네이처리퍼블릭 손진호 기자 nasturu@seoul.co.kr

중생대 백악기와 쥬라기 시대에 지구를 지배했던 생물은 덩치가 어마어마하게 큰 공룡들이었다. 그러나 어느날 갑자기 소행성과 충돌해 지구 환경이 급격하게 변하면서 공룡들은 순식간에 사라져버렸다. 현재 지구를 지배하고 있는 것은 ‘사람’이다. 과연 먼 미래에도 지구에 사람이 있을까. 한국에서 인기작가로 자리잡은 프랑스 소설가 베르나르 베르베르가 2015년 발표한 ‘제3인류’는 인류의 종말을 막기 위해 몸집이 15㎝ 안팎의 작은 사람들을 만들어 내면서 벌어지는 일들을 다루고 있는 작품이다. 그런데 최근 과학자들이 100년 뒤가 되면 포유류나 조류의 몸집이 지금보다 작아지고 작은 몸집을 가진 동물들이 지구에 번성하게 될 것이라는 예측을 내놨다. 영국 사우샘프턴대 생물과학부, 지리및환경과학부, 국립해양과학센터, 캐나다 뉴펀들랜드 메모리얼대 해양과학과 공동연구팀은 다음 세기 동안 포유류의 평균 체중은 지금보다 25% 정도 감소할 것이며 다음 세기에는 작은 몸집의 조류와 포유류가 번성하게 될 것이라는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 24일자에 발표했다. 연구팀은 육지에서 살고 있는 1만 5484종의 포유류와 조류에 초점을 맞추고 체중, 한 번에 낳는 새끼나 알의 수, 서식지의 다양성, 먹이, 세대 간격이라는 다섯 가지 특징을 조사했다. 이와 함께 멸종 가능성이 높은 동물들을 살펴보기 위해 국제자연보전연맹(IUCN)의 적색리스트를 분석했다. IUCN 적색리스트는 전 세계 동식물종의 멸종위기를 평가한 것이다. 연구팀은 이들 데이터를 바탕으로 몸집의 감소율과 생물다양성 손실에 대해 분석했다. 그 결과 다음 세기에 포유류 평균 체중은 25% 정도 감소할 것으로 전망됐다. 이는 마지막 간빙기인 13만년 전부터 현재까지 포유류 크기 감소율이 14%인 것을 고려한다면 엄청나게 빠른 속도이다. 이 때문에 미래에는 작고 수명이 짧아 세대 교체가 빠르고 다양한 서식지에서 사는 것이 가능한 동물들이 지배종이 될 것이라고 연구팀은 전망했다. 이 같은 전망에 따르면 미래의 승리자는 생쥐 같은 설치류, 참새 같은 조류 등이다. 이에 비해 수명이 길고 특정한 서식환경이 필요한 동물인 독수리 등 수리과 조류나 검은코뿔소 등은 필연적으로 멸종할 수 밖에 없을 것이라는 전망을 내놨다. 사실 이렇듯 조류와 포유류의 멸종과 몸집이 작아지는 것의 가장 큰 원인은 ‘인류’라고 연구팀은 설명했다. 무분별한 벌목, 사냥, 집약적 농업, 도시화, 지구온난화 등 사람이 만들어 내고 있는 생태계에 대한 각종 부정적 영향은 동물종의 소형화와 멸종을 불러일으킨다는 것이다. 문제는 동물종의 소형화는 장기적인 생태, 진화의 지속가능성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 점이다. 펠릭스 아이겐브로드 영국 사우샘프턴 생물과학부 교수는 “이번 연구에서 제시한 포유류와 조류의 몸집이 줄어들 것이라는 예측은 생태학적으로 우연히 발생하는 것이 아니라 특정 생물이 그들의 특성과 생태학적 변화에 대한 취약성으로 인해 도태된다는 것이 문제”라며 “이번 연구를 통해 멸종 위험이 있는 종을 어떻게 보존해고 인류가 이들의 서식지와 생태계에 미치는 영향이 무엇인지를 명확히 알게 됐다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

달은 수수께끼 행성이다. 무엇보다 위성 주제에 지나치게 크다. 지름이 지구의 27%이다. 태양계의 위성 185개 중 1위다. 2위 트리톤은 해왕성의 5.5%에 불과하다. 애초에 어떻게 탄생했을까. 학계에서 널리 받아들여지는 것은 대충돌 이론이다. 지구가 생겨난 지 1억년 뒤인 약 44억년 전 화성 크기의 원시행성 ‘테이아’가 지구와 충돌했다는 것이다. 이때 녹아 버린 충돌체와 지구의 일부가 우주 공간으로 쏟아져 나간다. 대부분은 다시 지구로 떨어져 내리지만 달 질량의 두 배가 넘는 파편이 지구 궤도에 남았다. 그 일부가 뭉쳐져 아기 달이 된다는 시나리오다. 달이 지닌 또 하나의 미스터리는 앞면과 뒷면의 지형이 전혀 다르다는 점이다. 언제나 지구를 향한 앞면에는 ‘바다’로 불리는 거대한 평원이 존재한다. 뒷면은 움푹 파인 크레이터로 덮여 있다. 1960년대 우주선이 달의 뒷면을 처음 촬영하면서 확인됐다. 이 문제를 설명하려는 이론이 2011년 발표된 ‘두 개의 달’ 가설이다. 대충돌 후 지구 궤도에 떠 있던 파편에서 또 하나의 작은 달이 형성됐다는 것이다. 작은 달은 몇천만 년 후 초속 2.4㎞로 큰 달의 뒷면에 충돌했다. 그 충격으로 지하의 마그마가 달 앞면으로 분출돼 크레이터를 메우는 바람에 평탄한 바다 지형이 생겼고, 뒷면에는 산악지대가 형성됐다는 것이다. 이것은 유력한 이론이지만 전부를 설명하지는 못한다. 2012년 미국 그레일 탐사선이 보내온 상세한 자료를 보자. 이에 따르면 뒷면은 마그네슘과 철이 풍부한 추가 지각을 지니고 있으며 앞면보다 지형이 10㎞ 이상 높다. 지각의 두께, 화학적 조성이 크게 다르다는 말이다. 