안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 백두산 화산이 폭발하면 한반도에 어떤 영향을 미칠까요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.백두산이 분화할 경우 한반도와 그 주변에만 영향을 미치는 것이 아니라 그 규모에 따라 지구 환경 전체에도 엄청난 영향일 끼칠 수 있다.백두산이 1000여 년 전 수준으로 폭발한다면 그 후유증이 일본 후쿠시마(福島) 원전사고와 비교가 안 될 정도로 심각할 수 있다는 것이다.특히, ‘화산성(火山性) 겨울’이 닥칠 수 있다고 우려한다.1815년 인도네시아 탐보라 화산 분출이나 1883년 인도네시아 크라카타우 화산 분출 사례를 보면 어느 정도 짐작할 수 있다.백두산이 분화하면 동아시아 지역 기온이 2도 하강할 것이란 연구 결과도 있다.탐보라 산은 인도네시아 숨바와 섬에 있는 활화산(높이 2722m)으로, 1815년 4월 VEI 7등급에 해당하는 엄청난 분화가 일어났다.분화 당시 2000㎞ 떨어진 수마트라 섬에서도 폭발 소리가 들렸다. 1만1000~1만2000명이 직접적인 피해로 사망했고, 흉작으로 굶어 죽은 사람만 7만여 명에 달한다.
생물·생명
Q. 청개구리가 울면 비가 온다는게 사실일까요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.청개구리가 울면 비가 왜 오는지에 대한 과학적 근거는 밝혀지지 않았다. 그러나 물을 워낙 좋아하는 청개구리이기에 기압골이 들어오면서 공기 중의 습도가 증가하면 몰려 나와 노래를 하는 것으로 추정한다. 관천망기법에서는 청개구리가 신나게 운 다음날 비가 올 확률이 70% 정도로 본다. 상당히 신뢰성이 높은 날씨 속담이기도 하다.
기계공학
Q. 로터리엔진의 특징은 무엇인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.로터리 엔진은 로터리 피스톤 엔진이라고도 불리며, 리시프로 엔진이 크랭크 기구를 사용하여 직선운동에 의해 발생된 동력을 회전운동으로 변환시키는데 비하여 회전운동만으로 출력을 얻는다는 것이 특징이다. 그러나 일반적인 전동(電動) 모터와는 달라 회전을 얻는 방법이 단순하지 않고 누에고치 형태를 한 케이스 속을 주먹밥 형태의 로터가 회전하여 그 회전을 로터 속에 설계된 기어에 의해 얻어내는 구조로 되어 있다.우선 작동에 대해서 살펴보면 4사이클 리시프로 엔진에서 빼놓을 수 없는 흡배기 밸브가 없어 혼합기의 흐름에 방해되지 않기 때문에 흡 · 배기가 부드럽게 이루어지고 가스 교환의 효율이 좋다는 점과 2사이클 엔진과 같이 출력축의 1회전당 1회의 연소 · 팽창 행정이 있다는 점이 큰 특징이다. 그 때문에 출력에 비해 소형, 경량이며, 거의 같은 출력의 리시프로 엔진과 비교하면 크기, 중량이 모두 약 2/3로 충분하다는 장점이 있다
생물·생명
Q. 지문이 사람마다 각각 다른 이유는???
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.지문은 손가락에 위치한 땀샘이 위로 솟아오른 후, 이들이 부드러운 선모양을 이루며 서로 연결됨으로써 생기는 것이다.이 때 손가락의 특정부위에 위치한 땀샘이 주변에 위치한 땀샘들 중 어떤 것과 연결될지는 그 누구도 예측 불가능한 것입니다. 즉 수많은 주변요인이 지문 형성에 요인을 미치기 때문에 그 형태가 매우 다양할 수밖에 없으며, 이에 따라 사람마다 그 지문이 서로 다를 것이라는 경험적 발상을 하게 된 것입니다.
화학
Q. 멘토스와 사이다를 섞으면 터지나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.사실 멘토스만이 일으키는 현상은 아니고, 물체 표면에 미세한 홈이 있는 물질들이 과포화된 탄산수에 들어가는 경우 발생한다고 알려져 있습니다. 멘토스가 특히 효과가 좋은 이유는 구성 성분 중 하나인 아라비아고무가 물의 표면 장력을 약화시켜서 이산화탄소의 방출을 쉽게 하기 때문. 일단 탄산수 타이틀을 달고 개봉하자마자 거품이 칙 올라오는 종류는 거의 가능하다고 보면 됩니다.이산화탄소가 녹아 있는데 물의 표면장력 때문에 빠르게 밖으로 빠져나오지 못하고 있습니다. 멘토스를 콜라에 넣으면 고무성분 때문에 표면 장력이 사라져서 다량의 이산화탄소가 좁은 병 입구로 한꺼번에 밀려 나오게 됩니다. 탄산수병의 뚜껑이 막혀있으면 압력이 점점 강해져서 결국 병이 폭발하게 됩니다.
