안녕하세요 김도건 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지진은 어떤 이유로 일어나는 건가요?
지진은 주로 지구 내부의 판의 경계에서 발생하게 되는데 이와 같이 판과 판의 경계에 위치한 나라에서는 지진이 많이 발생하며, 태평양 주변은 이와 같은 판과 판의 경계가 구성되어 불의 고리라 불리울 정도로 지진이 많이 발생합니다. 이 곳을 환태평양 지진대라고 하며, 여기에 위치한 대표적인 나라가 이웃나라인 일본, 인도네시아, 미국 서부 등입니다.그러나 지진이 반드시 판의 경계에서만 발생하는 것은 아니며, 판의 주변부에서도 경계에서 발생하는 에너지를 전달받아 판의 내부가 찢어지거나 지각이 얇은 쪽으로 에너지를 방출해 버릴 수 있어 판 내부에서도 지진이 발생할 수 있습니다.우리나라가 위치한 한반도는 판의 내부에 위치하고 있으나 유라시아판의 주변부에서 태평양판과 필리핀판의 움직임에 영향을 받고 있는 지리적 위치에 있기 때문에, 지진의 영향을 무시할 수 만은 없으며, 판경계인 주변국(일본 열도 및 중국 중서부)의 지진에도 영향을 많이 받고 있습니다.지진 전조현상(예를들어 동물들의 움직임)으로 지진을 예측하기도 하지만 이는 과학적으로 증명되지 않은 방법으로 현재로선 대지진이 일어나기 전 소규모 지진이 일어나는 것으로 예측하는 수준입니다.
화학
Q. 뜨거운 여름철 비닐에서 자연발화가 일어나기도 하던데 어떻게 이런현상이 발생할까요?
뜨거운 여름철 그냥 놓여있는 비닐에서 자연발화는 이뤄지지 않았을 것입니다. 외부 환경적인 요건이 갖춰져 자연발화 했을 가능성이 높습니다. 자연발화도 잘 발생하는 조건이 있습니다. 통풍이 잘되지 않은 장소와 물질의 낮은 열전도율은 열 축적에 용이합니다. 물질 내부에서 촉매반응으로 열을 생성할 수 있는 성분이 있어도 마찬가집니다.예를들어 의자 위에 올려뒀던 라텍스 베개가 창문을 통해 들어온 직사광선에 자연발화하거나 여름철 뙤약볕에 주차해놓은 자동차 내부도 유의해야 합니다. 굳이 자연발화가 아니더라도 여름철 자동차 내부는 위험합니다. 라이터가 터질 수 있으며 대시보드 위에 올려 둔 페트병이 빛의 굴절을 유도해 화재로 이어진 사례도 있습니다. 폭염 시에는 지하주차장처럼 햇볕이 들지 않는 곳에 주차하고 지상에 주차해야 한다면 앞좌석에는 최대한 아무것도 두지 않는 게 좋습니다.
화학
Q. 일산화탄소의 특징과 경보기는 어디에 설치해야하나요?
일산화탄소는 낮은 농도로 인체에 치명적인 영향을 미치는 가스로 무색, 무취, 무미의 공기보다 약간 가벼운 기체입니다. 일산화탄소는 탄소성분을 포함하고 있는 모든 물질이 연소하는 과정에서 산소의 공급이 부족할 경우, 불완전 연소가 되어 주로 발생합니다. 특히 실내에서는 취사나 난방으로 인한 연소과정에서 발생하는데, 예전 보일러공급이 보편화 되어 있지 않을 때 연탄가스 중독사고가 빈번했는데 이 역시 일산화탄소 중독에 의한 피해였습니다. 사람들이 평소 일산화탄소를 가장 많이 접할 수 있는 흡연은 사람들이 일산화탄소에 노출 될 수 있는 가장 일반적인 일산화탄소의 실내 오염원이기도 합니다.일산화탄소 경보기의 설치위치는 천장에 설치할 땐 벽에서 최소 30cm 떨어진 위치, 벽에 설치할 땐 천장으로부터 최소 15cm 떨어진 위치에 합니다. 경보기는 창문이나 문보다 높게 위치시키며, 경사진 천장일 경우 높은 위치에 설치합니다. 설치 금지 장소로는 커튼 가구등 장애물이 있는 곳, 바닥, 창문, 가스레인지, 환풍기 근처, 먼지가 많고 습기가 많은 곳은 피해주셔야 합니다.