이를 설명하는 추가 이론이 지난 20일 미국지구물리학협회(AGU)가 발행하는 ‘지구물리학연구저널: 행성’에 실렸다. 중국 마카오공대 연구팀의 논문을 보자. 이에 따르면 두 개의 달이 합쳐지고 지각이 단단해진 뒤에 달에 거대한 물체가 부딪쳤다. 연구팀은 360건의 컴퓨터 시뮬레이션을 가동했다. 오늘날과 같은 결과를 낳으려면 태양계가 형성된 초기에 어떤 규모의 충돌이 있어야 하는가. 그 결과 지름 780㎞의 천체가 초속 6.3㎞의 속도로 달의 측면에 충돌하는 시나리오가 가장 유력한 것으로 나타났다. 크기는 왜(난쟁이)행성 세레스보다 조금 작고 속도는 지구로 떨어지는 별똥별의 4분의1 정도에 해당한다. 지름 720㎞에 초속 6.8㎞의 충돌 역시 비슷한 결과를 내는 것으로 나왔다. 이들 시나리오에 따르면 막대한 양의 충돌 물질이 튀어 올랐다가 떨어져 내렸다. 그 결과 원시 달의 뒤편 지각은 5~10㎞ 두께의 파편으로 덮였다. 이것이 그레일 탐사선이 탐지한 추가 지각이 됐다는 것이다. 연구팀에 따르면 이 충돌체는 지구 궤도를 돌던 초기의 두 번째 달이 아니라 태양 궤도를 돌던 왜행성이어야 한다. 새로운 충돌 이론은 지구와 달 표면의 동위원소 일부가 서로 다른 이유를 잘 설명해 준다. 칼륨, 인, 텅스텐182 등의 동위원소는 달이 이미 형성된 이후에 충돌을 통해 새로 유입됐다는 것이다. 이 이론은 달뿐 아니라 화성과 같이 비대칭적 구조를 지닌 다른 행성에 대해서도 통찰력을 제공해 준다고 전문가들은 말한다. 그리고 지구에 이례적으로 물이 풍부한 것도 앞서 테이아 충돌 덕분이라고 한다. 지난 20일 독일 뮌스터대학 연구팀이 ‘네이처 천문학’ 저널에 발표한 내용을 보자. 기존 연구에 따르면 지구의 물은 수분이 풍부한 탄소질 운석 덕분일 가능성이 크다. 이런 운석은 화성 바깥의 외행성계에서 날아온다. 연구팀은 지각 아래 맨틀층의 몰리브덴 동위원소 구성비를 조사했다. 이 원소는 탄소질 운석을 확인해 주는 ‘유전적 지문’ 역할을 한다. 그 결과 맨틀의 구성비가 철질 운석과 비철질 운석의 중간에 해당하는 것으로 나타났다. 그런데 몰리브덴은 철과 잘 결합하는 성질이 있기 때문에 철로 구성된 지구의 핵에 몰려 있어야 한다. 결국 맨틀에 있는 몰리브덴은 지구가 형성된 다음 철질 운석을 통해 유입된 것이다. 이것은 테이아에서 대량으로 전해진 것이라고 연구팀은 결론지었다. 지금까지 이 원시행성은 건조한 내행성계(암석 행성) 출신으로 생각됐으나 실은 물이 풍부한 외행성계 소속이라고 한다.

2010년부터 전 세계 모든 나라가 프레온가스(CFC-11)를 포함한 오존층 파괴 물질을 사용하거나 생산하지 않기로 몬트리올 의정서(1989년)를 통해 약속했으나 여전히 프레온가스가 대량으로 발생하는 지역이 있는 것으로 나타났다. 경북대 지구시스템과학부 박선영 교수 주도로 영국 기상청, 브리스틀대, 일본 국립환경연구소, 미 항공우주국(NASA) 고다드우주비행센터, 스위스 연방재료과학기술연구소, 호주 연방기후과학센터 등 6개국 13개 연구기관으로 구성된 국제공동연구팀은 오존층 파괴 주범 프레온가스가 중국 동부 지역에서 매년 7000t 이상 새로 배출되고 있다는 사실을 밝혀냈다. 앞서 지난해 미국해양대기관리청(NOAA)이 2012년을 기점으로 대기 중 프레온가스 농도의 감소 추세가 둔화되고 북반구에서는 농도가 다시 증가하고 있다는 관측 결과를 발표하기는 했으나 대량 발생 지역을 특정한 것은 이번이 처음이다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 23일자에 실렸다. 프레온가스는 2010년 이전 건축물이나 냉장시설의 폼 단열재 등에 쓰였기 때문에 오랫동안 지속 배출될 수 있지만 배출량 자체는 크지 않아 지금과 같은 배출량 증가는 유엔환경계획(UNEP) 오존사무국에 보고되지 않은 생산과 사용에 따른 결과로 보아 왔다. 그러나 정확한 증가량과 배출 지역은 밝혀내지 못한 상태였다. 연구팀은 동북아시아 대표 대기관측지점인 제주도 고산 온실기체관측센터와 일본 국립환경연구소 하테루마섬 관측소에서 2008~2017년 실시간 연속 관측된 대기 중 프레온가스 농도 자료와 대기·화학 역추정 시뮬레이션 모델을 이용해 정밀 분석했다. 그 결과 최근 전 지구적으로 증가된 프레온가스 배출량 상당 부분이 한반도와 서해를 마주하고 있는 산둥성과 허베이성을 중심으로 하는 중국 동부 지역에서 기원하는 것으로 밝혀졌다. 특히 이들 지역에서 2013년 이후 증가된 배출량은 연간 7000t에 이르는 것으로 확인됐는데 이는 전 지구 프레온가스 증가량의 약 60%에 해당된다. 반면 동일 기간 동안 북미 서부, 중미, 유럽, 호주에 위치한 국제대기관측네트워크(AGAGE) 관측소에서는 프레온가스 농도 증가 현상이 나타나지 않은 것으로 확인됐다. 박선영 경북대 교수는 “이번 연구는 장기적으로 수집된 대기 중 프레온가스의 정밀관측 결과와 입자확산 알고리즘의 종합분석을 통해 사용과 생산이 전면 금지된 프레온가스의 배출 증가량과 배출 지역을 처음으로 규명했다는 데 큰 의미가 있다”며 “새로 배출되고 있는 프레온가스는 오존층 회복을 위한 국제사회의 노력에 막대한 지장을 초래할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2010년부터 전 세계 모든 나라가 프레온가스(CFC-11)를 포함한 오존층 파괴 물질을 사용하거나 생산하지 않기로 몬트리올 의정서(1989년)를 통해 약속했으나 여전히 프레온가스가 대량으로 발생하는 지역이 있는 것으로 나타났다. 