안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
생물·생명
Q. 창조론대 진화론 중 어느 쪽이 더 과학적일까요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.결론부터 말씀드리자면 진화론이 더 과학적입니다. 진화론에 따르면 인간과 유인원의 조상을 거슬러 올라가다보면 같은 조상일 가능성이 높다고 설명하는게 더 설득력이 있습니다. 일직선의 진화가 아니라 가지나 강줄기처럼 점차 줄기가 갈라지며 여러 방향으로 뻗어나가는 형태의 진화입니다. 다윈이 주장은 생명의 나무처럼 공통의 조상에서 분화되어 여러 종으로 나타난다는 것이었습니다. 원숭이가 진화하여 인간이 되었다가 아닙니다. 현대과학에서는 유전자 정보를 어느 정도 확인 가능해졌는데 인간과 침팬지의 유전적 차이가 1.2% 정도이며, 인간의 남성과 여성의 유전적 차이가 1% 정도임을 알 수 있었습니다. 분명 인간과 침팬지는 차이가 커 보이지만 유전적으로 아주 큰 차이가 아님을 알 수 있습니다. 그래서 침팬지나 보노보 등을 원숭이가 아닌 유인원으로 분류합니다. 인간과 유인원의 유사성이 높아서 어쩌면 조상이 같지 않을까 추론하는 것이 진화론의 주장입니다. 그런 가설과 이론이 유전 정보를 통해서 더 설득력이 높아졌다고 볼 수 있습니다. 그런데 창조설은 증명할 과학적 근거가 없습니다. 진화론 만으로는 생명체의 시초를 설명할 수 없기 때문에 창조설이 계속 거론될 수 있는 것 같습니다.과학에서는 어떤 가능성에 대한 가설을 세우고, 이론을 정리하고, 입증을 하여서 설득력을 높입니다. 하지만 창조설은 과학적인 이론이 아닌 신이라는 증명을 상정하지 않는 종교적 신념을 따른다고 생각하는게 맞을 것 같습니다. 진화론과 창조설은 전혀 다른 결이라 생각됩니다.
토목공학
Q. 일본에서 방류한다는 오염수가 인체에 무해할까요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다. 일본에서 발표한 오염수 처리 계획대로 된다면 인체에 무해할 수도 있겠죠. 그런데 그 정도로 안전하다면 왜 자신들이 말하는 처리수를 태평양으로 흘려 보내는거죠? 주변 국가들이 반대를 할 정도로 국제 정서에 맞지 않다면 자신들 국토 내에서 소비할 수도 있는 것입니다. 일본이 계속 얘기하는 정화장치 알프스(ALPS)부터가 믿기 어렵습니다. 원전폭발이 발생한 후 이미 8차례 고장이 있었고, 2021년 9월에는 필터에 10여개의 구멍이 발견되기도 하였습니다. 그리고 후쿠시마 원전 오염수에는 발전소 건축구조물의 불순물, 지하수를 통해 유입되는 각종 불순물들도 있습니다. 이런 것들이 알프스 필터의 정화능력을 저하시키게 됩니다. 그런 장치로 아무리 수차례 정화를 한들 과연 핵종의 농도를 얼마나 떨어뜨릴 수 있을까요? 일본은 만족할 때까지 반복하여 수치를 기준치 이하로 낮추고 방류한다고 했는데 그 수치 확인은 누가 할까요? 세계 각국 전문가들이 확인 하나요? 그리고 바닷물로 희석 한 후에 수치를 측정한다는데 오염물질이 제대로 걸러졌다는 것을 더 확인하기 어려울 것입니다. 이미 원전 폭발 사고 때 엄천난 양의 방사능 오염물질이 태평양으로 흘러들어갔습니다. 