화학
Q. 커피찌거기를 비료로 사용할 수 있나요?
실제로 커피 찌꺼기는 식물에 유익한 성분을 함유하고 있습니다. 하지만 식물에게 줄때는 그대로 사용해서는 안되는데 그 이유는 다음과 같습니다. 우선 커피가루는 산성이 강한 편인데, 보통의 흙은 중성을 띄고 있습니다. 이 PH농도의 차이 때문에 커피가루가 식물에 해를 끼칠 수 있습니다. 또한 커피 찌꺼기에 남아있는 카페인은 씨앗의 발아나 성장을 방해하는 역할을 하거나 커피 찌꺼기를 식물이 심겨진 흙위에 그냥 쌓아두게 되면 공기가 순환하는 것을 막고, 물이 흙 속에 잘 스며드는 것을 막아 식물에 악영향을 끼칠 수 있습니다. 또한 제대로 말리지 않은 찌꺼기를 그냥 올려두면 곰팡이가 생길수도 있습니다.그럼에도 불구하고 커피 찌꺼기를 적절하게만 사용한다면 토양의 구조를 개선할 수 있고, 해충을 억제할 수 있습니다. 커피찌꺼기 안에는 풍부한 유기질 성분과 질소성분이 있기 때문입니다. 또한 집에 식물을 좋아하는 고양이가 있다면 그것 또한 막을 수 있다고 하네요.커피가루는 흙에 간접적인 방법으로 주어야 식물의 발달을 저해하는 위험없이 좋은 효과를 거둘 수 있습니다. 기존의 퇴비나 흙을 덮는 멀칭에 섞어주게 되면 토양을 북돋아주는 효과가 있습니다. 절대 커피찌꺼기 자체가 퇴비가 되어선 안되고, 커피와 퇴비를 1:4 정도의 비율로 섞어서 주는 것을 추천합니다.
생물·생명
Q. 나방만지고 눈 만지면 진짜로 눈 머나요?
나방이나 나비를 만진 손으로 눈을 비비면 실명한다는 얘기는 과장된 이야기 입니다. 그렇다고 해서 만지고 눈 비벼도 전혀 해가 없다는 아니기 때문에 실제 행동으로 옮기는걸 권장하진 않습니다.나비 나방 모두 날개와 몸 모두 인분이라는 가루를 잔뜩 묻이고 다닙니다. 이 인분은 몸 표현을 덮는 미세한 비늘모양의 분비불인데요. 진피세포에서 분비물질에 의해 형성이 된다고 합니다. 이 인분을 사람이 들이마실 경우 호흡기 질환을 일으킬 순 있다고 합니다. 손에 묻은 상태로 눈을 비비면 결막염 등의 눈 염증이 발생할 순 있다고 하고, 사람에 따라 인분에 의한 피부 알레르기 반응을 보이기도 하기 때문에 주의가 필요합니다.
화학
Q. 석유의 종류가 나뉘는 과학적 원리는 무엇일까요?
중동에서 수입한 원유를 원유탑에 넣고 원유의 여러 기름 성분들을 가열하여 분별하게 되고 각 층마다 기체가 올라갈 수 있는 작은 길이 있어 식으면서 내려앉습니다.원유탑에서 위쪽으로 갈수록 끓는 점이 낮은 것을 의미하는데제일 꼭대기는 LPG(가정용, 액화석유가스) (끓는 점 -42~-x도)그다음은 휘발유 (30~120도)그다음은 등유그다음은 경유그다음은 중유 (300도 이상)남은 찌꺼기는 아스팔트가 됩니다.따라서 원유를 분류하면 LPG, 휘발유, 등유, 경유, 중유 순으로 나오게 됩니다.
