안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 바다에서 파도가 발생하는 원인은 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.바람과 지진, 기조력에 의해 들썩인 바다는 중력의 영향을 받아 다시 지구중심 방향으로 끌어 당겨진다. 리듬체조 선수들이 리본을 움직이는 것을 생각해 보자. 리본을 가볍게 위로만 튕겨도 기다란 리본은 물결무늬를 만들면서 움직인다.물론 물결무늬를 계속 만들려면 지속적으로 위로 튕겨야한다. 파도도 마찬가지다. 지속적으로 위로 튕기는 힘이 있다면 결국 바닷물이 출렁이게 되고 파도가 생긴다(위로 튕기는 힘이 바로 바람, 지진, 기조력이다).이 파는 에너지 전달의 매개체가 되는 물을 제외하면 거의 외부 영향을 받지 않기 때문에 에너지만 충분하다면 해변에 부딪힐 때까지 수천km를 퍼지기도 한다. 다른 파도나 바람 등에 간섭을 받지 않는다는 전제하에 말이다.바람에 의한 파도, 즉 ‘풍파’가 발달하기 위해서는 바람이 지속적으로 오랫동안 넓은 지역에서 불어야 한다. 예를 들어 강한 바람이 지속적으로 부는 남극해에서는 6m 이상의 큰 파도가 늘 존재한다. 우리나라 일기예보에서 어지간하면 3m가 넘는 파고를 예보하지 않는다는 점을 생각하면 굉장한 수치다.
생물·생명
Q. 한국의 토종 자라의 생태계가 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.주로 민물에 서식하며, 산란할 때 이외에는 거의 강이나 연못 밑바닥 개흙에서 살며, 뭍으로는 잘 기어나오지 않는다. 모래나 흙바닥을 파고 들어가 숨는 습성이 있다.다른 거북류와 비교하여 자라의 두드러진 특징이라면 대롱처럼 길게 뻗어나온 주둥이를 들 수 있는데, 주둥이의 무는 힘이 180kg이나 돼서 물리면 끔찍한 고통을 맛보게 된다.[3] 이로 미루어보아 "자라 보고 놀란 가슴 솥뚜껑 보고도 놀란다."라는 속담이 괜히 나온 것이 아니다. 심지어 과거에 출판된(80년대) 학습만화에는 자라에게 물렸을 때 어떻게 하는지에 대한 설명이 나와 있을 정도인데, 이에 의하면 전래되는 방법인 천둥소리 흉내내기 등등은 전혀 효과가 없고 물웅덩이에 손가락을 담가 놓아주라고 하고 있다. 이는 같은 스내퍼인 늑대거북과 좁은다리사향거북을 상대로도 가능한 대처법이다.자라의 두개골은 의외로 평범한 구조이다. 삐죽 튀어나온 코와 입술은 살이므로 머리뼈 모양은 다른 거북처럼 그냥 끝이 뭉뚝하고 전체적으로 삼각형 구조이다. 자라는 다른 거북류처럼 이빨이 없는 대신 각질로 된 부리를 입술이 덮고 있는 구조인데 이것을 이빨로 착각하는 경우가 많다. 하지만 두개골을 보면 두개골과 이빨로 보이는 부분은 거의 일체형으로 입술로 뒤덮여있기 때문에 이빨처럼 보이는것 뿐이다. 먹이를 사냥할 때는 이 부리를 이용해 먹잇감을 물고 앞발로 찢어서 섭취한다.보통 육지로 잘 기어나오지는 않지만, 육지에 나와 있다가 위협을 느꼈을 때 달려서 도망치는 속도가 한 마디로 충격과 공포. 다른 종류의 거북들이 달리는 속도와 비교가 안 된다. 일반 거북이들은 무겁고 단단한 등딱지를 짊어진 반면 자라의 등딱지는 가볍고 부드러우니 달리기에 더 특화된 것 같다. 그러니 만약 연못가에 놀러갔을 때 알을 낳는 어미 자라를 발견한다면 괜히 놀래키지 말고 자리를 피해주자. 목격담에 의하면 연못가에 나와 있던 자라가 놀라서 도망치는데 다른 거북들이 이동할 때처럼 엉금엉금 천천히 기어가는 게 아니라 타다다다 달려갔다고 한다. 그리고 새끼 자라를 애완용으로 키우기도 하는데, 자라가 어느 정도 커졌다면 장난으로 어항 밖으로 꺼내놓는 짓은 하지 말자. 전속력으로 질주하는 자라를 잡기 위해 뛰어다녀야 할 지도 모르니... 전속력으로 토끼는 자라의 위엄. 사실 이것도 잔디밭에서 달려서인지 평소보다 느리게 나온 것이다.다른 거북류에 비해 등딱지가 더 납작한 것도 특징 가운데 하나. 영어명인 Softshell turtle이 반증하듯, 자라의 등껍데기는 딱딱한 다른 거북들의 등과는 다르게 부드럽고 말캉말캉하다.