경북대 지구시스템과학부 박선영 교수 주도로 영국 기상청, 브리스틀대, 일본 국립환경연구소, 미국 미국항공우주국(NASA) 고다드우주비행센터, 스위스 연방재료과학기술연구소, 호주 연방기후과학센터 등 6개국 13개 연구기관으로 구성된 국제공동연구팀은 오존층 파괴 주범 프레온가스가 중국 동부지역에서 매년 7000t 이상 새로 배출되고 있다는 사실을 밝혀냈다. 앞서 지난해 미국해양대기관리청(NOAA)이 2012년을 기점으로 대기 중 프레온가스 농도의 감소 추세가 둔화되고 북반구에서는 농도가 다시 증가하고 있다는 관측 결과를 발표하기는 했으나 대량 발생 지역을 특정한 것은 이번이 처음이다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 23일자에 실렸다. 프레온가스는 2010년 이전 건축물이나 냉장시설의 폼 단열재 등에 쓰였기 때문에 오랫동안 지속 배출될 수 있지만 배출량 자체는 크지 않아 지금과 같은 배출량 증가는 유엔환경계획(UNEP) 오존사무국에 보고되지 않은 생산과 사용에 따른 결과로 보아왔다. 그러나 정확한 증가량과 배출 지역은 밝혀내지 못한 상태였다.연구팀은 동북아시아 대표 대기관측지점인 제주도 고산 온실기체관측센터와 일본 국립환경연구소 하테루마섬 관측소에서 2008~2017년 실시간 연속관측된 대기 중 프레온가스농도 자료와 대기-화학 역추정 시뮬레이션 모델을 이용해 정밀 분석했다. 그 결과 최근 전 지구적으로 증가된 프레온가스 배출량 상당부분이 한반도와 서해를 마주하고 있는 산둥성과 허베이성을 중심으로 하는 중국 동부 지역에서 기원하는 것으로 밝혀졌다. 특히 이들 지역에서 2013년 이후 증가된 배출량은 연간 7000t에 이르는 것으로 확인됐는데 이는 전 지구 프레온가스 증가량의 약 60%에 해당된다. 반면 동일 기간동안 북미 서부, 중미, 유럽, 호주에 위치한 국제대기관측네트워크(AGAGE) 관측소에서는 프레온가스 농도 증가 현상이 나타나지 않은 것으로 확인됐다. 박선영 경북대 교수는 “이번 연구는 장기적으로 수집된 대기 중 프레온가스의 정밀관측 결과와 입자확산 알고리즘의 종합분석을 통해 사용과 생산이 전면 금지된 프레온가스의 배출 증가량과 배출 지역을 처음으로 규명했다는데 의미가 크다”라며 “새로 배출되고 있는 프레온가스는 오존층 회복을 위한 국제사회의 노력에 막대한 지장을 초래할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가까운 미래사회를 그대로 보여주는 SF에 자주 등장하는 장면 중 하나는 신문처럼 둘둘 말거나 접을 수 있는 디스플레이로 책이나 뉴스를 읽는 것이다. 톰 크루즈가 주연으로 나온 영화 ‘마이너리티 리포트’에도 비슷한 장면이 등장한다. 더군다나 최근에는 스마트폰을 절반으로 접었다 펼쳤다 할 수 있는 폴더블폰이 등장해 SF 속 이야기가 현실로 다가오고 있음을 실감할 수 있다. 이 때문에 종이처럼 돌돌 말고 펼 수 있는 필름형태의 롤러블 디스플레이 개발에 대한 관심이 높아지고 있다. 중국 베이징대, 중국과학원 물리학연구소, 난징대, 칭화대, 푸단대, 남방과기대, 한국 기초과학연구원(IBS), 스위스 취리히연방공과대(ETH), 독일 막스플랑크 프리츠하버연구소 국제공동연구팀은 종이처럼 쉽게 말 수 있는 저전력, 고성능 롤러블 디스플레이 제작 원천기술을 개발하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 23일자에 발표했다. 롤러블 디스플레이가 가능하기 위해서는 원자 1~2개 층 두깨로 종잇장보다 수 백만배 얇은 2차원 소재가 필요하다. 원자 배열이 균일한 단결정 소재를 활용해 이를 구현한다면 작은 전력으로도 고성능을 낼 수 있는 전자기기가 가능하다.연구팀은 구리기판을 사용해 붕소(B)와 질소(N)가 삼각형 형태로 구성된 원자 1~2개 두께의 2차원 물질인 ‘화이트 그래핀’ 제조에 성공했다. 특히 지금까지는 가로, 세로 각각 수㎜ 크기로 밖에 만들지 못했지만 이번에는 세계 최초로 100㎠ 대면적으로 만든 것이다. 이는 반도체 제작공정에 바로 적용할 수 있는 크기로 평가받고 있다. 화이트 그래핀은 열과 방사선에도 강해 전자기기는 물론 항공기나 우주선처럼 가볍고 열적, 화학적 안정성이 요구되는 분야에 두루 활용 가능한 물질이다. IBS 다차원탄소재료연구단 펑 딩(울산과학기술원 특훈교수) 그룹리더는 “그래핀 등장 이후 물성이 우수하다고 알려진 2차원 소재들이 다양하게 등장했지만 제작기술 한계로 상용화가 아직 이뤄지지 못하고 있다”면서 “이번 연구는 2차원 단결정 소재의 대면적화를 위해 일반적으로 적용할 수 있는 일종의 제작공식을 고안해냈다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