화학
Q. 왜 어렸을때 남자애보다 여자애가 더 성장이 빠른가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.남녀의 성장기 시기와 특성 차이 때문이다. 생애 주기 중에는 두 번의 급성장기가 있다. 이 중 두 번째 시기인 사춘기는 성별에 따라 또 유전적, 환경적인 영향에 따라 개인마다 차이가 나타난다. 남자와 여자의 키 성장의 차이는 이 사춘기가 오는 시기와 특성이 성별에 따라 다르기 때문이다. 같은 성별에서도 사춘기가 얼마나 빨리 시작하는지, 사춘기 중 키가 가장 많이 크는 시기인 신장최대속도(PHV, peak height velocity)가 얼마나 빨리 오는지, PHV 동안 얼마나 많이 크는지에 따라 키가 달라진다여자는 일반적으로 만 9~10세에 유방 발육과 함께 사춘기가 시작되면서 성장 속도가 점점 증가해 만 12세쯤 신장최대속도(PHV) 시기가 오게 된다. 이때 평균적으로 연간 8~9㎝ 정도 키가 크고, 이후 체중최대속도(PWV, peak weight velocity) 시기가 오면서 만 12세 6개월에서 13세에 첫 생리를 시작한다. 즉 가슴이 나오면서 사춘기가 시작된 이후 키가 쑥 크고 이후 체중이 늘면서 생리를 하는 것이다.생리를 시작하기 6개월 정도 전부터 성장 속도가 느려지고, 높은 농도의 여성호르몬(estrogen) 분비는 뼈의 성숙을 촉진해 성장판을 닫히게 한다. 따라서 일반적으로 생리 시작 후 2년 정도면 긴 뼈 성장이 거의 종료된다.
지구과학·천문우주
Q. 지구와 다른 행성들은 왜 서로 다른 색을 띠고 있나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.천왕성과 해왕성은 모두 태양계 외곽의 거대얼음행성이다. 대기 중에 붉은 빛을 흡수하는 메탄 기체가 많은 데다 대기 중 미세입자(에어로졸)가 많아 지구의 하늘을 푸르게 만드는 것과 같은 산란효과가 잘 일어난다. 그 때문에 두 행성은 모두 푸른빛을 띤다.천왕성과 해왕성은 크기는 물론 질량과 대기구성까지 비슷해 서로 매우 흡사한 행성이다. 그러나 천왕성은 옅은 하늘색, 해왕성은 짙푸른 코발트색을 띠어 확연한 차이를 보인다. 기존에 알려진 두 행성의 온도 분포와 메탄 농도 등의 대기 특성을 고려하면 비슷한 색을 띠어야 하기에 이러한 ‘색깔 논쟁’은 오랫동안 수수께끼였다. 우리가 알지 못하는 어떤 물질이 해왕성에 존재해 작용하고 있을 것이라 막연히 추측할 뿐이었다.화성 표면의 주요 색깔은 붉은색입니다. 그것은 이 행성의 토양에 일반적으로 녹으로 알려진 산화철의 널리 퍼져있음을 말해줍니다. 화성의 다른 색깔에는 황금색, 갈색 및 황갈색이 있습니다각기 표면, 대기의 특성이 틀려 다른 색상을 나타냅니다.