전기·전자
Q. 전기자동차 배터리도 무선 충전이 되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.시장에 나와있는 무선충전 방식은 크게 세가지로 구분된다. 자기유도, 전자기파, 자기공진 방식이다. 이 기술들은 장·단점 또한 명확하다.자기유도 방식은 송·수신 코일이 맞닿아 충전되는 방식이다. 스마트폰 무선충전 방식과 동일한 원리다. 다만 두 코일이 밀접하게 맞닿아야 한다는 점 탓에 전기차 충전에는 부적합한 것으로 평가된다. 차량마다 하부 구조가 다른 탓에 자칫 배터리는 물론 차체 하부가 손상될 수 있기 때문이다. 주파수를 사용해 원격으로 전력을 보내는 전자기파 방식도 있지만, 이 또한 단점은 많다. 전송 효율이 10~50% 수준에 머무르는 만큼, 만족할만한 충전 성능을 위해서는 유선 충전기보다 더 많은 전기를 써야 해서다. 전자파의 유해성을 두고 학계에서도 명확한 결론이 나오지 않은 만큼, 이와 관련한 문제도 해결해야 할 과제다. 시장에서 주류로 자리잡고 있는 기술은 자기공진 방식이다. 정류장이나 충전소에 매설된 자성체 패드가 차량에 내장된 무선충전장치에 공진 주파수를 보내고, 이를 통해 배터리가 충전되는 원리다. 조금은 떨어진 거리에 있어도 구동되는 만큼, 송·수신 주파수만 동일하다면 최대 10m 거리에서도 충전이 가능한 것으로 알려졌다.
생물·생명
Q. 자연 현상인 개기일식하고 개기월식이 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.개기월식과 개기일식 모두 지구, 달, 태양이 일직선으로 배열될 때 나타납니다. 다만 배열 순서에 차이가 있습니다. 그 차이로 인하여 지구에서 바라보는 달과 태양에 변화가 생기게 됩니다. 월식과 일식 모두 지구에서 바라보는 관점으로 천체의 위치와 현상을 이해하시는 게 중요합니다. 1. 개기월식 배열 순서 : 태양, 지구, 달 순서로 일렬로 배열되고, 지구가 태양과 달 사이에 있습니다.현상 설명 : 태양 빛이 지구의 한 면을 비추고 지구의 반대 면에 생긴 지구 그림자에 의해 달이 가려집니다. 관측 시기 : 1년 2번 정도 밤에 관측할 수 있고 대부분의 지역에서 최대 2시간 가량 관찰할 수 있습니다. 대부분의 개기월식은 보름달일 때 나타납니다. 2. 개기일식배열 순서 : 태양, 달, 지구 순서로 일렬로 배열되고, 지구 입장에서는 달이 태양을 가리고 있습니다.현상 설명 : 태양이 달에 완전히 가려져서 순간적으로 하늘에 태양이 없는 듯 깜깜해집니다.관측 시기 : 낮에 최대 7분 가량으로 매우 짧은 시간에 관측이 가능합니다. 개기일식이 나타나면 대낮에도 하늘이 어두워집니다. 전체 지구 기준으로 약 18개월을 주기로 관측이 가능하지만 매우 특정한 지역에서 관측이 가능합니다. 그래서 자신이 살고 있는 지역에서 평생동안 단 한번도 일식을 볼 수 없을 정도로 희귀한 천체 현상입니다.
화학
Q. 같은 물온도인데 여름과 겨울에 차가움을 느끼는 정도가 다른 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우선 주위 온도의 영향이 있으며, 사람의 인식속에서 여름은 덥고 기온이 높고, 겨울은 춥고 기온이 낮다보니 같은 2도라도 느끼는 처이가 달라집니다.
화학
Q. NaoH(aq)뜻이 뭔가요??
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.‘물’을 나타내는 라틴어 aqua의 약어이며 다음과 같이 여러 가지 경우의 물을 나타내는 데 사용된다.1) 화학식에 붙인 경우 그 물질의 수용액 또는 특히 무한 묽힘의 수용액을 의미한다 : NaClaq, C2H5OHaq.2) 화학 반응식이나 열화학 반응식에서 극히 다량의 물을 의미하는 데 사용된다.3) 함수염 또는 수화물에 있어서 결정수 또는 착염에서 리간드로 포함되는 물을 표시하기 위해 H2O 대신에 사용될 때가 있다NaOH 수용액이 1L라는 의미 입니다.