40대 비중 3년새 8%P 낮아져 33%로 유아·어린이 식품 매출 450% 급신장 온라인 푸드마켓의 대세로 떠오른 ‘새벽 배송’의 주 고객은 30대 주부인 것으로 나타났다. 19일 온라인 프리미엄 푸드마켓 헬로네이처가 최근 3년간 이용고객 매출을 분석한 결과에 따르면 새벽배송 서비스가 강화된 지난해부터 2030세대의 이용 비중이 51%를 차지했다. 특히 30대는 2016년보다 12% 포인트 높아진 44%를 차지했고 20대도 5% 포인트 상승한 6%를 기록했다. 3년 전에는 40대 비중이 42%로 가장 높았고 50대는 17%, 60대 이상은 8%를 차지하는 등 40대 이상 중장년층의 이용이 가장 많았다. 그러나 쇼핑 수단과 시스템이 모바일, 새벽배송으로 바뀌면서 2030세대의 이용 비중은 급격히 늘어났다. 반면 40대의 구매 비중은 33%로 8% 포인트 내려앉았다. 50대(13%)와 60대 이상(4%) 비중도 모두 이전보다 줄었다. 30대 가운데서도 특히 여성, 육아를 하는 주부들이 새벽 배송 시장의 충성 고객이었다. 실제로 헬로네이처의 유아·어린이 먹거리 전용 코너인 베이비키친은 최근 3년간 매출신장률이 평균 450%에 달했다. 가격은 다소 비싸지만, 프리미엄 상품을 취급하는 온라인 푸드마켓을 처음에는 구매력이 높고 질을 우선시하는 중장년층이 주로 이용하다가 새벽 배송이라는 편의가 접목되자 2030세대로 소비층이 넓어진 것으로 분석된다. 헬로네이처 관계자는 “먹거리 다양성과 배송 편의를 추구하는 젊은 소비층이 유입되면서 새벽 배송은 성장기에 돌입했다”면서 “참신한 상품과 믿고 먹을 수 있는 품질, 합리적 가격으로 소비자들의 만족도를 높이겠다”고 말했다. 심현희 기자 macduck@seoul.co.kr

최근 대학 교수들이 대학원생들에게 연구가 아닌 각종 잡무를 맡기거나 심지어 본인 자녀들의 숙제를 시키거나 연구를 대신하도록 했다는 어처구니 없는 소식들이 자주 부각되고 있다. 훌륭한 연구자로 성장하기 위해 대학원을 갔는데 교수나 선배 연구자들의 하인 취급을 받는다는 소식이 공분을 사고 있는 것은 당연하다. 대학원생들의 스트레스는 비단 한국만의 일이 아니다. 벨기에에서는 박사과정 학생들은 다른 고학력 인구들보다 정신적 스트레스가 2배 이상 높고 3분의 1은 정신장애를 겪거나 위험도가 높다는 결과가 발표되기도 했다. 또 미국 애리조나대학에서는 자체 조사를 한 결과 박사과정 학생들의 75% 이상이 같은 연령대의 사람들보다 평균 이상의 스트레스를 받고 있다는 조사결과를 발표하기도 했다. 과학저널 ‘네이처’는 최근호 사설을 통해 영국 고등교육기금위원회가 이번주 영국 브라이튼에서 대학원생의 정신건강과 복지에 관한 ‘제1회 국제학술회의’를 개최한다고 보도했다. 이번 국제회의는 대학원에 입학해 연구하고 있는 박사과정 학생과 포스트 닥터(박사후과정 연구원)들의 정신건강을 단순히 개인의 문제로만 치부해서는 해결할 수 없다는 공감대에서 열리게 됐다. 특히 미래 연구자들인 대학원생들의 정신건강 문제는 개별 대학 뿐만 아니라 과학계 전체에서도 관심을 가져야 할 중요한 부분이라고 네이처는 지적했다. 개별 대학이나 일부 지역에서만 관련 데이터를 갖고 있어 대학원생들의 정신건강 문제에 대한 공통된 해결책을 마련하기가 쉽지 않다는 문제도 이번 회의에서 논의될 계획이다. 네이처는 “학계는 오랜 시간을 연구에 쏟아 붙는 것이 미덕이자 관행으로 삼고 있다”고 지적했다. 또 네이처 측은 “박사과정생은 물론 박사학위를 받은 뒤 본격적인 연구자의 첫 발을 내딪는 포스트닥터 연구원을 위해 연구 뿐만 아니라 정신적 문제도 관심을 갖고 관리할 수 있도록 대학측이 시스템을 갖추는 것이 필요하다”라며 “예비 과학자들에게 정신 건강관리는 미래 과학기술 발전을 위한 투자라고 볼 수 있다”라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우주 탐사 역사상 최초로 달의 뒷면에 착륙한 탐사선이 고대의 대충돌로 인해 달 내부에서 방출된 달 맨틀 표본을 발견한 것으로 보인다는 연구 결과가 나왔다. 이 연구는 앞으로 중국의 달 탐사로버 '위투 2호'가 달의 형성과 진화에 관련된 수수께끼를 푸는 데 도움이 될 것으로 예측했다. 이전 연구는 달이 새롭게 형성됐을 무렵, 태양계의 다른 암석형 천체들과 마찬가지로 고온의 달 표면에는 수백 마일 두께에 이르는 마그마의 바다로 덮여 있었을 것이라고 제안했다. 이 마그마 바다가 냉각되고 굳어짐에 따라 감람석과 같은 철과 마그네슘이 풍부한 고밀도 광물질이 기저부에서 결정화됐고, 사장석과 같은 실리콘과 알루미늄이 풍부한 보다 가벼운 광물질은 표면으로 떠올랐다. 현재 사장석이 달 표면의 98%를 뒤덮고 있는 것은 그 때문이다. 그러나 달의 형성과 진화에 대한 이 우세한 모델은 열띤 토론의 장에 올라 있다. 그것은 모델이 제안한 것처럼 달의 마그마 바다가 과연 광물질들이 분리된 결과로 나타나는 화학적-물리적 특성을 정확히 보여주는 혼합비를 가졌느냐 하는 문제가 여전히 불확실하기 때문이다. 달 초기의 신비를 푸는 데 도움이 되는 한 가지 방법은 달의 지각 아래 맨틀의 암석을 분석하는 것이다. 달의 앞면에서 이뤄진 미국항공우주국(NASA)의 아폴로 미션과 소련의 루나 탐사선은 모두 달의 맨틀 샘플을 채취하는 데 실패했다. 