Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 카멜레온 이외에 몸의 색깔의 변화를 줄 수 있는 동물에는 어떤 동물이 있나요?
안녕하세요. 문어류는 뛰어난 변장 능력을 가진 해양 생물로 잘 알려져 있습니다. 이들은 피부 아래 위치한 색소 세포인 크로마토포어(Chromatophores)를 확장하거나 수축시켜 색상을 변화시킵니다. 이 과정을 통해 문어는 자신의 피부 색을 빠르게 변경하여 포식자로부터 숨거나, 먹이를 유인하거나, 다른 문어와 의사소통을 할 수 있습니다. 오징어와 갑오징어들도 문어와 유사하게 크로마토포어를 사용하여 자신의 색상을 조절합니다. 특히 갑오징어는 극도로 빠른 속도로 색상을 변경할 수 있으며, 이는 주변 환경에 매우 정밀하게 적응할 수 있도록 합니다. 뿐만 아니라, 갑오징어는 피부의 질감까지 변화시켜 보다 완벽한 위장을 가능하게 합니다. 북극 가재는 계절에 따라 투명에서 불투명한 색으로 변할 수 있습니다. 겨울에는 주변의 얼음과 유사한 투명한 모습을 하여 포식자로부터 자신을 보호하며, 여름에는 다시 불투명한 색으로 변하여 다른 환경적 요인에 적응합니다.
Q. 추운 지방에서는 왜 수염에 고드름이 생기나여??
안녕하세요. 겨울철에 수염에 고드름이 형성되는 현상은 주로 호흡 과정 중에 배출되는 습한 공기가 차가운 환경에서 급속히 냉각되어 발생합니다. 인간이 호흡할 때, 폐에서는 체온에 가까운 습한 공기가 내보내지는데, 이 공기에는 상당량의 물분자가 포함되어 있습니다. 추운 외부 환경에 이 공기가 노출되면, 그 습한 공기는 빠르게 온도가 떨어지며 물분자가 응결을 시작합니다. 이때, 물 분자들은 작은 물방울을 형성하며 이들이 공기 중에서 더욱 냉각될 경우, 빠르게 얼어붙게 됩니다. 수염은 공기 중의 습기를 포집하고 응결의 표면으로 작용하기 때문에, 호흡 시 배출되는 물기가 수염의 표면에서 냉각되어 결빙되는 것이 관찰됩니다. 결국, 수염에 고드름이 형성되는 것은 이러한 응결 및 결빙 과정의 결과입니다.
Q. 겨울에 타이어 공기압이 빠지는이유가
안녕하세요. 겨울철 기온이 감소함에 따라 타이어 내부의 공기 온도도 낮아집니다. 이로 인해 공기 분자의 운동 에너지가 감소하고, 결과적으로 타이어 내부의 공기압이 떨어집니다. 또, 온도가 낮아짐에 따라 공기 분자의 활동이 줄어들어, 분자들이 타이어 벽을 덜 밀어내게 됩니다. 이는 공기압의 감소로 이어집니다. 따라서, 겨울에 차량 운전 전에는 타이어 공기압을 점검하는 것이 중요합니다. 공기압이 적정 수준을 유지하지 않으면, 타이어의 마모가 증가하고, 연료 효율성이 감소하며, 차량 제어가 어려워질 수 있습니다.
Q. 단풍나무가 빨간색과 노랑색으로 나뉘는 이유가 무엇인가요
안녕하세요. 빨간색은 주로 안토시아닌 색소에 의해 생성됩니다. 안토시아닌은 특정 조건 하에서 합성되며, 주로 강한 햇빛, 낮은 온도, 그리고 건조한 조건에서 그 합성이 촉진됩니다. 안토시아닌은 UV 방사선으로부터 잎을 보호하고, 잎이 추운 환경에서 너무 빨리 건조되는 것을 방지하는 역할을 합니다. 또한, 이 색소는 수분 손실을 줄이고, 잎에서 중요한 영양분을 회수하는데 도움을 주는 역할을 할 수 있습니다. 따라서, 특정 환경 조건 하에서는 빨간색 안토시아닌이 더 많이 생산되어, 단풍의 빨간색이 더욱 진하게 나타납니다. 노란색은 잎 내의 카로티노이드 색소에 의해 나타납니다. 이 색소들은 엽록소가 존재하는 동안에는 잘 보이지 않지만, 가을이 되어 엽록소가 분해되기 시작하면 카로티노이드가 드러나면서 노란색이나 주황색을 나타냅니다. 카로티노이드는 잎에서 빛 에너지를 흡수하고, 광합성 과정에서 부산물로 생기는 유해한 활성 산소로부터 식물을 보호하는 역할을 합니다. 카로티노이드의 존재는 주로 유전적 요인에 의해 결정되며, 환경적 요인의 영향을 비교적 적게 받습니다. 단풍나무의 잎 색은 그 나무의 유전적 특성과 그 해의 기후 조건에 따라 다양할 수 있습니다. 같은 종 내에서도 개체에 따라 빨간색이나 노란색이 더 강하게 나타날 수 있으며, 해마다 날씨와 기후 조건에 따라 단풍의 색이 달라질 수 있습니다.
Q. 번개는 왜 항상 위에서 아래로 떨어질까요?
안녕하세요. 번개는 주로 뇌운(감마운) 내에서 발생합니다. 이 구름은 수증기가 상승하면서 냉각되고 응결되어 생성되며, 높은 고도로 상승하는 과정에서 구름 내부에 얼음 입자들이 마찰을 일으키게 됩니다. 이 마찰로 인해 구름 내부에는 수많은 작은 얼음 입자들이 서로 부딪히면서 전하를 축적합니다. 보통, 무거운 얼음 입자들은 구름의 하부로 내려가면서 음전하를 가지게 되고, 가벼운 얼음 입자들은 구름의 상부로 올라가면서 양전하를 가집니다. 이렇게 구름 내부에서 음전하와 양전하가 분리되면, 매우 강력한 전기장이 형성됩니다. 이 전기장이 충분히 강해지면, 공기의 절연 능력을 극복하고 주변의 공기를 전리시켜 전기적 방전을 일으키게 됩니다. 이 현상이 바로 번개입니다. 대부분의 번개는 구름 내부의 음전하가 땅의 양전하와 연결되려는 과정에서 발생합니다. 지면은 자연스럽게 양전하를 띠고 있으며, 구름에서 방전되는 강력한 음전하가 이 양전하를 향해 길을 만들면서 번개가 발생합니다. 이 과정에서 생성되는 전기적 경로를 '리더(Leader)'라고 하며, 이 리더가 지면과 연결되는 순간 강력한 전류가 흐르면서 번개가 발생하게 됩니다. 구름 사이에서도 번개가 발생할 수 있으며, 이를 '구름 간 번개'라고 합니다. 그러나 대부분의 번개는 구름에서 지면으로 향하는 '구름 대지 번개' 형태로 나타납니다. 이는 구름과 지면 사이의 전기적 불균형 때문에 발생합니다. 번개가 항상 위에서 아래로 떨어지는 것처럼 보이는 이유는, 보통 구름이 지면보다 높은 곳에 위치해 있기 때문입니다.