생물·생명
Q. 된장, 고추장, 간장 등 장류를 유리, 플라스틱, 금속 용기 보다 전통 항아리(독)에 보관할 때 더 맛이 좋은 이유는 무엇인가요?
전통항아리의 특징은 천연 재료로 만들어졌으며, 숨을 쉬는 그릇이라는 점입니다. 전통항아리가 높은 온도에서 잘 구워지면 옹기의 내부에 있던 수분이 증발하여 옹기에 작고 미세한 숨구멍이 만들어집니다. 바로 이곳을 통하여 그릇 안과 밖의 공기가 서로 순환할 수 있게 되는 것입니다. 이러한 과학적인 원리를 통하여 만들어진 항아리는 저장하여 둔 음식물을 잘 익게 하고, 내용물을 오랫동안 썩지 않게 잘 보관할 수 있는 장점이 있습니다.
화학
Q. 헬륨 풍선을 흡입하고 말을 하면 목소리가 변조가 되는건 어떤 원리가 적용된건가요? 가스 마셔도 건강에 문제는 없는거겠죠?
목소리는 폐에서 나오는 공기가, 목 아랫부분에 있는 성대를 통과한 다음 발성 통로를 지나 밖으로 나오면서 만들어 집니다. 풍선에 가득찬 헬륨을 들이 마시게 되면, 입안, 폐의 일부가 공기가 아닌 헬륨으로 차게 됩니다. 즉, 소리의 전달매개체인, 매질이 공기에서 헬륨으로 바뀌게 되는 것입니다. 즉 밀도가 낮아졌습니다. 그러므로 입안에 헬륨이 있는 상태에서 말을 하게 되는 경우, 소리의 속도가 2.7배 빨라, 같은 시간 안에 더 많은 진동을 만들어 내게 되어 진동수도 약 2.7배 높아집니다. 그 결과 목소리는 평상시보다 2.7 높은 소리로 나오게 되는 것입니다.헬륨은 독성을 띠지 않고 매우 안정적이여서 적당량을 흡입하면, 사람에게 무해한 기체입니다. 하지만 숨을 쉬지 않고 계속해서 헬륨만을 흡입할 경우 혈중 산소농도가 지속적으로 내려가 어지럼증, 심하면 기절까지 이를 수 있습니다. 헬륨놀이를 한다면 중간중간 숨을 쉬어 폐속에 산소를 보충해 주어야 합니다.
생물·생명
Q. 붕사와 붕산의 차이가 궁금합니다
붕사는 온천 침전물, 염호수 등에서 발견되는 무색의 결정구조의 광물이고붕산은 불순물을 제거하기 위해 붕사에 황산 등을 반응시켜 제조합니다. 붕사는 세제, 화장품 등에 사용하며 붕산은 살충제, 광택제, 비료등에 사용합니다.
생물·생명
Q. 음력이 양력보다 계절의 변화에 더 맞아들어가는 이유를 과학적으로 설명가능한가요?
질문자님이 느끼는 것 처럼 ‘올해는 추석이 빠르니 날씨가 금방 추워지겠군.’ 이렇게 생각하시는 분이 많이 계시겠지만 정확히 말하자면 음력은 계절과 잘 맞지 않습니다. 음력이 계절변화와 잘 맞지 않는 이유는음력을 기준으로 날짜를 세면 계절이 한 바퀴를 돌았을 때 즉 지구가 태양을 한 번 공전했을 때보다 날짜가 11일가량 부족합니다. 양력은 계절이 한 바퀴 도는 주기가 365일로 맞아떨어졌지만 음력은 그렇지 않아서 12개월이 지나면 계절이 조금씩 어긋나게 됩니다. 그렇기 때문에 4년마다 한 번씩 윤달을 두어 보정하는 것입니다.우리가 명절로 지내는 추석은 음력 팔월 보름을 말하는데 추석은 음력 기준이기 때문에 달의 모양은 항상 둥근 보름달이지만 계절은 그 당시의 양력 날짜 기준이기 때문에 그때그때 다릅니다. 반면 양력의 24절기는 날짜가 고정되어 있습니다. 입추는 매년 8월 7일이며 윤년이 있을 때 8일로 바뀔 뿐입니다. 양력은 절기별로 태양과 지구의 위치가 매년 동일하고, 지구 자전축의 기울기로 인해 우리나라가 태양으로부터 받는 에너지의 양이 절기 별로 일정하기 때문에(여름은 에너지의 양이 많고, 겨울은 적은) 계절은 고정되어 있습니다. 바뀌는 것은 날씨이고 그건 지구 내부의 여러 가지 변수들로 인한 지엽적인 자연현상들 때문입니다.