생물·생명
Q. 요즘 우리나라 생태계에 꿀벌이 없어진다는데요
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.꿀벌 개체수 감소의 또 다른 원인은 바로 지구온난화이다. 꿀벌들이 지구온난화 적응에 어려움을 겪고 있으며, 기온이 낮은 지역으로 이주하지 못해서 죽어가고 있다는 뜻이다. 지금까지 꿀벌 개체수 감소에 대해 농약 사용, 기생충, 서식지 감소 등이 주원인으로 여겨져 왔다.이번 연구는 기후 변화의 영향을 지적한 첫 번째 연구이다. 농작물의 중요한 수분 매개자가 되는 꿀벌에 관한 새로운 시각을 보여준 연구라고 할 수 있다. 제레미 커(Jeremy T. Kerr) 오타와 대학교(University of Ottawa, Canada) 교수팀은 지난 7월 학술지 ‘사이언스'(Science)를 통해 관련 연구를 발표했다. (원문링크)지구 온난화로 인해 기후 변화가 일어났고, 이로 인해 꿀벌의 서식지가 줄면서 사라지게 되었다고 밝혔다. 각 대륙 전역에서 수분 매개자들이 급속히 감소하고 있는데, 이는 명확하게 농약 사용이나 개발로 인한 서식지 감소에 기인한 것과는 다른 것이라고 볼 수 있다.빠른 속도로 다른 지역으로 이주하면 된다고 생각할 수 있다. 하지만 생각만큼 새 지역으로 이주해 개체군을 새로 확립하는 것은 어려운 일이다. 나비는 기온 상승에 따라 계절 이동 패턴을 변화시켜왔지만, 꿀벌은 그렇지 못하고 있다. 온난화에 적응하지 못하고 있는 것이다.
화학
Q. 현재의 핵미사일 위력은 어느정도인가요
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.수소폭탄은 원자폭탄에 비해 상대적으로 위력의 상향이 쉬운데, 이는 핵분열과는 달리 핵융합은 일시에 공급되는 핵융합 물질의 양에 따라 바로 위력을 결정할 수 있기 때문이다. 현대 핵무기에서 50kt 이상의 위력을 보이는 핵무기는 사실상 모두 수소폭탄이며,[13] 보통 수소폭탄은 1Mt급 위력을 기준으로 해서 설계된다. 당장 현대의 대표적인 항공 핵폭탄인 B83의 경우 1kt 이하의 위력(수소폭탄 기폭용 원자폭탄만을 터뜨리는 경우)부터 1.2Mt(탑재 가능한 모든 핵물질을 분열/융합시키는 것)까지의 위력을 가변적으로 낼 수 있도록 설계되어 있다.수소폭탄의 위력 기준인 1Mt급은 광구 범위가 약 3km에 열복사노출지역이 7km로 늘어나 사실상 서울은 괴멸한다고 보면 된다.역사상 가장 강력한 수소폭탄이었던 차르 봄바는 50Mt 급이었다. 50Mt 급의 차르 봄바의 폭심지 지름은 무려 58km. 열복사 노출지역은 120km[14] 광구 범위가 8km정도로 서울 전역이 광구화 하고 경기도 전역이 직접 열복사 노출구역에 들어간다. 즉 경기도에 차르봄바가 떨어지면 경기도전체와 일부 지역까지 날아갈 수 있다는 소리다.
지구과학·천문우주
Q. 태풍은 어떻게 형성이 되게 되는건가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.모든 열대 저기압이 발생되고 생성되는 것은 아닙니다.전술한 조건이 합쳐지게 되어야 하는데요.그럼 어떤 흐름으로 성장해 갈 것인지 파악해 보고 설명해 드릴게요.열대 저기압에서 형성되는 구조를 4가지 단계로 확인하는데요.1. 태양의 강한 일사로 바닷물이 증발높은 열대 지역 해상에서는 강한 햇빛의 영향으로 해수 온도가 높아지고 있습니다.그로 인해 구름의 근원이 되는 수증기가 대량으로 공급됩니다.2. 수증기가 소용돌이를 일으키며 상승수증기는 공기보다 가벼운 물질입니다.그래서 소용돌이를 치면서 상공으로 올라가는데요.아래층에 있던 공기가 기온이 낮은 상공에서 차가워짐으로써 적란운이 됩니다.3. 상승기류로 바뀌면서 소용돌이가 더욱 확대적란운에서 방출되는 열이 에너지로서 기능을 합니다.주위의 공기를 따뜻하게 하면서 다수의 적란운이 모여들게 되는데요.이 현상이 반복되면서 큰 소용돌이로 확대되는 거죠.4. 열대 저기압으로 성장하면서 진화이 소용돌이가 강한 비바람을 동반한 열대 저기압이 되어 마침내 태풍으로 변해 갑니다.그리고 해수 온도가 낮은 지역으로 진행되면서 세력을 약화시키면서 열대 저기압이나 온대 저기압이 되어 머지않아 소멸해 가요.기본적으로 발생하는 메커니즘에 대해 알아보았느니 여기 살짝 더 보충 설명해 두고 싶은 것은 바람의 힘에 의해 진행된 다는 것이에요.모두 폭풍우 자체가 진행되고 있는 것은 아닙니다.한반도에 접근하거나 상륙할 때도 큰 소용돌이를 일으키면서 바람을 타고 흘러간다고 이해하면 되세요.