달은 지구와 중력으로 묶인 상태로 공전하므로 항상 한쪽 면만 지구를 향하는데, 이 면을 달의 앞면, 지구에서 안 보이는 면을 달의 뒷면이라 한다. 과학자들은 달의 내부 탐사를 위해 착륙선을 내려 달의 지각을 파는 것보다는 탐사선에서 충격탄을 발사해 달 내부의 암석 파편들을 수거하는 방법을 선호했다. 달의 뒷면 남극 가까이에 고대에 있었던 대충돌로 생겨난 에이트켄 분지가 있는데, 지름 약 2500㎞, 깊이 약 13㎞로 달 표면의 3분의 1을 뒤덮고 있다. "예컨대 에이트켄 분지 같은 매우 큰 충돌 크레이터는 달의 지각을 뚫고들어갔기 때문에 여기서 달 맨틀 샘플을 채취할 수 있다"고 연구에 참여한 중국과학원의 행성과학자 빈 리우 박사는 밝혔다. 현재 중국 과학자들은 위투 2호를 이용해 달의 맨틀에 관한 세부 사항을 최초로 밝혀내고 있다. 지난 1월 창어 4호 착륙선은 달의 남극 에이트켄 분지 안에 있는 186㎞ 너비의 폰 카르만 분화구 바닥에 위투 2호를 배치했다. 여기서 위투 2호는 전형적인 달 표면 물질과 현저하게 다른 광물질을 발견했는데, 연구자들은 72㎞ 떨어진 부근의 핀센 크레이터가 생성될 때 만들어진 것으로 보고 있다. 이 광물에서 반사된 빛의 파장을 분석한 결과, 감람석과 저 칼슘 휘석의 존재가 밝혀졌다. 이는 달의 상부 맨틀의 구성에 관한 모델의 예측과 일치하며, 냉각된 마그마 바다가 달의 표면을 뒤덮었다고 제안하는 달 형성-진화 모델을 뒷받침하는 것이라고 설명하는 빈 리우 박사는 이렇게 덧붙였다. "우리의 궁극적인 목표는달 맨틀 조성의 수수께끼를 풀어내는 것이다" 이번 연구결과는 세계적 학술지 '네이처' 5월 16일자에 게재됐다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

나무·균류·박테리아 다양한 공생 유지 이산화탄소 배출량 계속 늘어난다면 온대지역·아한대지역 산림에 치명적 균류와 공생하는 나무종 10% 사라져몇 년 전부터 ‘계절의 여왕’ 5월은 신록을 만끽할 수 있는 때가 아닌 무더위가 시작되는 여름의 초입이 됐다. 올해도 어김없이 초여름을 방불케 할 정도로 낮 최고기온이 30도 안팎으로 오르락내리락하는 5월이지만 회색 빌딩숲을 벗어나 나무가 울창한 산림에 가면 맑은 공기와 함께 녹음이 짙어지는 수목의 모습이 몸과 마음을 상쾌하게 만들어준다. 그런데 지구온난화가 지금과 같은 추세로 계속된다면 숲과 나무, 땅속 미생물들 분포까지 변화시켜 울창한 나무가 있는 숲은 점점 보기 어려워질 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 스탠퍼드대 생물학과, 퍼듀대 산림자원학과, 스위스 취리히연방공과대(ETH) 환경시스템과학과, 중국 베이징임업대, 영국 옥스퍼드대 동물학과를 중심으로 전 세계 181개 연구기관 200여명의 과학자로 구성된 ‘글로벌 산림 생물다양성 이니셔티브’(GFBI) 연구진은 세계 곳곳의 산림지대 110만곳에 있는 2만 8000여종, 약 3100만그루의 나무가 숲 속 균류, 박테리아와 어떻게 공생 관계를 유지하고 있으며 지구온난화가 지속될 경우 자연은 어떻게 변하게 될 것인지를 예측하는 생물 법칙을 만들어 내 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 16일자에 발표했다. 숲 속에 있는 나무들 뿌리와 잎 주변에는 다양한 종류의 균류와 박테리아가 영양분을 교환하면서 함께 공생하지만 연구팀은 식물의 뿌리 속에 사는 수지상균근균(arbuscular mycorrhizal fungi)과 뿌리 바깥에서 존재하는 외생균근균(ectomycorrhizal fungi), 질소고정박테리아 세 종류에 주목했다. 연구팀은 전 세계 약 3100만그루의 나무 위치와 세 종류의 공생균 및 박테리아, 기후, 토양 성분, 식생, 지형 등 다양한 변수를 인공지능 기계학습 알고리즘에 넣고 분석했다. 그 결과 질소고정박테리아는 온도와 토양의 산도(pH)에 좌우되며, 수지상균근균과 외생균근균은 낙엽이 썩는 속도와 같은 유기물 분해율에 영향을 받는다는 사실이 확인됐다. 이 때문에 외생균근균은 온대 지역, 한대 지역 등 고위도 지역의 숲에서, 수지상균근균은 열대 지역 숲에서, 질소고정박테리아는 온대 지역 이하 저위도 지역에서 많이 발견된다. 연구팀은 이번에 발견한 공생 원칙을 공생생물학의 선구자인 영국 셰필드대 동식물과학과 명예교수의 이름을 따 ‘리드 법칙’이라고 이름을 붙였다. 그러나 최근에는 리드 법칙에서 벗어나 수지상균근균이 점점 고위도 지역 숲에서 발견되고 있는데 이는 기후변화 때문인 것으로 분석됐다. 연구팀은 리드 법칙에 따라 이산화탄소 배출량이 현재와 같은 추세로 계속 이어진다면 균류와 공생하는 나무 종의 10%가 사라질 수 있다고 예측했다. 특히 고위도 지역으로 올라갈수록 균류와 공생하는 나무들이 많아 지구온난화는 온대 지역과 아한대 지역의 산림에 치명적일 수 있다. 더군다나 수목종이 사라지면 토양과 나무가 저장하고 있던 이산화탄소가 대기 중에 배출되면서 지구온난화가 가속되는 악순환이 나타날 수 있다고 연구팀은 설명했다. 