안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 화산 활동은 지구 내부의 어떤 힘과 관련이 있나요?
화산활동은 지구 내부의 열에너지와 판 구조 운동때문에 발생하게 됩니다. 지구 내부는 열 에너지를 막대하게 품고 있는데 이러한 열은 지구 형성 당시 남은 에너지, 방사성원소의 붕괴에 의해 생성되는 열 에 의해서 맨틀 안에서 대류 현상이 발생하게 됩니다. 지구 표면은 판이라는 커다란 조각들로 구성되어 있고 이 판들은 맨틀의 대류 흐름에 따라 천천히 이동하게 되고 이때 판들이 부딪히거나 갈라지거나 밀려들면서 화산 활동이 생기게 되는 조건을 가지게 합니다. 이러한 판의 경계는 발산형, 수렴형 경계에서 나타나게 되고 열점에서도 나타나게 됩니다.
Q. 구름이 높에 생성되는것과 낮게 생성되는 이유가 뭔가요?
구름이 생기는 기본적인 원리는 수증기가 포함된 공기가 상승하게 되면 기압이 낮아지게 되어 팽창하게 되고, 기온이 떨어지게 되면서 이슬점에 도달하게 되고, 공기 속의 수증기가 물방울이나 얼음 결정으로 응결하면서 구름을 만들게 됩니다. 구름의 높이를 결정하는 주요한 요인은 공기의 온도와 이슬점(공기가 따뜻할수록 더 높이 올라가야 식게 되고 높은곳에 구름이 생기며 공기가 차가우면 금방 이슬점에 도달하고 낮은 구름을 만들게 됨), 공기의 상승방식(복사열의 상승, 지형의 상승, 전선의 상승), 공기의 안정도(불안정하거나 안정할수록)에 따라 구름의 종류가 달라지게 됩니다!
Q. 별은 죽어가면서 폭발을 일으키는 이유가 궁금합니다.
별이 폭발하는 이유는 균형의 붕괴때문에 발생하는데 별은 중심에서 핵융합반응을 통해 에너지를 만들어내게 하고, 이러한 에너지는 바깥으로 밀어내는 압력을 만들게 되고 별의엄청난 자기중력과 균형을 이루며 유지하게 됩니다. 하지만 별이 핵융합으로 연료를 다 써버리게 되면, 더 이상 복사압을 만들 수 없게 되고 중력이 이기게 되고 별이 안으로 주저앉기 시작합니다. 중심부가 초고온,초고압으로 압축되게 되면서 급격하게 무너지게 되고 일부 별은 그 순간 폭발을 일으키게 하는데 이는 초신성이 되는것이죠. 중심핵은 중성자별이나 블랙홀이 되게 되고 바깥쪽 물질은 어마어마한 속도로 우주로 튕겨나가게 되버리죠. 핵융합이 멈추면 별은 더 이상 에너지를 만들지 못하고, 안쪽으로 붕괴되며, 급격한 밀도 상승과 압력차이로 인해 충격파가 발생하게 되고 이 충격파가 별의 외곽층을 밀어내면서 폭발적인 분출 현상이 생기게 됩니다. 태양은 초신성처럼 폭발하지 않게 되는데 비교적 작은 별이라서 조용히 부풀어 올라 적색거성이 된 후, 행성상성운을 만들고 중심부가 백색왜성으로 남게 됩니다. 별의 폭발은 파괴인 동시에 우주 재활용의 시작이 됩니다. 초신성의 폭발은 탄소, 산소, 철, 금, 우라늄 같은 무거운 원소를 만들어 내게 됩ㄴ디ㅏ. 이러한 물질들이 성운을 이루고 새로운 별과 행성, 생명을 만들어내게 하지요.
Q. 점점 습해지는거 같은데 통계자료는 아니라네요?
실제 평균 습도 수치만으로도 설명되지 않는 복합적인 체감 요인이기 때문인데요. 상대습도는 기온에 따라 달라지는 값인데 공기가 더우면 더 많은 수증기를 품을 수 있기에 같은 수분량이어도 상대 습도가 더 낮게 나오게 되죠. 또한 절대습도라는 것은 공기중의 실제 수증기양을 말하는데 기온이 높아진 지금은 상대습도는 같아도 절대적으로는 더 많은 수증기가 공기중에 있기에 훨씬 더 후덥지근하게 느껴지게 됩니다. 기온이 높아질수록 땀 증발이 느려지고, 체온 조절이 어려워지게 되고 고온과 중간이상의 습도가 결합되게 되면서 찌몽 같은 불쾌지수가 폭등하게되고 실제로 습도가 70~75%라고 하더라도 35도에 가까운 더위와 함께 오면 1990년대 80% 습도보다 훨씬 더 숨이 턱턱 막히는 과정을 거치게 해주는 것이죠. 또한 도시화가 된 지역들은 열섬효과가 더 해지게 되면서 도로나 콘크리트, 건물 등이 열을 흡수하고 밤에는 식지 않게 되지요. 에어컨이나 제습기 등으로 실내는 쾌적해지게 되지만 그만큼 실외의 불쾌한이 대비되는 현상으로 밖이 더 습해지기도 합니다. 과거에 8~90년대는 실제 상대습도는 높아지게 되지만 기온은 지금보다 낮았기에 체감은 지금처럼 찝찝하거나 숨막히는 경우가 별로 없었죠. 당시의 여름 평균 기온은 지금보다 2~3도 낮았고 열대야도 지금만큼은 많지 않았습니다. 이러한 현상은 지구온난화로 인하여 대기 중의 수증기량이 확실히 증가하게 되었고 대기의 온도가 올라가면서 공기는 더 많은 수분을 머금게 됩니다.
Q. 달기지 건설계획이 미래 우주탐사에 끼칠변화는?
달 기지 건설계획은 단순한 탐사를 넘어서 인류 우주 활동의 패러다임 자체를 바꾸게 하죠. 지속가능한 우주 탐사의 시작으로 지금까지 우주탐사는 단발성으로 탐사 후 귀환이 이루어지게 되었지만 달기지가 생기게 되면 상시 인류거주가 가능해지게 되죠. 이를 바탕으로 화성이나 소행성 탐사 등이 이루어질 수 있게 됩니다. 달엔 물의 형태로 존재하는 얼음이 발견되었는데 이를 전기분해하며 수소와 산소 등을 얻게 되고 로켓 연료가 되게 됩니다. 이에 따라 지구에서 로켓을 무겁게 띄우지 않고, 달에서 연료 보급이 발생하게 됩니다. 이에 따라 더욱 더 우주 탐사비용이 획기적으로 감소하게 된것이죠. 하지만 건축기술이 뛰어나야 할것이며 달은 대기나 기압이 없기에 방사선을 차단하고 미세유성체를 대응하고 온도차가 견딜 구조가 필요하게 됩니다. 또한 태양광 발전을 통해 에너지를 사용하는 시스템을 구축하여야 할것이며 현지 자원을 활용할 수 있어야 할것입니다. 달과 지구 간의 지연 없는 통신시스템도 이뤄야 할것이며 여러가지 생명 활동을 유지하기 위해 필요한 것들이 필요 할것 입니다. 달은 우주 경제의 씨앗으로 희토류나 헬륨-3 등의 고부가치 자원이 존재하게 될것이며 이러한것들이 우리에게 도움이 될 것입니다.