안녕하세요 김도건 전문가입니다.
생물·생명
Q. 새들은 어떻게 길과 방향을 찾는지 궁금합니다
새들이 길을 찾는 방법은 아직 확실하게 밝혀지지 않았지만 신체 내부에 특수한 생물 시계가 작동해서 많은 조류가 해마다 같은 날짜에 이동을 시작하는 것으로 추측되고 있습니다. 방향을 잡을 때 대부분의 철새들은 낮 동안에는 태양을 기준으로 이동하고 밤에는 별을 기준으로 이동합니다. 어떤 새들은 강의 계곡, 산, 바닷가의 모양과 같이 지형지물을 따라 이동하기도 합니다.또 몇몇 특이한 조류들은 지구의 자장, 편광, 적외선, 심지어는 기압의 미세한 변화에도 반응한다는 증거가 있다고 합니다.어떤 철새는 시력이 매우 좋아 멀리있는 물체나 지상의 건물 등을 구별해서 길을 찾기도 합니다. 하지만 철새가 이동하는 대부분의 공간은 바다, 들판처럼 특별히 기준으로 삼을 만한 지형지물이 없죠. 이렇게 특별한 지형 지물이 없는 곳을 갈 때는 태양을 기준으로 방향을 찾기도 합니다.대부분의 철새가 밤에 장거리를 이동하는데 주로 밤에 이동하는 철새들은 별자리를 보고 방향을 잡는다고 합니다. 또 비둘기는 지구의 자기장을 구별하여 날아가는 것이 실험을 통해 알려져 있다고 합니다. 이렇게 철새들은 그 종류에 따라 방향을 잡는 방법이 다르긴 하지만 한 가지의 방법만으로 방향을 잡는 것은 아닙니다. 그리고 철새들이 이동중에 실수로 다른 곳으로 가게 되어 그곳에서 새로운 보금자리를 찾기도 한다고 합니다.
생물·생명
Q. 우박은 어떻게 만들어지나요?
대기 상층에 찬 공기가 위치한 가운데 지상에서 따뜻한 공기가 상승하면, 상승한 공기가 주변(상층 찬 공기)보다 따뜻하기 때문에 부력을 받아 더 높은 곳으로 강하게 상승하게 됩니다. 구름 내에 이렇게 강한 상승기류가 존재하게 되면, 구름 속에서 얼음입자가 상승과 하강을 반복하게 되고, 주변 물방울들이 달라붙으면서 충분히 무거워질 만큼 커진 다음 지상으로 낙하하게 됩니다.
생물·생명
Q. 동물들은 지진 등 천재지변이 일어나면 먼저 알고 대처하는데..
동물이 인간보다 민감하고 빠르게 지진을 알아채는 것은 몇 개의 사례와 실험들로 확인할 수 있지만 이를 지진 예보로 활용하기에는 과학적 근거가 부족합니다. 연구사례를 조사한다면 다음과 같습니다.지진이 일어나기 6시간 전쯤 지표면에 강한 중력이 작용하면 암석에 전기가 일어납니다. 전기는 갈라진 바위 틈새로 흘러 들어가 지하수를 분해하면서 '에어로졸'이라는 전기를 띤 수증기를 만들어고, 이 에어로졸이 지표면으로 올라와 사람보다 민감한 신경을 가진 동물들을 자극해 세로토닌이라는 호르몬이 분비되도록 합니다. 세로토닌이 많이 분비되면 극도로 흥분하고 헛것을 보거나 잘못된 판단을 내리는 증상이 나타나기 때문에 지진이 일어나기 전 생성된 에어로졸이 동물들에게 세로토닌 증후군을 일으켜 동물들이 이상행동을 하게 된다는 것입니다.
화학
Q. 콜라와 멘토스가 만나면 왜 폭발하나요?
멘토스와 탄산음료가 만나 폭발적인 반응을 일으키는 분수쇼의 원리는 간단합니다.멘토스에 들어있는 아라비아 고무성분과 탄산음료의 탄산염이 반응해 순식간에 엄청난 양의 이산화탄소(CO2)를 만들어내는 것입니다. 멘토스 표면에 있는 수많은 미세한 구멍이 이 반응이 빨리 일어나도록 돕게되고 미세한 구멍은 콜라 속의 이산화탄소가 기체 상태로 석출되는 자리를 제공하는 것입니다. 순식간에 생성된 다량의 이산화탄소는 그 압력을 견디지 못하고 플라스틱 콜라병의 좁은 주둥이로 뿜어져 나와 분수를 만들게 되는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 왜 지구에만 생명체가 있나요?
총 4가지로 정리할 수 있습니다.1. 태양과 적당한 거리2. 물의 존재3. 적당한 대기적당한 양의 이산화탄소가 있기 때문에 적당한 온실효과가 일어날 수 있습니다. 만약 이산화 탄소가 너무 많았다면 금성과 같이 폭발적인 온실효과가 일어나서 표면온도가 섭씨 470~480도나 되는 지옥행성이 되거나, 반대로 이산화 탄소가 너무 적었다면 화성(화성은 대기중 이산화탄소 비율은 금성과 비슷하지만 대기 농도가 매우매우 희박해서 그 양은 매우 적음)처럼 온실효과가 거의 일어나지 않아 얼음행성이 됩니다.4. 지구의 자기장행성의 자기장이 중요한 이유는 우주로부터 날아오는 고에너지 방사선 입자들을 붙잡아 행성표면으로 못들어오게 차단시켜주는 역할을 하기 때문입니다. 지구에는 꽤 강력한 행성자기장이 있어서 이런 해로운 입자들은 사전에 차단해주죠. 이런 고에너지 입자들이 그대로 입사되면 행성에 살고 있는 생명체들의 DNA를 파괴할 수 있습니다. 그렇기 때문에 행성이 적당한 자기장을 갖고 있어 해로운 입자들을 차단시켜 줘야 생명체가 안정하게 형성되고 진화해 나갈 수 있습니다.