얼음의 신비

얼음의 신비 삼복더위를 지나고 있는 때 겨울의 얼음을 생각하면서 더위를 식혀볼까 한다. 얼음을 물에 넣으면 위로 떠오른다. 이는 부피가 같은 물보다 가볍기 때문이다. 지구상 물질 중에 같은 부피에서 고체가 액체보다 가벼운 것은 규소(실리콘)와 티타늄 등 극소수가 있지만 얼음이 대표적이다. 물이 발견된 곳은 아직도 지구뿐이지만 얼음은 지구뿐이지만 달의 극지나 화성표면 등 우주 속에 행성들에 발견되었다. 지구상에는 남극과 북극에 엄청난 얼음산들이 있다. 이 지구상의 얼음이 다 녹으면 어떻게 되는가? 북극의 얼음은 물 위에 떠 있기 때문에 다 녹아도 해수면 상승에는 별 영향이 없다. 그러나 남극의 얼음은 육지 위에 있기 때문에 녹으면 지구 해수면이 65m 이상 높아진다. 왠만한 바닷가의 도시들은 다 잠기게 된다. 그린란드의 얼음이 녹기만 해도 해수면이 7m 높아진다고 한다. 그런데 만일 지구에 얼음이 없었다면 어떻게 될까? 만일 지구상에 얼음이 없었다면 대빙하기(大氷下期)에 모든 생명들이 얼어 죽었을 것이다. 신비하게도 날씨가 추워지면 호수나 강, 바다는 위쪽부터 얼음이 얼기 시작해 아래쪽으로 커진다. 그리고 물 위에 떠 있다. 이는 얼음이 물보다 가볍기 때문에 일어나는 현상이다. 그러기 때문에 한겨울 얼음이 얼어도 얼음 밑에는 물이 남아 있고 얼음이 방한벽이 되어주기 때문에 물고기를 비롯한 수중 생태계는 생명을 유지할 수 있다. 빙하기에 생명체가 유지될 수 있었던 것도 이 때문이다. 만일 같은 부피에서 얼음이 물보다 무거웠더라면 얼음이 물 밑바닥부터 채워지기 때문에 아래에 있던 생명체들이 위로 드러나게 된다. 뿐 아니라 매서운 추위를 견딜 수 없어서 생명이 살 수 없다. 얼음이 있다는 것도 중요하지만 고체가 액체보다 가벼워 얼음이 물 위에 있다는 것이 생명체에는 축복이다. 최근에는 얼음 표면에서 일어나는 반응을 연구하는 과학자들이 늘고 있다. 예를 들면 김연아 선수가 빙판에서 세계를 제패하므로 사람들을 매료시켰는데, 아직까지도 왜 스케이트가 얼음 위에서 미끄러지는지 그 원리를 어떤 과학자들도 모르고 있다. 이는 “물이 얼음이 되었을 때 왜 미끄러운가?”라는 질문에 답을 하지 못하고 있다는 것이다. 여러 학자들이 이론을 발표했지만 분명한 원리를 아직 규명하지 못하고 있다. 이것이 밝혀지게 된다면 빙상계에서 활동하는 선수들의 수준을 한 단계 더 높일 수 있기 때문 이 분야를 연구하는 것이다. 이 얼음 표면에서 일어나는 반응을 연구하는 것을 “얼음화학”이라고 한다.이 분야를 명쾌하게 설명할 수 있다면 노벨 과학상을 받게 될 것이라고 한다. 삼성그룹이 “얼음화학”을 2013년 삼성미래 기술육성사업의 첫 지원대상으로 삼은 것도 이 때문이다. 최한주 목사 <푸른숲교회> 이 게시물을