이번 연구를 주도한 커비어 피이 미국 스탠퍼드대 생물학과 교수는 “이번 연구는 숲 속 나무와 균류, 박테리아들이 다양한 공생 형태를 유지하며 일정한 규칙을 따르고 있음을 보여준 첫 연구”라면서 “이번에 만든 공생 법칙에 따르면 현재와 같은 지구온난화 추세가 지속될 경우 숲의 공생 관계가 깨지고 결국 인간의 생존에까지 영향을 미칠 수 있음을 명확히 보여주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국 저장대 의대, 화동과학기술대, 국립 정형외과·재생의학그룹(CORMed), 저장성 재생의학·조직공학연구소 공동연구팀은 빛을 이용해 수술 부위를 빠르고 손쉽게 접합할 수 있는 ‘바이오 글루’ 기술을 개발하고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 15일자에 발표했다. 연구팀이 개발한 바이오 글루는 동물 세포 단백질 구조와 비슷한 하이드로겔 형태로 생체 독성이 없고 자외선을 쐬여주면 굳는 물질이다. 연구팀은 실제로 돼지 3마리의 심장동맥(관상동맥)과 심장, 간에 4~6㎜ 크기의 상처를 낸 뒤 바이오 글루를 사용해 수술한 결과 상처가 빠르게 봉합되는 것을 관찰했다. 바이오 글루로 봉합 수술을 받은 돼지들은 봉합사로 상처 부위를 꿰맨 돼지들과 마찬가지로 수술 2주 뒤에도 생체 이상소견이 발견되지 않았다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구의 유일한 위성 달이 내부 수축작용으로 점차 오그라들어 표면에 주름이 생기고 그 결과 지진이 일어나고 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국과 캐나다 공동 연구팀이 달에 설치한 지진계를 통해 얻은 자료와 달정찰궤도선(LRO)을 통해 얻은 이미지를 결합 분석해 이런 결론에 이르렀다고 국제학술지 ‘네이처 지구과학’(Nature Geoscience) 최신호(13일자)에 발표했다. 달에 있는 지진계는 1969년부터 1972년까지 아폴로 11, 12, 14, 15, 16호가 각각 설치한 것으로, 1977년까지 모두 28차례에 걸쳐 규모 2~5의 진동을 탐지했다. 연구팀은 이런 지진 자료를 분석해 진앙을 정확히 파악한 뒤 LRO의 이미지 약 1만2000점과 결합 분석해 적어도 8건 이상의 충상단층을 따라 지각이 움직이면서 생긴 지진일 가능성이 크다는 것을 알아냈다. 달의 지각은 약해서 내부에서 수축 작용이 일어나면 그 힘으로 인해 표면이 바스러진다. 그러면 단층면을 경계로 상반이 하반 위로 밀려 올라가 충상단층이라는 일종의 역단층을 만드는 것이다. 그 결과 지난 수억 년 동안 달은 충상단층으로 인해 50m 정도 오그라들었다고 연구진은 설명했다. 즉 이번 결과는 소행성이나 운석 충돌 또는 지구의 중력으로 달 내부 깊은 곳에서 일어난 요동에 의한 진동이 아닌 실제 지진이 일어난다는 것을 보여주는 것. 이에 대해 연구팀은 이런 지진의 진앙이 충상단층에서 30㎞ 이내에 있어 단층이 지진을 유발한 것으로 결론 내리기에 충분하다고 설명했다. 또 연구팀은 1977년 이후의 지진 자료는 없지만 달에서 여전히 지각 이동에 따른 지진이 발생하고 있을 가능성이 크다고 분석했다. 이번 연구에서 연구팀은 달의 북극 근처에 있는 크레이터 ‘얼음의 바다’(Mare Frigoris)가 이동해 균열이 일어난 증거도 발견했다. 달 표면에 있는 수많은 크레이터 중 하나인 얼음 바다는 오랫동안 지질학적 관점에서 활동이 없는 것으로 여겨져 왔기에 이번 발견은 놀라운 것이다. 이에 대해 연구팀은 달에서는 지구와 달리 플레이트 운동이 없다. 대신 달은 약 45억 년 전 만들어진 뒤 서서히 냉각하면서 일어나는 지각 활동이 존재한다면서 이 때문에 마치 포도가 건포도가 되듯 달은 오그라들면서 그 표면에 주름이 생기고 있는 것이라고 설명했다. 또한 연구에 공동저자로 참여한 미국 메리랜드대 지질학과 조교수인 니컬러스 쉬머 박사는 “지구가 아닌 곳에서 지각 활동을 관측할 수 있는 사례는 좀처럼 없으므로 지금도 달에 있는 단층이 ‘월진’(달의 지진)을 일으키고 있을지도 모른다고 생각하면 매우 흥분된다”고 말했다. 사진=AFP 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

북두칠성 안에 있는 별 중 하나는 외계 은하에서 온 별인 것으로 밝혀졌다. 별빛을 분광기로 분석하여 스펙트럼을 조사하면 각 별의 화학적 성분을 알려주는 특징적인 암선들이 나타나는 데, 이를 해당 별의 화학적 지문이라 한다. 새 연구는 이를 단서로 북두칠성 안의 한 별이 우리은하가 아닌 외부 은하에 속했던 별임을 밝혀냈다.　​ 이 별의 독특한 화학적 성분은 우리 은하계에 있는 여느 별들과는 다르며, 오히려 가까운 왜소은하에 있는 별들과 더 많은 공통점을 가지고 있다고 새 연구들이 밝히고 있다. 중국과학원 등 국제공동연구팀은 J1124 + 4535라는 이름의 이 괴짜 별은 오래 전 우리은하와 충돌한 왜소은하에서 온 것으로 새 연구에서 제안했다. 그 이론에 따르면, 충돌한 왜소은하가 떨어져 나갔을 때, 이 별이 홀로 좌초되었다는 것이다. 이런 일은 은하의 역사에서 그렇게 흔하진 않지만, 그래도 종종 다른 은하에서 이주한 별들이 유입되는 경우가 끊임없이 이어져오고 있다. 