그 물로 희석하는건데 그것 또한 오염된 물로 오염된 물을 희석하는 것인데 그 물 안에 순수 방사능 오염물의 양만 늘어나는 꼴이 되겠죠. 원자력 발전소에서 사용하는 냉각수는 물 외에 다른 성분이 없는 정제수 또는 증류수 같은 순수한 물을 사용합니다. 거기에 삼중수소가 포함되어 배출되기는 하나 핵연료와 직접 닿은 것은 아니기 때문에 다른 핵종들이 포함될 위험이 거의 없습니다. 하지만 후쿠시마 오염수는 핵연료와도 직접 닿았고 핵연료가 녹아 콘크리트 구조물 등에 뒤섞여 만들어진 데브리가 강한 방사선을 방출하고 있는 곳에 물입니다. 과학자들도 가늠하기 어려울 정도의 수많은 핵종들이 섞여 있는 물입니다. 알프스 필터가 걸러줄 수 있다는 핵종 외에 것들도 있을 가능성이 높습니다. 그 중에는 반감기가 1500만년이 넘는 핵종이나 20만년이 넘는 핵종도 있습니다. 반감기는 쉽게 말해 방사선 물질이 반으로 줄어드는데 걸리는 시간입니다. 자정작용이 아니라 방사선 물질의 특성입니다. 그나마 삼중수소의 반감기가 12년 정도이며, 세슘과 스트론튬이 30년 정도로 비교적 짧은 편입니다. 하지만 위에서 거론한 오랜 세월이 걸리는 것들은 어쩌죠? 후손들까지 계속 피해를 봐야겠네요. 그런 것을 30년 이상 걸려 방류한다는데 오염물질 양이 점차 늘어날 뿐입니다. 방사선 물질은 자정작용으로도 제거되는 것이 아닙니다. 히로시마 원자폭탄에는 우라늄 64kg이 들어갔는데 그 당시 피폭 피해도 컸던 것을 알 수 있습니다. 후쿠시마에 핵연료는 1호기에만 280톤 가량이었다고 합니다. 다 합쳐서 약 900톤이었다고 하는데 그 정도라면 얼마나 피폭 피해가 발생할지 상상도 안됩니다. 특히 데브리(녹아내린 핵연료와 구조물이 뒤섞인 물질)의 제거는 현재로써는 불가능에 가깝습니다. 그곳에는 계속 지하수, 빗물, 눈물 등이 유입되고 있고 다시 오염수가 모이면 방출하겠죠. 믿기 어려운 정화계획을 통해 생겨난 처리수를 또 방류하겠죠. 결국 방사선 물질은 전세계에 누적될 것입니다. 현재 일본이 하고 있는 방법은 가장 저렴한 처리 방법일 뿐 안전한 방법은 아닙니다. 물은 다양한 형태로 순환됩니다. 지하수로, 구름이 되어 비로, 수증기 형태로 대기 중에 퍼질 것입니다. 해양 오염 뿐 아니라 대기와 토지도 오염될 수 있으면 인간이 먹이사슬에서 상위를 차지하고 있기에 나중에는 방사선 물질이 가장 많이 누적되는 피해자가 될 수 있습니다.
토목공학
Q. 콘크리트를 원래의 시멘트로 돌릴 수 있나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.콘크리트를 시멘트로 되돌리는 것은 현재 불가능합니다. 콘크리트는 시멘트, 자갈, 모래 외에도 각종 혼합물이 들어갑니다. 콘크리트의 경화시간을 조절하거나 강도를 높이는 등 다양한 목적으로 혼합물이 들어갑니다. 그런 것을 다 분리하기도 어렵고, 콘크리트가 되는 과정에서 시멘트는 물분자와 화학 반응을 하여 경화되는 것이라 그것을 되돌리기도 어렵습니다.
화학
Q. 받아논 수돗물의 염소를 제거하려면 뚜껑을 열어놔야하나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.염소가 기화되어 날아가려면 밀폐된 것 보다는 개방된 것이 좋습니다. 약간의 공기가 빠져나갈 수 있는 정도의 덮개는 괜찮을 것으로 생각됩니다.