지구과학·천문우주
Q. 행성의 온도에 따라 색이 다를수 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우주는 광활하고 신비로운 곳으로, 끝없이 다양한 색으로 나타나는 셀 수 없이 많은 행성으로 가득 차 있습니다. 불 같은 붉은색에서 차가운 파란색에 이르기까지 행성의 색은 그 구성, 대기, 심지어 역사에 대해 많은 것을 드러낼 수 있습니다. 수세기 동안 천문학자들은 이 다채로운 세계에 매료되어 우주에 대해 더 많이 알기 위해 자세히 연구했습니다.태양계에서 가장 잘 알려진 다채로운 행성 중 하나는 목성입니다. 이 거대한 가스 행성은 대기를 에워싸는 주황색, 흰색, 갈색 띠가 소용돌이치는 것으로 유명합니다. 이러한 색상은 목성의 두꺼운 대기를 구성하는 다양한 유형의 가스로 인해 발생합니다. 주황색 띠는 암모니아 얼음 구름으로 구성되어 있고 흰색 띠는 수증기 구름으로 구성되어 있습니다. 목성 표면의 일부에서 볼 수 있는 적갈색은 황 화합물에 의해 발생합니다.
화학
Q. 오아시스 물을 식수로 바꾸는 방법
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.오아시스 근처 마을에 정수제를 지급해서 정수한 흐에 먹는 방법이 있습니다. 아니면 오아시스에 수도를 설치하고 정수필터를 달아서 사용하는 방법도 있습니다.
생물·생명
Q. 광합성에 대하여 설명해 주시기 바랍니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.광합성은 광합성 기구가 빛 에너지를 화학에너지로 전환하는 과정이다. 광합성은 빛에 의존하는 단계와 빛에 의존하지 않는 단계로 나뉜다. 빛에 의존하는 단계에서는 에너지 화폐인 ATP와 환원력인 아데닌 디뉴클레오티드 인산(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, NADPH)을 합성한다. 빛에 의존하지 않는 단계에서는 앞 단계에서 생성된 ATP와 NADPH를 이용하여 탄소, 질소 및 황을 동화한다.지구에서 매 년 100억 톤 이상의 이산화탄소가 광합성을 통해서 탄수화물로 전환된다. 특히 작물의 총 생산성은 식물이 흡수한 빛 에너지에 정비례하는 하는 것으로 알려졌다. 육종이나 유전자조작 방법으로 광합성 기구 개량을 통해 작물의 생산성을 증대 시킬 수 있다. 따라서 광합성 연구는 인류가 당면한 식량부족 문제와 밀접한 관련성이 있다. 화석 연료에 기반한 석유 경제 시대가 초래한 지구 온난화를 대비하기 위한 온난화 가스 감축을 위한 바이오 에너지 연구분야는 광합성 효율 뿐만 아니라 동화 산물의 배분에 대한 이해가 필요하다. 또한 수소 경제 시대에 필수적인 수소 가스를 물로부터 생산하기 위한 인공광합성을 구현하기 위해서 광합성 기구의 물 분해와 수소화 효소에 대한 이해가 필요하다.
토목공학
Q. 식물은 어떤 빛으로든 광합성이 가능한가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.광합성에 쓰이는 빛에 대해 좀 더 알아봅니다.빛은 전파의 일부분입니다. 그리고 전파는 파장의 길이로 여러 종류로 구분되는 데, 그 중 눈으로 보이는 빛의 영역을 가시광선이라고 합니다. 파장이 길수록 붉은색, 파장이 짧을수록 보라색으로 보입니다. 빨간색보다 더 긴 파장은 적외선 (빨간색 바깥의 전파)이고, 보라색 너머의 짧은 파장은 자외선(보라색 바깥의 전파)라고 부릅니다[ 식물은 수많은 전파 중 일부분만을 광합성에 이용한다 ] 식물은 광합성을 하는데 특정한 파장의 빛만을 이용합니다. 엽록체 안에 존재하는 엽록소에서는 450nm 부근의 청색파장과 650nm 부근의 적색파장을 이용합니다. 그리고 495~570nm의 초록색 파장은 거의 흡수하지 않고 반사해 버립니다. 그래서 우리눈에 잎은 초록색으로 보이게 됩니다. [ 광합성의 작용 스펙트럼 ] 물론 일부 식물은 엽록소 외에도 다양한 색소 화합물을 이용해서 파란색, 빨간색 이외의 파장에서도 빛을 흡수하기도 하고, 너무 강한 빛을 걸러내기도 합니다만, 우리가 기르는 대부분의 농작물은 초록색일 수 밖에 없습니다. 따라서 햇빛이 쏟아지면 식물은 그 빛을 전부 사용하는 것이 아니라 파장별로 흡수율이 다르고, 초록색영역의 빛은 아무리 많이 비추어져도 흡수되기는 커녕 전부 반사해 버린 다는 것을 알 수 있습니다. 그러므로 식물의 생장을 촉진하려면 빨간색과 파란색 영역의 빛을 많이 비추어 주어야 한다는 점이 포인트입니다.