이 별은 2015년 세계 최대 규모의 천체 스펙트럼 분광망원경인 중국의 라모스트(LAMOST, Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope)에 의해 큰곰자리에서 처음 발견되었다. 그후 2017년 일본의 스바루 망원경에 의해 고해상도 이미지가 포착됐다고 4월 29일 ‘네이처 아스트로노미’(Nature Astronomy)지에 보고되었다. J1124의 스펙트럼을 판독해본 결과, 마그네슘 같은 금속 원소의 함량은 우리은하의 별들에 비해 상대적으로 낮은 반면, 희토류 원소인 유로퓸(europium)의 비율은 높은 것으로 나타났다. 이는 곧, 이 별이 우리은하에 비해 별의 생성 속도가 현저히 느린 왜소 은하 출신이라는 점을 뜻한다. 같은 은하에서 생성된 별은 대부분 비슷한 화학적 조성을 지니고 있다. 별의 화학적 조성은 별이 형성된 곳의 우주 먼지와 가스 구름의 성분을 반영한다. 가까운 이웃 별들은 일반적으로 동일한 재료로 만들어진 만큼 유사한 화학적 성분을 가지게 마련이다. 어떤 별이 한 그룹에서 전혀 다른 조성을 보이면 과학자들은 그 별이 어디서 태어난 것인지 찾게 된다. 이전의 연구들은 오래 전 우리은하가 왜소은하와 충돌하고 흡수함으로써 형성되었다는 사실을 발견했다. J1124 + 4535와 같은 금속 원소 비율이 낮은 별은 현재 우리은하를 돌고 있는 왜소은하에서 흔히 볼 수 있다고 과학자들은 보고했다.이 연구에 따르면, J1124 + 4535에 대한 화학적 분석은 수십억 년 전 우리은하를 형성한 은하 합병에 대한 ‘가장 명확한 화학적 증거’를 제공한다. 그러나 이것은 우리은하의 격동의 역사를 암시하는 유일한 우주적 증거는 아니다. 우리은하 중심의 팽대부는 약 100억년 전 소시지 모양의 왜소 은하와 충돌한 결과라고 과학자들은 보고 있다. 이 사건으로 인해 수십억 개의 별이 유입되어 우리은하의 중심을 부풀게 만들었다. 그 중 어떤 별들은 우주에서 가장 오래된 천체에 속한다. 우리은하의 미래에는 훨씬 격동적인 사건이 기다리고 있다. 우리은하는 현재 대마젤란 은하와 충돌하는 코스에 있다. 다행스럽게도 적어도 20억 년 안에는 충돌이 일어나지는 않을 것이다. 그리고 그 충돌 다음에는 20~30억년 후 안드로메다 은하와의 충돌이 또 기다리고 있다. 물론 그때까지 지구 행성에 인류가 생존해 있지는 않겠지만, 만약 인간이 있다면 지구 하늘전체를 가리며 두 은하가 충돌하는 장관을 볼 수 있을 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

우리는 항상 수많은 세균, 바이러스, 기생충 감염의 위험에 노출되어 있다. 하지만 복잡한 면역 시스템이 우리를 항상 안전하게 지켜준다. 이 면역 시스템에서 중요한 역할을 담당하는 것이 보체 시스템(complement system)이다. 보체는 여러 개의 단백질로 구성된 면역 시스템으로 세균 표면에 표시를 남겨 백혈구가 쉽게 잡아먹게 만들거나 여러 가지 면역 관련 물질 생성과 분비를 돕는다. 그리고 보체가 세균 표면에 구멍을 뚫어 직접 세균을 죽일 수도 있다. 보체가 세균 표면에 구멍을 뚫는 과정에는 여러 보체 단백질이 관여하는데, 최종적으로는 세균 표면에 형성되는 막공격복합체(MAC, membrane attack complex)가 도넛 모양의 원통형 구조를 만들어 세균 표면에 구멍을 뚫는다. 몸에 여러 개의 구멍이 뚫린 세균은 당연히 죽게 된다. 이 과정은 많은 연구를 통해 잘 알려졌지만, 구멍이 뚫리는 순간을 직접 영상으로 촬영하기는 어려웠다. 구멍의 지름 자체가 10나노미터에 불과한 데다, 상당히 짧은 시간에 형성되기 때문이다. 영국 임페리얼 칼리지 런던의 에드워드 파슨스 박사가 이끄는 연구팀은 원자력 현미경(atomic force microscopy)를 이용해 이 과정을 촬영하는 데 성공했다.(사진) 최신 원자력 현미경 기술을 통해 과학자들은 세균 표면에서 막공격복합체가 형성되는 과정을 더 잘 파악할 수 있다. 이를 통해 세균이 어떻게 면역 시스템에 의해 파괴되거나 혹은 면역 시스템을 회피하는지 더 잘 이해할 수 있을 것으로 기대된다. 이 연구는 저널 네이처 커뮤니케이션스에 실렸다. 많은 연구에도 불구하고 우리 몸의 복잡한 면역 시스템은 아직도 모르는 부분이 많다. 과학자들은 순수 학문적 연구는 물론 효과적인 치료법 개발을 위해 연구를 계속하고 있다. 세균이나 바이러스, 암세포가 어떻게 면역 시스템을 피해 생존하고 증식하는지 이해할 수 있다면 면역 시스템을 돕는 방법을 개발할 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