화학
Q. 전기자동차의 환경문제는 무엇일까요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.폐배터리 리사이클링은 이미 준비를 하고 있으며, 부품들 중에도 리사이클링이 가능한 것은 할 겁니다. 내연차량도 상태가 양호한 부품은 재사용할 수 있도록 권장하고 있고 차체 등 금속부분은 고철로 재활용하고 있었습니다. 하지만 전기차가 친환경이 아닐 수 있다는 다른 문제가 있습니다. 전기차 충전에 사용되는 전기 생산입니다. 우리나라의 경우 발전소의 절반 넘게 화석연료를 태워서 전기 생산을 하는 화력발전소에 의존하고 있습니다. 미국 역시 60%이상 화력발전소를 운영하고 있습니다. 화력발전소에서 화석연료를 태우면 탄소화합물과 매연이 발생할 수 밖에 없습니다. 그런 발전소가 절반을 넘어간다는 것이라면 과연 친환경이라 할 수 있을까요? 조금씩 화력발전을 줄이고 신재생에너지 비율을 높여간다는 계획은 있지만 현재는 아닙니다. 그렇기에 친환경 자동차라고 말하기에 아직은 애매합니다. 물론 내연기관 차들이 달리면서 만들어지는 매연까지 추가되는 것 보다는 발전소에서 매연저감장치를 써서 전기를 생산하는게 더 낫긴 합니다. 하지만 아직은 화력발전에 대한 의존도가 높고 거기서 발생되는 여러가지 폐기물을 생각한다면 친환경이라 얘기하기에는 무리가 있을 것 같습니다. 비용 대기 전기 생산량이 많다는 원자력 역시 문제점이 많죠? 전기차는 현재가 아닌 미래를 대비한 친환경차라고 생각하는게 더 맞다고 생각합니다.
전기·전자
Q. 세면기에 물이 나오는건 어떤 과학적 원리가 숨어 있나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.세면기를 포함하여 물이 나오는 수전들은 상시 상수도 또는 상수도와 연결되어 있는 수조로부터 유입되는 수압이 걸려 있습니다. 그것을 수전 내부에 있는 고무 또는 금속재질의 패킹으로 막고 있다가 손잡이를 조작해서 열리면 물이 나오게 됩니다. 물이 지나오는 통로를 막고 있던 패킹이 열리는 정도에 따라서 물이 나오는 양이 달라집니다. 그리고 해당 건물에 들어오는 상수도의 수압이나 수조와 해당 세대 간 수압에 따라 물이 나오는 정도가 달라질 수 있습니다.
전기·전자
Q. 알루미늄이 철에 비해 강도가 더 센가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.알루미늄은 철에 비해서 강도가 약합니다. 하지만 자동차에 알루미늄을 적절하게 잘 사용하면 승차감을 높일 수 있고 공차중량을 줄 일 수 있습니다. 테슬라가 알루미늄을 사용하는 것은 좀 다른 목적이 있습니다. 원래 차체를 만들 때 복잡한 용접이 필요한데 테슬라는 알루미늄을 녹여 용접이 필요한 차체를 단 하나의 부품으로 찍어내는 것입니다. 이것이 가능한 것은 테슬라 기가팩토리에서 다이캐스팅을 이용한 기가프레스를 사용한 생산 방법 때문입니다. 이러한 공정의 단순화로 생산단가를 최대 40%가량 절감할 수 있다고 합니다. 그리고 알루미늄은 철에 비해서 가볍습니다. 전기차는 배터리 무게가 무거워서 공차중량이 높은데 알루미늄 차체를 이용하면 무게를 줄여서 한 번 충전으로 조금이라도 먼 거리를 운행할 수 있게 해줍니다. 단점은 알루미늄이 철 보다 비싼데 단일 부품으로 만들어진 차체에 교체해야 할 정도의 손상이 발생하면 부분 교체가 안됩니다. 전체를 교환해야 하기 때문에 큰 비용이 발생합니다. 중국에서 테슬라의 기가프레스 기술을 도입하여 전기차를 만들었는데 이때 일부만 변경할 수 있도록 소규모 기가캐스팅 공법을 개발하여 이 문제점을 해결했습니다. 국내 자동차 회사도 테슬라의 기가팩토리를 벤치마킹하여 공정 개선에 나서고 있다고 합니다. 일본 토요타에서도 기가프레스 기술 도입을 검토 중이라고 합니다. 그리고 알루미늄은 철에 비해서 내구성이 낮습니다. 하지만 테슬라 모델Y 차량은 충돌테스트에서 최고점수를 받아냈다는 것은 사실입니다. 그만큼 안전도 고려하여 만든 것 같습니다.