사람의 장기 중 간(肝)은 70% 정도 잘라내도 되살아나는 탁월한 재생 능력을 갖고 있다. 그렇지만 간을 제외한 대부분의 장기는 그렇지 않다. 특히 폐는 한 번 손상되면 다시 살려낼 수 없어 의료기기에 의존하거나 장기 이식을 해야 한다. 이런 상황에서 미국 컬럼비아대 의대, 스티븐스공과대 생명공학과, 밴더빌트대 심장흉부외과 공동연구팀은 돼지의 손상된 폐를 장기 이식이 가능할 정도로 폐 조직과 기능을 재생하는데 성공했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 지난 8일자에 실렸다. 폐가 질병이나 외상으로 지나치게 손상되면 폐 이식도 사실상 불가능하다. 폐가 심하게 손상되면 위액이나 위에 있는 물질이 폐로 넘어가는 ‘위 호흡’ 현상이 나타나면서 폐의 상피세포가 파괴되는 악순환이 나타나기 때문이다. 연구팀은 이런 위 호흡 현상을 차단하고 이식 수술이 가능할 정도로 폐를 재생하는 방법을 찾아낸 것이다. 연구팀은 5~8개월 된 돼지 8마리에게 심각한 폐 손상을 입혀 위 호흡 현상이 나타나도록 했다. 연구팀은 일시적으로 혈액 순환을 차단해 위 호흡 현상을 막은 다음 항생제를 포함한 여러 종류의 약물을 주입해 손상된 폐 조직과 기능을 되살리는데 성공했다. 이렇게 일부 기능을 되찾은 폐와 정상 돼지의 폐를 외부 교차순환 시스템으로 연결해 자가 호흡 기능을 서서히 회복시킨 다음 이식 수술을 실시하는 것이다. 이번 기술을 활용하면 폐 이식을 위해 확보할 수 있는 시간이 현재 6시간보다 많은 36~56시간에 이르기 때문에 폐 이식 수술 성공률도 높일 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 이번에 사용된 장기교차 순환기술은 폐 이외에 심장, 신장 같은 다른 장기의 재생과 이식 수술에도 도움을 줄 수 있을 것으로 전망했다. edmondy@seoul.co.kr

금이나 우라늄 등 중원소들이 우주에서 어떻게 생성되었는가를 밝힌 새 연구결과가 발표되었다. 새 연구에 따르면, 우주에 존재하는 대부분의 중원소들은 급속도로 회전하는 별들이 붕괴되면서 생성된 것이다. 자연에 존재하는 원소의 종류는 약 90여 가지인데, 그중에서 가장 가벼운 세 가지 원소인 수소, 헬륨, 리튬은 빅뱅 직후 1 분 남짓 흐른 우주의 초기 단계에서 나타났다. 원소 주기율표에서 원자번호 26번인 철(Fe)까지 이르는 원소들은 대부분 나중에 별들의 중심부에서 핵융합으로 만들어졌다. 그러나 주기율표에서 철보다 무거운 금과 우라늄과 같이 중원소가 생성되는 방식은 오랫동안 풀리지 않은 수수께끼였다. 이전의 연구가 제안한 핵심 단서로, 원자핵은 종종 빠른 속도로 충돌하는 중성자를 흡수하는데, 이 현상은 ‘r-프로세스’로 알려져 있다. “우리가 주기율표 탄생 150주년을 축하하는 올해까지도 우주의 중원소가 어떻게 생성되는지에 관해서 잘 모른다는 사실이 무척이 흥미로운 주제라는 생각이 들었다”고 캐나다 워털루 소재의 이론물리학 연구소의 대니얼 시겔 대표저자가 8일(현지시간)스페이스닷컴과의 인터뷰에서 말했다. 그러한 중원소에는 휴대용 전자제품에 쓰이는 금과 백금, 희토류 원소가 포함되어 있다. 2017년 LIGO(레이저 간섭계 중력파 관측소)와 Virgo 중력파 관측소를 통해 탐지된 중력파의 발견으로 인해 천문학자들은 중성자 별끼리의 충돌을 감지했다. 중성자 별은 초신성으로 알려진 대폭발로 죽어버린 별의 중성자들이 고밀도로 압축되어 만들어진 별로, 일종의 거대 항성의 시체라 할 수 있다. 중력파 발견은 연구자들로 하여금 대부분의 r-프로세스 원소가 중성자 별의 충돌-합병 때 벼려진 것이라는 결론에 도달했다. 천체의 거대한 충돌시 일어나는 극도의 고압-고온 환경이 중성자들을 핵자 속에 박아넣음으로서 중원소들을 생성하게 되었다는 것이다. 이러한 과정은 순식간에 일어나기 때문에 중원소들이 대량으로 생성되지는 않는다. 이것이 우주에 중원소들이 수소나 헬륨, 철보다 귀한 이유이자, 금이 쇠보다 비싼 이유이기도 하다. 2017년에 발견된 중성자 별 충돌은 블랙홀을 낳았다. 이전의 연구는 r-프로세스 원소의 대부분은 별들의 충돌 때 형성되는 블랙홀 주변의 강착원반에서 생성되는 것이라고 제안했다. “우리는 똑같은 물리학이 완전히 다른 천체 물리학 시스템에서도 발견될 수 있다는 것을 바로 깨달았다”고 시겔 교수는 밝혔다. 연구진은 붕괴되는 별 주위에 형성될 것으로 예상되는 강착원반에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 개발하여, 빠르게 회전하는 거대 항성이 종말을 맞으면서 초신성과 블랙홀로 진행해가는 과정을 추적했다. ​ 시겔 교수는 “우리는 이 강착원반에서 새로 태어난 블랙홀 주변에 많은 물질이 순환하는 것을 발견했다”면서 “전자, 양전자, 중성미자와 같은 입자들은 강착원반의 가장 안쪽 고밀도 영역에서 양성자를 중성자로 변환시키는 방식으로 상호작용하여 금이나 백금 같은 중원소를 생성한다”고 설명한다. 이어 “이번 연구에서 발견한 사실은 우리은하에서 무거운 원소 함량의 80% 이상을 거대 항성의 붕괴가 생산해야 한다는 것”이라면서 “거의 20%는 중성자 별 합병에서 나온 것”이라고 덧붙였다. 앞으로 강력하게 자화된 별이 초신성 폭발을 일으킬 때 만들어지는 다른 종류의 강착원반에서 원소가 어떻게 벼려지는지 연구할 예정이라고 밝히는 시겔 교수는 “우리는 또한 은하의 형성과 화학적 진화에 대한 우리의 연구결과가 우주론적으로 어떤 의미를 갖는지 탐구할 것”이라고 밝혔다. 이번 연구결과는 온라인판 ‘네이처’ 지 5월 8일자에 발표됐다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com