지구과학·천문우주
Q. 달이 없어지면 어떤일이 일어나나요:?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.달이 없어질 때 생겨나는 변화중 대표적으로 예상되는 것은 지구와 달의 인력으로 유지되던 평형관계가 없어져 찾아오는 지구 자전축의 변화입니다. 급격하게 자전축 각도가 흔들리면서 사계절이 사라지고 혹한이나 폭염이 찾아올 것으로 예상하는데 그것이 매우 심한 정도일 것입니다. 조수간만의 차이가 없어진다는 것도 대표적입니다. 태양에 의해서도 밀물과 썰물은 나타나겠지만 달 보다는 영향이 훨씬 약합니다. 그렇게 되면 갯벌도 못보게 될 것입니다. 생태계의 변화도 올 것입니다. 달이 지구를 도는 공전주기에 맞춰서 짝짓기를 하는 동물도 있는데 그런 생물의 생식주기에 문제가 생겨서 개체수가 적어진다면 먹이사슬 연쇄반응에 따라 상위 포식자들도 줄어들게 됩니다.지구의 자전속도가 빨라질 수 있습니다. 달의 인력에 의해서 속도가 묶여 있다가 달이 사라지면 지금 보다 3배 정도 빨라질 것으로 봅니다. 대기순환에도 영향을 줘서 태풍 정도의 바람이 많이 발생하고, 해일도 많이 발생할 것입니다. 중력이 약해지면서 체세포 증식이 빨라지는데 체세포 수명은 줄어들어 노화가 빨리 올 것입니다. 그러면 인간의 수명도 줄어들게 됩니다.달의 영향으로 유지되던 공전궤도가 태양에 가까워질 것으로 예상하는 과학자도 있습니다. 그렇게 되면 기온이 섭씨20~30도 가량 높아질 수 있습니다.그 외에도 예상하는 것들은 다양합니다. 대기가 흩어져 버릴 것으로 보는 과학자도 있을 정도입니다.
지구과학·천문우주
Q. 사막의 기온차가 심한 이유를 알고 싶어요
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.모래가 비열이 낮기 때문입니다. 비열은 1kg의 물질을 1℃올리는데 필요한 열량(칼로리 양)입니다. 물의 비열이 1kcal / kg℃이기 때문에 온도를 1℃ 올리는데 1kcal의 열량이 필요합니다. 모래의 비열은 0.16kcal / kg℃로 온도 1℃를 올리는데 0.16kcal의 열량이 필요합니다. 그만큼 쉽게 데워진다는 것입니다. 반면 온도가 내려가는 것도 쉬운 것입니다. 사막지대는 그늘을 만들어줄 식물도 거의 없을 뿐더러 물도 찾아보기 힘든 곳입니다. 비열이 낮은 모래로 뒤덮여 있습니다. 그래서 낮시간에 내리 쬐는 태양빛에 의해서 빠르게 데워져서 매우 덥고 해가 지면 빠르게 식어버려서 추워지는 것입니다. 그렇게 해서 약 60℃ 정도의 큰 일교차가 발생합니다. 사막이 아닌 지역에서는 대지를 구성하는 토질도 다르고, 사막 보다 물이 많은 편입니다. 그리고 구름이나 식물 등 주변환경에서 태양열을 흡수해 줄 것들이 많아 밤에 열을 보존해줍니다. 그렇기에 일교차가 크지 않은 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 안개는 무엇 때문에 생기는 현상인지 궁금합니다.
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.해무는 해상에 생기는 안개입니다. 안개는 수증기를 많이 머금고 있던 따뜻한 공기가 찬 공기를 만나거나 급격히 기온이 낮아지면 이슬점에 이르게 됩니다. 이때 공기 중 수증기 일부를 작은 물입자 형태로 내보내게 되는데 미세한 물방울이 대기 중에 떠다니는 것이 안개입니다. 주로 새벽에 안개가 많은 것은 낮 동안 기온이 높아질 때 공기 중에 수증기가 많이 포함되는데 밤 사이 기온이 낮아지면서 수증기 일부가 작은 물입자가 되어 떠다니는 것입니다. 이러한 현상은 강이나 호수주변, 비가 내린지 얼마 안 된 산 속 등에서 많이 나타납니다.